專利名稱：用于存儲器連接處理的飛擊射束路徑誤差校正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于電路連接的激光處理，具體地，有關(guān)于一種利用激 光射束的激光系統(tǒng)與方法以及基片的定位系統(tǒng)，其定位系統(tǒng)合并一種 操作鏡，以補償平臺定位(stage positioning)的誤差并且加強連接發(fā)分
背景技術(shù)：
集成電路("IC")裝置制造處理過程中的成品通常會招致因次表面 層(subsurface layers)或圖案(patterns)的對準偏差(alignment variations) 或者微粒狀污染物所造成的缺陷。

圖1、 2A以及2B顯示IC裝置或工 件12重復(fù)的電子電路10，其典型地以行與列來制作，以便包含冗余電 路組件14的多重重復(fù)，諸如備用的存儲器單元20的行16以及列18。 參照圖l、 2A以及2B，電路10同樣也設(shè)計用以包含電氣接點24之間 特定的激光可分割電路連接22，而能夠?qū)⒅瞥?，以將有缺陷的存?器單元20斷開，并且用冗余單元26來替代，例如，在存儲器中，如 DRAM、 SRAM、以及嵌入式存儲器。相類似的技術(shù)同樣也用來分割連 接，以程序化邏輯產(chǎn)品、門陣行、或者ASIC。
連接22設(shè)計有一種大約2.5微米左右的傳統(tǒng)連接寬度28、連接長 度30、以及距相鄰電路結(jié)構(gòu)或組件大約8微米的組件34，例如連接結(jié) 構(gòu)36，的組件至組件間距(中心至中心的間隔)32。盡管最普及的連接 材料為多晶硅以及相似的成分，然而存儲器的制造商最近已經(jīng)采取各 種更具導(dǎo)電性的金屬連接材料，其可以包含但并不受限于鋁、銅、金、 鎳、鈦、鴇、鉑、以及其它的金屬，諸如鎳鉻的金屬合金、諸如氮化鈦或氮化鉭的金屬氮化物、諸如硅化鎢的金屬硅化物、或者其它類金 屬的材料等等。
測試電路10、電路組件14、或者單元20的故障。從裝置測試數(shù) 據(jù)來判斷所要分割以便校正故障的連接，而這些連接的位置則會映射
(mapped)至一數(shù)據(jù)庫或程序。激光脈沖用來分割電路連接22已經(jīng)超 過20年了 。圖2A與2B顯示一種光斑(spot)尺寸直徑40的激光光斑 38，其撞觸了由位于硅基片42上以及位于鈍化態(tài)層堆疊的組件層之間 的連接22所組成的連接結(jié)構(gòu)36，而其堆疊則包含上覆的鈍態(tài)層44(顯 示于圖2A，而不顯示于圖2B)以及下面的鈍態(tài)層46(顯示于圖2B，而 不顯示于圖2A)。圖2C為由激光脈沖將連接22移除之后圖2B的連接 結(jié)構(gòu)片斷的剖視側(cè)視圖。
圖3為一平面圖，表示由傳統(tǒng)連接處理定位系統(tǒng)所執(zhí)行的射束定 位器行進路徑50。由于典型地以行16與列18(以虛線所顯示的)來安排 連接22，因此射束位置以及因此激光光斑38會在整個連接位置上沿著 第一行進方向52的軸受到掃瞄、移動至不同行16或列18、并且之后 在整個連接位置上沿著第二行進方向54的軸受到掃瞄。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將會明白掃瞄動作可以包含移動工件12、移動激光光斑38、或者 移動工件12以及激光光斑38。
傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)的特征在于X-Y轉(zhuǎn)換表，其中的工件12固定于沿 著第一軸移動的一上層平臺上，并且由沿著垂直于第一軸的第二軸的 一下層平臺來支承。由于下層平臺支承著其上支承有工件12的上層平 臺的慣性質(zhì)量，因此這樣的系統(tǒng)通常相對于一固定射束位置或激光光 斑38移動工件，并且一般稱為堆疊(stacked)平臺定位系統(tǒng)。由于典型 地沿著每一軸使用干涉儀，以判斷每一平臺的絕對位置，因此這些定 位系統(tǒng)具有優(yōu)良的定位精度。由于激光光斑尺寸40典型地只略微大于 連接寬度28，所以即使激光光斑38的位置與連接22之間的微小差異 會導(dǎo)致不完全的連接分割，因此該精度水平優(yōu)先用于連接處理。此外， 在半導(dǎo)體芯片上的部件的高密度會造成微小定位誤差，會潛在地致使 激光損壞近處結(jié)構(gòu)。然而，由于平臺慣性質(zhì)量方向的起始、停止、以 及改變方向會增加激光工具所需的時間，以便處理在工件12上所有指 定的連接22，因此堆疊平臺的定位系統(tǒng)相對緩慢。
在分軸定位系統(tǒng)中，上層平臺并不由下平臺所支承并且與之獨立 地移動，工件會承載于第一軸或平臺上，而諸如固定反射鏡以及聚焦 透鏡的工具承載于第二軸或平臺上。隨著工件12整體的尺寸以及重量 增加，而利用較長因而更為厚重的平臺的分軸定位系統(tǒng)便占有優(yōu)勢。
最近，已經(jīng)使用了平面定位系統(tǒng)，其中的工件承載于單一平臺上，
該單一平臺可由兩個或更多個傳動裝置(actuator)移動的，而工具基 本保持于固定的位置上。藉由調(diào)整驅(qū)動裝置的效果，這些系統(tǒng)會在二 維方向上平移。 一些平面定位系統(tǒng)同樣也能夠轉(zhuǎn)動工件。
