(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウェハ等のターゲット試料を加工するためのレーザベースのシステムを自動的に変更するシステム及び方法を提供する。【解決手段】レーザベースのシステムは、加工モデルに関連するトリガを検出する。加工モデルは、一組のウェハに対応している。トリガに応じて、システムは、加工モデルに基づいて、１つ以上のシステムパラメータを自動的に調整する。そして、システムは、変更されたシステムパラメータを用いて、ウェハの組内の少なくとも１つのウェハ上又はウェハ内の構造を選択的に照射する。トリガは、移動ステージに関連する熱状態の変化を含む。熱状態の変化に応じて、システムは、熱平衡閾値に達するまで、一連の動きで移動ステージを動作させる。例えば、一連の動きは、例えば、特定のウェハを加工するために用いられる動きをシミュレートしたものであってもよい。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット試料を加工するためにレーザベースのシステムを自動的に変更するための方法であって、
ターゲット試料の第１の組に対応する、前記レーザベースのシステムのための第１の加工モデルに関連するトリガを検出するステップと、
前記トリガに応じて、前記第１の加工モデルに基づいて、１つ以上のシステムパラメータを自動的に調整するステップと、
前記調整された１つ以上のシステムパラメータを用いて、前記ターゲット試料の第１の組内の少なくとも１つのターゲット試料上又は少なくとも１つのターゲット試料内の構造を選択的に照射するように前記レーザベースのシステムを動作させるステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記第１の加工モデルは、前記レーザベースのシステムのスループットと前記レーザベースのシステムの精度との間のトレードオフに基づいている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レーザベースのシステムは、移動ステージを備え、前記トリガを検出するステップは、前記移動ステージに関連する熱状態の変化を検出するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記熱状態の変化を検出するステップは、前記レーザベースのシステム内の温度ドリフトを測定するステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記熱状態の変化を検出するステップは、前記移動ステージが所定の期間、アイドル状態であったことを判定するステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のシステムパラメータを調整するステップは、前記レーザベースのシステムの前記熱状態が所定の熱平衡閾値に達するまで、前記少なくとも１つのターゲット試料に亘って走査される加工フィールドのサイズを縮小するステップを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記熱状態の変化を検出するステップは、ターゲット試料の第２の組に対応する第２の加工モデルから前記第１の加工モデルに切り替えるコマンドを受け取るステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記第１の加工モデルは、前記移動ステージを制御するための第１の動きプロファイルを含み、前記第２の加工モデルは、前記移動ステージを制御するための第２の動きプロファイルを含み、前記第１の動きプロファイルは、前記第２の動きプロファイルが前記移動ステージに生じさせる熱とは異なる量の熱を前記移動ステージに生じさせる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記１つ以上のシステムパラメータを調整するステップは、前記移動ステージを動作させ、前記レーザベースのシステムの前記熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整するステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項１０】
レーザ光源を動作させて、前記レーザベースのシステムの前記熱状態を更に調整するステップを更に有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザ光源からのレーザビームをブロックし、前記構造の加工を防止するとともに、前記移動ステージを動作させて、前記レーザベースのシステムの前記熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整するステップを更に有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
レーザ光源からのレーザビームをデフォーカスするとともに、前記移動ステージを動作させて、前記レーザベースのシステムの前記熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整するステップを更に有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記ターゲット試料の第１の組について、動きプロファイルに対応する予熱運転シーケンスを選択するステップと、
前記熱状態が熱平衡閾値に達するまで、前記選択された予熱運転シーケンスに基づいて、前記移動ステージを動作させるステップと、