由俄勒岡州的波特蘭Electro Scientific Industries公司所制造的半 導(dǎo)體連接處理("SLP")系統(tǒng)是利用飛擊("OTF")連接處理來實現(xiàn)精度以 及高產(chǎn)量。在OTF處理期間，激光射束會隨著線性平臺射束定位器通 過在射束位置下所指定的連接12而脈動(pnlsed)。該平臺通常沿著單一 軸同時移動，并且在每一連接位置上不會停止。在前進方向52的射束 光斑38在行進軸位置不必準確地受控制；更確切的說，其位置會被準 確地感測，以觸發(fā)激光光斑38，以便準確地擊中連接22。
作為對比并且再次參照于圖3，隨著射束定位器通過每一個連接 22，則沿著交叉軸56或58的射束光斑38的位置被控制于特定的精度 之內(nèi)。由于平臺的慣性質(zhì)量， 一種啟動OTF運行的設(shè)定在交叉軸位置 中產(chǎn)生了振鈴(ringing)，而且在OTF運行中的第一連接22并不能夠 處理直到交叉軸己經(jīng)適當?shù)囟ㄎ粸橹?。定位動作的延遲或定位的距離 60會降低處理的產(chǎn)量。在第一激光脈沖之前并無定位延遲被插入(或 者，等效的，定位距離60的緩沖區(qū))，則數(shù)個連接22便會以嚴重的交 叉軸誤差處理之。
盡管已經(jīng)由在整個連接運行的間隙加速，來改善OTF的速度，然 而該"間隙外形(gap profiling)"的效果上的限制因素仍然是交叉軸須在 特定的精度之內(nèi)定位。同時，部件的尺寸、諸如連接長度30以及連接 間距32則持續(xù)地減少，致使尺度的精密度的需求增加。致力于進一步 增加平臺效能則會實質(zhì)地增加定位系統(tǒng)的成本。
用以提供激光射束兩軸反射的傳統(tǒng)方法使用高速短移動的定位器 ("快速定位器")62，諸如一對顯示于圖4的檢流計驅(qū)動鏡64與66。圖 4為檢流器驅(qū)動的X軸鏡64以及檢流器驅(qū)動的Y軸鏡66簡化的描述，其沿著固定鏡72以及聚焦光學透鏡78之間的光學路徑70定位。每一 檢流器驅(qū)動鏡會沿著單一軸將激光射束反射。Overbeck的美國專利 4532402揭示一種使用此種快速定位器的堆疊平臺射束定位系統(tǒng)，而 Culter等人的美國專利5751585以及5847960則揭示分軸射束定位系 統(tǒng)，其中上層平臺載有至少一個的快速定位器。系統(tǒng)使用如此的快速 定位器是用于非連接的燒斷工藝(blowing processes),例如通過打孔 (drilling),由于其現(xiàn)在并不能夠傳送如同"固定"激光頭定位器一般準 確的射束。
這樣的定位器的分軸本質(zhì)可能會引進循環(huán)的Abbe誤差，而且檢流 器可能會引進額外的定位誤差。此外，由于在兩檢流器控制鏡之間必 須要分隔，因此其鏡并不能夠兩者皆置于靠近聚焦光學透鏡進入光瞳。 該分隔會導(dǎo)致射束的偏移，而降低所聚焦的光斑的品質(zhì)。再者，兩鏡 的配置會限制進入光瞳遠離聚焦光學透鏡，而致使聚焦光學透鏡復(fù)雜 度增加以及數(shù)字光圈(numerical aperture)受限制，因此限制了最小可 實現(xiàn)的光斑尺寸。即使假設(shè)這樣的定位器能夠用于連接的分割，然而 上述的光斑品質(zhì)退化會導(dǎo)致低品質(zhì)的連接分割或者不完全的連接分 割，并且會導(dǎo)致跨于所分割的連接22上低的開路電阻值。
因此，在維持所聚焦的光斑品質(zhì)的同時，仍然需要用來實現(xiàn)較高 連接處理產(chǎn)量的系統(tǒng)與方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的其中一個目的為提供一種系統(tǒng)和/或方法，以在維 持所聚焦的光斑品質(zhì)的同時，仍實現(xiàn)較高的連接分割處理的產(chǎn)量。
本發(fā)明的另一個目的為使用一種兩軸操作鏡，以校正線性平臺的 定位誤差。
本發(fā)明的另一個目的為提供一種定位器系統(tǒng)，其為半導(dǎo)體連接處 理應(yīng)用采用協(xié)調(diào)移動。
本發(fā)明優(yōu)選地使用一種兩軸操作鏡，其以樞軸的方式安裝于聚焦 透鏡的進入光瞳上，以執(zhí)行將激光射束反射的小角度移動而足夠補償 數(shù)十微米量級上的交叉軸定位誤差。盡管在兩軸上皆會發(fā)生定位誤差， 然而本發(fā)明的一個實施例主要是將交叉軸的定位誤差校正至線性平臺
傳導(dǎo)的OTF方向。由于線性平臺的任一軸可以用來充當OTF軸，因此一種兩軸操作鏡使用于這些校正中。射束操作鏡僅優(yōu)選地用于誤差的 校正，而并不需要協(xié)調(diào)或調(diào)整線性平臺位置指令，雖然這樣的協(xié)調(diào)是 可能的。
至少三種技術(shù)能夠用來一單一支點(pivotpoint)附近傾斜兩軸中 的鏡子。這些技術(shù)包含使用彎曲的機構(gòu)以及音圈(voice coil)驅(qū)動裝置來 傾斜鏡子的快速操作鏡("FSMs")、依靠壓電材料的變形來傾斜鏡子的 壓電驅(qū)動裝置、以及使用壓電或電致伸縮而使鏡子表面變形的可變形 的鏡子。壓電驅(qū)動裝置則是優(yōu)選的。
本發(fā)明的優(yōu)點包含交叉軸定位時間的去除，使得特別是針對SLP 系統(tǒng)而言增加了產(chǎn)量。由于操作鏡能夠校正線性平臺的誤差，因此起 因于隨意的伺服效能需求，本發(fā)明同樣也促進了主定位平臺的改善了 的可制造性。
參照以下附圖的優(yōu)選實施例的詳細說明，將會清楚地了解本發(fā)明 其它的目的和優(yōu)點。
附圖簡單說明
圖1為DRAM—部分的示意圖，其顯示一般性的電路單元備用行 中冗余的配線設(shè)計以及可程序化的連接。
圖2A為現(xiàn)有大型半導(dǎo)體連接結(jié)構(gòu)的片斷剖面?zhèn)纫晥D，該連接結(jié)構(gòu) 接收現(xiàn)有技術(shù)的脈沖參數(shù)所特征化的激光脈沖。
圖2B為一片斷俯視圖，其表示圖2A的連接結(jié)構(gòu)和激光脈沖，以 及鄰接電路結(jié)構(gòu)。
圖2C為一片斷剖面?zhèn)纫晥D，表示在由現(xiàn)有技術(shù)的激光脈沖將連接 移除之后，圖2B中的連接架構(gòu)。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的射束行進路徑的平面圖。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)的快速定位器簡化的側(cè)視圖，其使用一對檢流器 驅(qū)動鏡，沿著不同的各個單一軸將激光射束反射。
圖5示意性地表示一種用于本發(fā)明實施的，優(yōu)選的兩軸鏡側(cè)視剖 面圖。
圖6示意性地表示一種用于本發(fā)明實施的，優(yōu)選的兩軸鏡部分前
視圖。
圖7表示在OTF運轉(zhuǎn)期間中操作鏡的效用。
圖8表示示例性的多行交叉軸抖動("MRCAD")的工作路徑。
圖9為代表性的兩軸操作鏡的側(cè)視剖面圖。
圖IO為代表性的兩軸操作鏡簡化的平面圖。
圖11為示例性的定位器控制系統(tǒng)簡化的示意方框圖，其用來調(diào)整 平臺的定位以及操作鏡，以誤差校正之用。
圖12為示例性的定位器控制系統(tǒng)簡化的示意方框圖，其用來調(diào)整 平臺的定位以及操作鏡，以為射束作用掃瞄(beam-to-work scans)以 及校正誤差之用。
優(yōu)選實施例的詳細說明
代表性的射束定位系統(tǒng)的一個實施例詳細地說明于Overbeck的美 國專利4532402，其受讓于本申請案的讓受人。優(yōu)選的X-Y平臺為一 種可從加州Irvine的Newport股份有限公司購買的"Dynamix"模塊。
射束定位系統(tǒng)優(yōu)選地使用一種激光控制器，其控制著一堆疊、分 軸、或者平面定位器系統(tǒng)，并且針對目標來調(diào)整反射器的位置以及將 激光系統(tǒng)輸出聚焦至IC裝置或工件12上所需的激光連接22。射束定 位系統(tǒng)允許在相同或者不同的工件12上的連接22之間的快速移動， 以便基于所提供的測試或設(shè)計數(shù)據(jù)來實現(xiàn)唯一的連接分割的操作。射 束定位系統(tǒng)可以交替地或者外加地使用改進或射束定位器或已協(xié)調(diào)的 移動方法，其說明于Culter等人的美國專利5751585、 5798927、以及 5847960，其受讓于本申請案的讓受人。其它固定頭或者線性馬達驅(qū)動 的現(xiàn)有定位系統(tǒng)同樣也能夠使用，以及使用于由俄勒岡州波特蘭的 ESI、本申請案的讓受人所制造的9000、 9800、以及1225模塊系列的系統(tǒng)。
參照圖5與6并且有關(guān)于本發(fā)明，固定頭系統(tǒng)的最終轉(zhuǎn)動鏡或者 可替代的快速定位器66(圖4)優(yōu)選地由一單一的高速、高精度的兩軸操 作鏡系統(tǒng)100所取代，其包含能夠以至少兩個自由度促動的鏡子102。 鏡子102具有中心定位支點104，其優(yōu)選地與聚焦透鏡108的進入光瞳 106相一致。盡管可以用于射束的操作，然而由于線性平臺的任一軸皆
可以用來充當OTF軸，因此兩軸操作鏡系統(tǒng)100優(yōu)選地使用于誤差校正。
對SLP應(yīng)用而言，由于要將射束聚焦于非常細微的光斑尺寸，因 此引導(dǎo)鏡子系統(tǒng)100的機構(gòu)優(yōu)選地沿著大約在支點104處附近至少兩 軸，將鏡子102裝上樞軸，支點位于或者靠近聚焦光學透鏡或透鏡108 的進入光瞳。鏡子102位置的微小角度擾動會反射其射束而足夠用來 校正在工作表面處的線性平臺的定位誤差，并且由于鏡子102位于或 者靠近于聚焦光學透鏡108的進入光瞳，因此其射束得以偏移而不會 使所聚焦的光斑扭曲，而達到傳送精細的、高品質(zhì)的光斑。
在一個實施例中，由鏡子102來校正交叉軸方向110上的定位誤 差，同時在行進軸方向112上的移動則不會受到校正。此種單一軸校 正允許線性平臺的干涉儀反饋而成為激光脈沖觸發(fā)的唯一來源。然而， 以適當?shù)膮f(xié)調(diào)，行進軸方向112操作鏡102移動是可能的，盡管其復(fù) 雜化其設(shè)計并且引進額外的誤差源，如果該誤差未被處理，則其能使 軸方向112的精度惡化。
在鏡子102每一軸上的移動會顯現(xiàn)出尺度因素以及偏移誤差、噪 聲、及交叉軸耦合。在該系統(tǒng)中，以由現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)所控制的噪聲以 及溫度的穩(wěn)定度效果，這些誤差源能夠被很好地控制并且校準。
經(jīng)由射束作用("BTW")對準的鏡子系統(tǒng)100的校準能夠校正在操 作鏡102中任何一種非線性以及對準誤差。傳統(tǒng)上，射束作用一詞是 用來充當用于往返掃瞄線性平臺過程的學術(shù)用語，同時于低功率下在 晶片或者工件12(圖l)上將激光射束光斑對準于對準的目標。反射離開 目標的光學測量是用來精確地判斷目標并因而判斷芯片的位置。由以 BTW掃瞄來掃瞄數(shù)個目標，便能夠確定相對于射束光斑的芯片的偏移 以及轉(zhuǎn)動。同樣也可能映射出其它效應(yīng)，諸如軸正交性以及位置的扭 曲。