を更に有する請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の調整されたシステムパラメータを用いて、前記構造を選択的に照射するように前記レーザベースのシステムを動作させるステップは、前記移動ステージを動作させて、前記レーザベースのシステムの熱状態を所定の熱平衡閾値内に維持しながら、前記構造を選択的に照射するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記トリガを検出するステップは、前記レーザベースのシステムについて、ユーザが定義したハードウェア構成の変化を判定するステップを含み、前記第１の加工モデルは、前記レーザベースのシステムのスループットと、前記レーザベースのシステムの精度との比較を含み、前記比較は、前記ユーザが定義したハードウェア構成に基づいている、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の加工モデルは、所定の精度を達成するために、前記１つ以上のシステムパラメータを調整することによって、前記スループットを変更するように構成されている、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記ターゲット試料の第１の組に対応する、ユーザが定義した動きプロファイルパラメータの変化を判定するステップを更に有し、前記スループットと、前記精度との比較は、更に、予め定義された前記動きプロファイルパラメータに基づいている、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の加工モデルは、更に、１つ以上の加工結果に基づいており、前記トリガを検出するステップは、更に、１つ以上の加工結果を検出するステップを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記レーザベースのシステムは、移動ステージを含み、前記加工結果の少なくとも１つは、前記レーザベースのシステムによって先に加工された前記ターゲット試料の第２の組に対する前記移動ステージの位置の関数として、前記レーザベースのシステムの性能履歴に関連する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記加工結果の少なくとも１つは、加工後収量を含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記加工結果の少なくとも１つは、ターゲット精度期間を含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の加工モデルは、更に、データの第１の組に対応する製造データに基づいている、請求項１５記載の方法。
【請求項２３】
前記ターゲット試料は、半導体ウェハを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
コンピュータに、請求項１記載の方法を実行させるプログラム命令を格納したコンピュータによりアクセス可能な媒体。
【請求項２５】
ターゲット試料を加工するためのシステムであって、
レーザビームを生成するように構成されているレーザ光源と、
前記レーザビームによって、前記ターゲット試料上又は前記ターゲット試料内の構造を選択的に照射するために、前記レーザ光源に対して前記ターゲット試料を位置決めするように構成されている移動ステージとを備え、
熱状態の変化の間、前記レーザビームは、前記構造を加工しないようにされるとともに、前記移動ステージは、一連の動きを実行して、前記熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整する、
システム。
【請求項２６】
前記レーザ光源は、前記移動ステージが前記一連の動きを実行している間、エネルギーを提供するように構成されており、前記レーザ光源によって提供されるエネルギーは、前記熱状態を更に調整する、請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記移動ステージが、前記一連の動きを実行して、前記熱状態を調整している間、前記レーザビームを選択的にブロックして、前記レーザビームが前記構造を加工することを防止するように構成された切替デバイスを更に備える、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記ターゲット試料に前記レーザビームをフォーカスし、前記レーザビームによって、前記ターゲット試料上又は前記ターゲット試料内の前記構造を加工するように構成されているレンズを更に備え、前記レンズは、更に、前記移動ステージが、前記一連の動きを実行して、前記熱状態を調整している間、前記レーザビームをデフォーカスして、前記レーザビームが前記構造を加工することを防止するように構成されている、請求項２６記載のシステム。
【請求項２９】
前記レーザ光源は、前記移動ステージが、前記一連の動きを実行して、前記熱状態を調整している間、無効化されて、前記レーザビームが前記構造を加工することを防止するように構成されている、請求項２５記載のシステム。
【請求項３０】
前記一連の動きは、前記レーザビームが前記構造を選択的に照射するために使用されている場合の、前記ターゲット試料と前記レーザビームとの間の動きをシミュレートしている、請求項２５記載のシステム。
【請求項３１】
ターゲット試料を加工するためのレーザベースのシステムを予熱する方法であって、
熱状態の変化を検出するステップと、
前記変化に応じて、ターゲット試料上又はターゲット試料内の複数の構造に対するレーザスポットの動きをシミュレートするステップと、
を有する方法。
【請求項３２】
前記構造の複数のレーザ加工をシミュレートするステップを更に有する、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記レーザ加工をシミュレートするステップは、
レーザビームを生成するステップと、
前記レーザビームが前記ターゲット試料に到達することを防止するステップと、
を含む請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記レーザ加工をシミュレートするステップは、