在鏡子系統(tǒng)100附加至激光系統(tǒng)之后，現(xiàn)有的BTW形式的掃瞄便 能夠用來映射出操作鏡子102響應(yīng)中任何一種的不精確/非線性。這能 夠由以標稱的零偏移(在任一軸上)的位置中的鏡子102從事BTW掃瞄 來實現(xiàn)。將鏡子102傾斜，并且執(zhí)行另一個BTW掃瞄來判斷有多少激 光射束光斑的橫向偏移會因其傾斜而產(chǎn)生。由測量因U與V軸中多種
鏡子傾斜所導(dǎo)致的偏移，便能夠?qū)㈢R子系統(tǒng)ioo完全地特征化。
一旦判斷鏡子系統(tǒng)100的響應(yīng)為充分地精密，則并非往返地移動
線性平臺，而可使用鏡子系統(tǒng)100，以用于其后的BTW形式的對準掃 ta 。
圖7闡述在OTF運行期間中兩軸操作鏡系統(tǒng)100的校正效應(yīng)。一 種線性平臺的振鈴作用由振鈴曲線120來表示。鏡子102會以交叉軸 方向110將激光射束反射，如同與振鈴曲線120反相的校正曲線122 所表示的。所產(chǎn)生的射束位置為線性平臺的移動以及所反射的射束位 置的總和，并且由所產(chǎn)生的射束路徑曲線124來表示之，其無交叉軸 的誤差。
圖8闡述在連接分割情況中交互(boustrophedon)或者光柵(raster)掃 瞄期間內(nèi)使用于MRCAD處理的操作鏡子系統(tǒng)100，以進一步改善連 接被熔斷的速度。在一個優(yōu)選的操作模式中，以交叉軸的方向110來 從事MRCAD掃瞄，同時沿著連接132的一行130移動。MRCAD掃 瞄利用操作鏡子102(圖5與6)，以在連接132以及鄰接行138中的鄰 近連接136上導(dǎo)引激光射束沿著路徑134，而不需要移動在交叉軸方向 110上較為緩慢的線性移動平臺。由于并不是每一行中的連接都需要熔 斷，因而這是可能的。由于并不需要每行掃瞄或跳躍到每一行，致使 能夠顯著地減少連接行掃瞄的總數(shù)，因此使用MRCAD，連接處理變 得更為有效率。隨著集成度的增加以及連接的尺寸、光斑尺寸、與間 距距離的減小，MRCAD掃瞄將成為一種更為重要的技術(shù)。
在另一種模式中，附加的行進軸抖動("SOAD")使用鏡子102，以 將行進軸方向112上的射束反射(圖5-7)。在這種操作模式中，能夠快 速地將射束于行進軸方向U2上導(dǎo)引在前，而分割連接，同時線性移 動平臺會趕上。平臺SOAD在先掃瞄或者在后掃瞄的特性允許定位系 統(tǒng)減少平臺速度的變化或者允許分割數(shù)個連接于單一減慢的移動部分 的期間。
至少有三種技術(shù)能夠用來傾斜在支點104附近兩軸上的鏡子102。 這些技術(shù)包含利用彎曲機構(gòu)與音圈驅(qū)動裝置的FSMs、依靠壓電材料的 變形的壓電驅(qū)動裝置、以及用來使鏡子表面變形的壓電或者電致伸縮 驅(qū)動裝置。適用的音圈促動的FSMs可從科羅拉多州的Broomfield的Aerospace股份有限公司、以及加州的Irvine的Newport股份有限公司 購買得到。然而，優(yōu)選的驅(qū)動裝置乃是一種由德國Karlsruhe的Physik 儀器("PI")股份有限公司所制造的機型S-330超快速壓電傾倒/傾斜 (Tip/Tilt)平臺。
由于每一個傳統(tǒng)的檢流計僅在大約一個軸附近傾斜鏡子，并且通 常具有不充分的定位精度，因此該傳統(tǒng)的檢流計通常并不使用于該應(yīng) 用。再者，需要一對物理上間隔分開的檢流計鏡子，以用于兩軸的促 動。此一分隔與需求并不相容，該需求為促動大約發(fā)生在位于聚焦透 鏡108(圖5與6)進入光瞳附近的一個支點左右，以保持在工件12表面 上的高品質(zhì)的激光光斑。不過，在本發(fā)明中可使用檢流計反射鏡，特 別是如果用于單軸以及小反射應(yīng)用中以維持精度與聚焦良好的激光光 斑時。
由范例，圖9與10顯示一種FSM的兩軸鏡子系統(tǒng)200，其中四個 電氣至機械振動發(fā)生器或者換能器以九十度差的關(guān)系由一換能器支承 平臺220所支承著，使得一組換能器222、 224、 226、以及228位于相 對于中心軸230的0、 90、 180與270度的位置上，并且因而彼此成卯 度?？梢苿拥溺R子支承部件232具有一中心部分或支承鏡子的中心234 或者以軸230為中心的反射表面236。鏡子236具有大約30mm或者更 小的直徑，以減少其重量并且有助于所需的射束校正的高頻響應(yīng)。鏡 子236覆蓋有常規(guī)的激光光學覆層，以便考慮激光波長或者設(shè)計參數(shù)。
四個輕質(zhì)量的堅固支柱或者延長的部件242、 244、 246、以及248 以放射線狀從鏡子支承部件232的中心234延伸出，并且具有各自的 周邊終端部分252、 254、 256、以及258，附加于各個換能器222、 224、 226、以及228，其是電氣可移動的音圈。為了進一步地說明適用的傳 統(tǒng)音圈/揚聲器的配置，觀看Van Nostmnd的科學百科全書第六版第 1786頁。使用這樣的現(xiàn)有揚聲器線圈于換能器來實現(xiàn)機械的促動便會 降低其設(shè)備的制造成本。浮動的鏡子支承232由輕質(zhì)量的材料所制成 是有益的，諸如金屬(鋁或鈹)或者塑料，使對于輸入至所要說明的音圈 的電氣輸入信號能有快速的響應(yīng)。
一傾倒控制發(fā)生器260連接到換能器224與228，致使其以一種彼 此互補的"推拉，，關(guān)系移動。相類似的是， 一傾斜控制發(fā)生器262連接到換能器222與226，致使這些線圈同樣以一種彼此互補的推拉關(guān)系移 動。 一激光射束270反射離開反射表面236，而所反射的射束272則由 其發(fā)生器控制交叉軸而定位，該交叉軸垂直于行進的OTF方向，以補 償交叉軸的誤差。由每一發(fā)生器所產(chǎn)生的信號對采用一種推挽關(guān)系， 致使當換能器222將支承構(gòu)件232的上方的終端部分252拉至圖10的 右邊時，則下方的換能器226便會將終端部分256推至左邊，以便傾 斜反射表面236，而將所反射的射束272反射。該促動能夠交替發(fā)生于 OTF行進的起始處，例如，在適當?shù)念l率以及所抑制的振幅下移動反 射表面236，以便補償交叉軸方向UO上的線性平臺的振鈴，而消除線 性平臺定位時間的負面效應(yīng)并且產(chǎn)生相對筆直的射束路徑。因此，能 夠精確地處理位于現(xiàn)有緩沖區(qū)域中的連接。
可以足夠大的場域來實現(xiàn)配合本發(fā)明使用的鏡子系統(tǒng)，以便由提 供大約在50至100微米左右的范圍內(nèi)的射束反射來進行MRCAD掃 瞄；然而，同樣也能夠僅由提供大約在10至50微米左右或者小至大 約10至20微米左右的范圍內(nèi)的射束反射來實現(xiàn)這樣的鏡子系統(tǒng)。其 鏡子優(yōu)選地位于聚焦透鏡進入光瞳大約加或減lmm之內(nèi)。這些范圍僅 為范例之用，并且能夠修改，以便適合于系統(tǒng)的設(shè)計以及特定的連接 處理的應(yīng)用。
由PI所制造的優(yōu)選機型S-330傾倒/傾斜平臺使用壓電驅(qū)動裝置， 以用于高速、二維空間鏡子傾斜。應(yīng)變計量傳感器準確地判斷鏡子位 置并且提供反饋信號至控制電子電路以及驅(qū)動電路。機型S-330傾倒/ 傾斜平臺更為完整的說明可在PI網(wǎng)絡(luò)位置www.physikinstrumente.com查到。
PI壓電傾倒/傾斜平臺主要的優(yōu)點是其為商業(yè)上可買得到的裝置， 并且具有非常緊湊的尺寸，能充分地安裝于ESI機型9820定位系統(tǒng)中。
PI壓電傾倒/傾斜平臺的缺點為即使其對誤差校正應(yīng)用的范圍充 分，然而其對用于射束作用掃瞄應(yīng)用時的射束反射范圍的不充分；而 非線性移動、熱驅(qū)動、磁滯、以及高壓促動都是壓電促動必須加以考 慮的固有問題。
當然，還有其它的產(chǎn)品或者其它形式的鏡子或驅(qū)動裝置設(shè)計適于 配合本發(fā)明的使用。
除了上述所有其它的優(yōu)點之外，本發(fā)明可使用二次系統(tǒng)而允許線 性馬達的要求(急動時間、定位時間)的寬松化，以校正誤差。這顯著地 減少線性馬達的成本，并且同樣也會降低系統(tǒng)產(chǎn)量對線性平臺加速限 制上的依賴度。
圖11顯示本發(fā)明的定位器控制系統(tǒng)300的實施例，其用于協(xié)調(diào)
X-以及Y-軸移動平臺302以及304的定位，并且同樣也協(xié)調(diào)用于定位 誤差校正的兩軸操作鏡306的定位。當然，移動平臺302與304可以 組合成為具有X-以及Y-軸方向的定位控制的單一平面移動平臺。在標 準的操作模式中，兩軸操作鏡306則是用來校正由X-以及Y-軸移動平 臺302與304所引起的定位誤差。
位置命令發(fā)生器308產(chǎn)生X-與Y-軸的位置命令信號，以便傳送， 其經(jīng)由加總接合點310與312到X-以及Y-軸移動控制器314與316， 再到各個X-以及Y-軸移動平臺302與304。 X-以及Y-軸移動平臺302 以及304的實際位置乃是由各個X-以及Y-軸位置傳感器318與320來 感測的，而且代表實際位置的信號會傳達至加法器或加總接合點310 與312，以產(chǎn)生X-以及Y-軸的位置誤差信號。X-以及Y-軸移動控制器 314與316會接收誤差信號，并且用來將所命令的以及實際的位置之間 的任何誤差最小化。對高精度的應(yīng)用而言，X-以及Y-軸位置傳感器318 與320優(yōu)選地為干涉儀。
殘留的誤差信號，諸如由振鈴所產(chǎn)生的，則經(jīng)由致能門(enabling gates)322與324傳達到坐標轉(zhuǎn)換發(fā)生器326，其可以有所選擇地依照 移動平臺302與304是否共享具有兩軸操作鏡306的共同的坐標系統(tǒng) 而定。在任一事件中，殘留誤差信號會經(jīng)由加法器或加總接合點328 與330送至U-與V-軸操作鏡控制器332與334，其以控制的量來傾倒 和/或傾斜操作鏡306，以將諸如激光射束270(圖9)反射，以便校正X-以及Y-軸移動平臺302與304的定位誤差。兩軸操作鏡306實際的傾 倒和/或傾斜位置是由各個傾倒以及傾斜傳感器336與338所感測的， 而表示實際傾倒以及傾斜位置的信號則是傳達到加法器或加總接合點 328與330，以產(chǎn)生傾倒以及傾斜位置的誤差信號。U-與V-軸操作鏡控 制器332與334接收誤差信號并且用以校正所命令以及實際的位置之 間的任何誤差。對高精度的應(yīng)用而言，兩軸操作鏡306優(yōu)選地為一種
傾倒/傾斜平臺，而位置傳感器318與320優(yōu)選為一應(yīng)變計?？蛇m用的 替代傳感器可以包含光學的、電容性的、以及電感性的感測技術(shù)。在該實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會了解到u-與v-軸操作鏡控制器332與334應(yīng)該可適用來提供零到100伏特的驅(qū)動信號給予反射兩軸操 作鏡306的壓電驅(qū)動裝置。
致能門322與324實現(xiàn)一種規(guī)定事項，其中的位置命令發(fā)生器308 能夠選擇地將用于不是X-便是Y-軸的位置誤差校正除能(disable)， 以將交叉軸的誤差校正致能，同時不影響到行進軸，反之亦然。
圖12顯示一種定位器控制系統(tǒng)340的實施例，用以協(xié)調(diào)X-以及 Y-軸移動平臺302與304的定位，而在本實施例中，則是用于MRCAD 掃瞄的FSM 236(圖9與IO)以及定位誤差校正。在一種延伸的操作模 式中，操作鏡用于誤差校正以及MRCAD掃瞄。在該操作模式中，位 置命令發(fā)生器342會產(chǎn)生用于X-以及Y-軸移動平臺302與304的X-以及Y-軸定位命令，以及用來將FSM 236反射的U-以及V-軸傾倒與 傾斜命令。加總接合點328與330會產(chǎn)生用于FSM 236的定位命令， 如同來自X-以及Y-軸移動平臺302與304的誤差信號之總和，并且在 此實施例中，同樣也會產(chǎn)生U-以及V-軸傾倒與傾斜命令。
以相同于標準誤差校正模式的方式來產(chǎn)生誤差信號。由位置命令 發(fā)生器342來產(chǎn)生額外的U-以及V-軸傾倒與傾斜命令，以實現(xiàn)所需的 射束作用掃瞄。由于射束作用以及MRCAD應(yīng)用通常需要較為寬廣范 圍的鏡面反射，因此本發(fā)明的該實施例優(yōu)選地利用音圈促動FSM兩軸 鏡系統(tǒng)200。
在典型的操作中，用于MRCAD掃瞄的位置命令是用來產(chǎn)生激光 射束的交叉軸的移動，而不需要命令移動平臺的交叉軸的移動。然而， 可看到其它的應(yīng)用則從行進軸附加的抖動至交互掃瞄而受益。
描述于這些圖式中的控制方法在于闡述本發(fā)明基本的實現(xiàn)以及操 作。更為先進的控制方法，諸如那些利用饋進(feedforward)命令至移動 平臺以及操作鏡，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將會是明顯的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會察知本發(fā)明的兩軸操作鏡系統(tǒng)除了能夠適 用于連接分割外也適用于經(jīng)由鉆孔的蝕刻電路板、微機械加工、以及 激光微調(diào)(laser trimming)應(yīng)用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都可充分了解到，在不違背本發(fā)明原理的前提 下，可將本發(fā)明上述的實施例的細節(jié)做許多的改變。因而，本發(fā)明的 范疇僅由權(quán)利要求的范圍來界定。
權(quán)利要求
1.一種用于增加激光系統(tǒng)處理能力的方法，所述激光系統(tǒng)用于處理基片上的電路連接，所述電路連接被安排在至少第一和第二平行行中，所述方法包括生成激光輸出以沿貫穿所述基片的激光射束軸傳播；沿第一行進軸產(chǎn)生所述激光射束軸與所述基片之間的相對移動，所述第一行進軸與所述第一行電路連接平行；在沿所述第一行進軸的第一飛擊通過期間，利用激光輸出處理所述第一行中的至少第一電路連接；和對所述激光射束軸產(chǎn)生偏移，所述偏移處于橫向于所述行進軸的方向，以在所述第一飛擊通過期間，利用激光輸出處理所述第二行中的至少第二電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 激光射束軸與所述基片之間沿第一行進軸的所述相對移動由移動平臺 產(chǎn)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 激光射束軸與所述基片之間的沿第一行進軸的所述相對移動由分軸定 位器系統(tǒng)產(chǎn)生。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1—38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 激光射束軸與所述基片之間的沿第一行進軸的所述相對移動由堆疊平 臺定位器系統(tǒng)產(chǎn)生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 激光射束軸與所述基片之間的沿第一行進軸的所述相對移動由平面定 位器系統(tǒng)產(chǎn)生。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1—38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 第一和第二行相鄰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中至少 第三電路連接被安排在不同于所述第一和第二行的第三平行行中，所 述方法進一步包括對所述激光射束軸在橫向于所述行進軸的方向上產(chǎn)生另一偏移， 以在所述第一飛擊通過期間，利用激光輸出處理所述第三行中的至少 第三電路連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述 第一和第二行中的電路連接以列的方式排列，其包括第一和第二相鄰 列，并且其中被處理的所述第一和第二電路連接位于所述第一和第二 相鄰列中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一、第二和第三連 接行中的電路連接大致以列的方式排列，其包括第一列、與所述第一 列相鄰的第二和第三列、以及至少一個不與所述第一列相鄰的第四列， 并且其中所述第一和第三電路連接分別位于所述第一和第四列中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一權(quán)利要求所述的方法，其中產(chǎn)生 所述激光射束軸與所述基片之間沿第一行進軸的所述相對移動的步驟 在非處理周期期間以行進速度發(fā)生，而在連接處理事件期間，則以處 理速度發(fā)生，所述處理速度比所述行進速度慢。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處于所述處理速度的移 動部分包括多重連接處理事件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處于所述處理速度的移 動部分包括不同行中的連接處理事件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處于所述處理速度的移 動部分包括在同一行中處理相鄰連接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處于所述處理速度的移 動部分包括在不同行中處理相鄰連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處于所述處理速度的移動部分包括在同一行中處理非相鄰連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中對所述激光射束軸產(chǎn)生偏移的步驟在移動部分期間以所述處理速度發(fā)生。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1一38中任一項所述的方法，其中將被處理的所有電路連接被包含于一總數(shù)的行中，所述方法進一步包括相對于所述基片引導(dǎo)所述激光射束軸的一總數(shù)的飛擊通過，其中 在每個飛擊通過期間處理至少一個電路連接，并且所述通過總數(shù)少于 具有將被處理的電路連接的行的總數(shù)。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中對所述激光射 束軸的所述偏移由高速射束操作裝置產(chǎn)生。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 采用壓電驅(qū)動裝置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 采用電致伸縮驅(qū)動裝置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 采用音圈驅(qū)動裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 包括快速操作鏡。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 在所述基片處具有ioo微米的最大射束偏轉(zhuǎn)范圍。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速操作系統(tǒng)在所 述基片處具有50微米的最大射束偏轉(zhuǎn)范圍。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 在所述基片處具有20微米的最大射束偏轉(zhuǎn)范圍。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 包括兩軸操作裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述聚焦透鏡具有進入 光瞳，并且所述高速射束操作裝置位于所述進入光瞳的lmm之內(nèi)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 位于所述聚焦透鏡的上游，所述激光射束軸沿其傳播以貫穿所述基片。
29. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括 在處理至少第一電路連接的步驟之前，采用校準程序來表征由所述高速射束操作裝置產(chǎn)生的激光射束的移動。
30. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括 采用命令發(fā)生器以生成移動平臺和所述高速射束操作裝置的控制信號。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述高速射束操作裝置 控制信號包括用于補償一個或多個誤差信號的分量。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中至少一個誤差信號表示 移動所述基片的移動平臺的位置的誤差。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中至少一個誤差信號由傳感器信息提供，所述傳感器信息表示激光射束相對于參考數(shù)據(jù)的對準。
34. —種用于多行、交叉軸抖動的激光連接處理系統(tǒng)，其能夠執(zhí)行權(quán)利要求l一34所述方法中的任意一個。
35. —種用于響應(yīng)目標位置的坐標位置命令信息，朝工件上的目標位置引導(dǎo)激光射束的方法，其包括響應(yīng)于所述坐標位置命令信息，使所述工件和所述激光射束相對彼此定位；相對于所述坐標位置命令信息，感測所述工件的實際位置；產(chǎn)生一個或多個誤差信號，其表示所述坐標位置命令信息與所述 實際位置之間的差異，所述差異包括代表所述工件處激光射束位置誤差的誤差信號分量；響應(yīng)于產(chǎn)生的每個誤差信號，產(chǎn)生位置校正信號； 對高速射束操作系統(tǒng)進行定位，所述高速射束操作系統(tǒng)包括一個適于接收所述激光射束的射束接收表面，并且響應(yīng)于所述位置校正信號，使所述激光射束產(chǎn)生角運動，該角運動按照一種足以補償所述激光射束位置誤差的方式來偏轉(zhuǎn)所述激光射束；和提供具有進入光瞳的聚焦透鏡，所述聚焦透鏡被定位成接收被偏轉(zhuǎn)的激光射束并將其聚焦于所述工件上的目標位置，所述高速射束操作系統(tǒng)的所述射束接收表面被定位成向所述工件提供所述被偏轉(zhuǎn)的射束。
36. —種用于響應(yīng)目標位置的坐標位置命令信息和傳感器信息，朝工件上目標位置引導(dǎo)激光射束的設(shè)備，其包括定位器，其響應(yīng)所述坐標位置命令信息，使所述工件和所述激光射束相對彼此定位；第一與第二傳感器，其被耦合到所述定位器，用以產(chǎn)生表示所述定位器相對于所述激光射束實際位置的第一與第二信號；處理電路，其被實施成對所述坐標位置命令信息與所述第一和第 二信號進行比較，并根據(jù)所述比較提供一個或多個表示所述坐標位置 命令信息與所述實際位置之間差異的誤差信號，所述差異包括代表所述工件處激光射束位置誤差的誤差信號分量；射束操作控制器系統(tǒng)，其響應(yīng)于所提供的每個誤差信號，產(chǎn)生位置校正信號；高速射束操作裝置，其被定位成具有一個適于接收所述激光射束 的射束接收表面，并且響應(yīng)于所述位置校正信號，使所述激光射束產(chǎn) 生角運動，該角運動按照一種足以補償所述激光射束位置誤差的方式 來偏轉(zhuǎn)所述激光射束；和聚焦透鏡，其具有進入光瞳，且被定位成接收被偏轉(zhuǎn)的激光射束 并將其聚焦于所述工件上的目標位置，所述高速射束操作系統(tǒng)的所述 射束接收表面被定位成向所述工件提供所述被偏轉(zhuǎn)的射束。
37. —種用于增加射束定位系統(tǒng)處理能力的方法，所述射束定位 系統(tǒng)采用跨越工件行進的聚焦透鏡，其中所述射束定位系統(tǒng)引導(dǎo)激光 射束的射束路徑穿過所述聚焦透鏡，以在將被分割的目標半導(dǎo)體連接 處照射所述工件，所述目標半導(dǎo)體連接位于第一連接行內(nèi)，所述方法 包括在第一方向內(nèi)移動第一射束定位系統(tǒng)的聚焦透鏡，所述第一方向 大致平行于所述第一行半導(dǎo)體連接；在所述第一行進方向的第一通過期間，處理所述第一連接行中的 第一目標半導(dǎo)體連接；和采用一個位于所述聚焦透鏡的射束路徑上游的高速射束操作系 統(tǒng)，在所述第一通過期間在所述第一方向內(nèi)偏轉(zhuǎn)所述激光射束，以處 理所述第一連接行內(nèi)的至少第二目標半導(dǎo)體連接。
38. —種減少射束定位系統(tǒng)的聚焦透鏡跨越工件經(jīng)過的目標半導(dǎo) 體連接的行數(shù)的方法，其中所述射束定位系統(tǒng)引導(dǎo)激光射束的射束路 徑穿過所述聚焦透鏡，以在將被分割的目標半導(dǎo)體連接處照射所述工 件，所述目標半導(dǎo)體連接位于第一連接行內(nèi)以及與所述第一連接行相 鄰的第二和第三連接行內(nèi)，且其中所述第一、第二和第三連接行內(nèi)的 半導(dǎo)體連接大致按列的方式排列，所述方法包括 在第一方向內(nèi)移動第一射束定位系統(tǒng)的聚焦透鏡，所述第一方向通常平行于半導(dǎo)體連接的所述第一行；在所述第一行進方向的第一通過期間，處理所述第一連接行中第一列中的第一目標半導(dǎo)體連接；和采用定位于所述聚焦透鏡的射束路徑上游的高速射束操作系統(tǒng)， 在所述第一通過期間在第二方向內(nèi)偏轉(zhuǎn)所述激光射束，以處理第二列 中的至少第二目標半導(dǎo)體連接，其中所述第二方向與第一方向平行或 橫向于所述第一方向，所述第二列與所述第一、第二或第三連接行中 的第一列相鄰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于存儲器連接處理的飛擊射束路徑誤差校正的系統(tǒng)和/或方法。激光射束定位器(圖12，340，236，260，262，302，304，310，312，316，318，320，322，324，326，328，330，336，342)使用一種操作鏡，其執(zhí)行激光射束的小角度反射，以補償定位器平臺的交叉軸的定位誤差。在一個實施例中，優(yōu)選一種兩軸操作境，僅用于誤差校正，而不需要以定位器平臺的位置命令來協(xié)調(diào)。在半導(dǎo)體連接處理(“SLP”)的應(yīng)用中，一種使用彎曲機構(gòu)以及壓電驅(qū)動裝置來傾倒以及傾斜該鏡子的快速操作鏡足優(yōu)選的。本發(fā)明補償交叉軸的定位時間，致使SLP系統(tǒng)的產(chǎn)量以及精度增加，同時由于該操作鏡的校正會寬松化定位器平臺的伺服驅(qū)動需求，因而簡化了定位器平臺的復(fù)雜度。
文檔編號B23K26/00GK101172319SQ20071009152
公開日2008年5月7日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者H·W·羅, K·布呂朗, M·溫拉斯, S·斯瓦倫戈 申請人:電子科學工業(yè)公司