レーザビームを生成するステップと、
前記レーザビームをデフォーカスし、前記ターゲット試料上又は前記ターゲット試料内の前記複数の構造の加工を防止するステップと、
を含む請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記熱状態の変化を検出するステップは、前記レーザベースのシステム内の温度ドリフトを測定するステップを含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
前記熱状態の変化を検出するステップは、移動ステージが所定の期間、アイドル状態であったことを判定するステップを含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３７】
前記熱状態の変化を検出するステップは、ターゲット試料の第１の組の加工から、ターゲット試料の第２の組の加工に切替を行うコマンドを受信するステップを含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
前記ターゲット試料の第１の組の加工は、前記ターゲット試料の第２の組の加工によって生成される熱とは異なる量の熱を生成する、請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記複数の構造に対する前記レーザスポットの動きをシミュレートするステップは、
レーザを無効化するステップと、
前記レーザが無効化されている間、前記複数の構造を照射するために用いられる動きに対応する順序で移動ステージを動作させるステップと、
を含む請求項３１記載の方法。
【請求項４０】
熱状態の変化を検出する手段と、
前記検出された熱状態の変化に応じて、ターゲット試料上又はターゲット試料内の複数の構造に対するレーザスポットの動きをシミュレートする手段と、
を備えるレーザ加工システム。
【請求項４１】
前記検出された熱状態の変化に応じて、前記複数の構造の加工をシミュレートする手段を更に備える、請求項４０記載のレーザ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、半導体集積回路の製造に関する。具体的には、本発明は、半導体集積回路上又は半導体集積回路内の構造を加工するためのレーザビームの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、レーザベースの半導体加工システムは、例えば、半導体基板上又は半導体基板内の構造又はその材料を穴あけし、機械加工し、トリミングし、切断し、スクライビングし、マーキングし、分裂させ、作成し、加熱し、変更し、拡散させ、アニーリングし、及び／又は測定するために使用される。集積回路（integrated circuit：ＩＣ）の製造の際のスループットを向上させるために、レーザベースの加工システムは、一般的に、半導体基板上又は半導体基板内の選択された構造を正確且つ速やかに加工することが望ましい。しかしながら、従来のレーザベースの加工システムは、通常、システムが加工することを意図されている全てのタイプのＩＣに高い精度を提供する保守的なパラメータの組によって調整され、動作している。この「汎用（one-size-fits-all）」の手法の結果、加工速度及び全体的なスループットが低下することが多い。
【０００３】
例えば、半導体リンク加工システムは、如何なるＩＣ上のリンクを切断するときも、通常、同じレベルの精度を提供する。集積回路では、製造の間に、様々な理由のために欠陥が生じることがよくある。このため、通常、ＩＣデバイスは、半導体メモリデバイス、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（dynamic random access memory：ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（static random access memory：ＳＲＡＭ）又は埋込みメモリ内に、冗長な回路素子、例えば、メモリセルの予備の行及び列を含むように設計される。また、このようなデバイスは、冗長な回路素子の電気接点の間に、特定のレーザ切断可能なリンクを含むように設計される。このようなリンクを除去して、例えば、欠陥があるメモリセルを切断し、冗長なセルに置き換えることができる。また、リンクは、識別、構成及び電圧調整のために除去することもできる。また、同様の技術は、リンクを切断して、論理デバイス（logic product）、例えば、ゲートアレイ又は特定用途向けＩＣ（application-specific integrated circuits：ＡＳＩＣ）をプログラミング又は構成するためにも使用される。ＩＣの製造後、その回路素子は、欠陥が検査され、この欠陥の位置がデータベースに記録されることがある。ＩＣのレイアウト及び回路素子の位置に関する位置情報と組み合わせて、レーザベースのリンク加工システムを用いることによって、選択されたリンクを除去し、ＩＣを使用可能にすることができる。
【０００４】
レーザ切断可能なリンクは、通常、厚さが約０．５〜１ミクロン（μｍ）、幅が約０．５〜１μｍ、長さが約８μｍである。ＩＣ内の回路素子、およびこれらの素子間のリンクは、通常、規則的な幾何学的配置、例えば、規則的な行に配置される。典型的なリンクの行では、隣接するリンク間の中心間のピッチは、約２〜３μｍである。これらの寸法は、代表的なものであり、技術的進歩によって、より小さい特徴部分を有する被加工物の作成、及び精度がより高く、レーザビームスポット焦点がより小さいレーザ加工システムの製造が可能になるにつれて、小さくなり続けている。最も一般的なリンク材料は、ポリシリコン及びこれに類する複合材料であるが、近年、メモリ製造業者は、より導電性が高い様々な金属リンク材料を適用しており、これらには、以下に限定されるものではないが、アルミニウム、銅、金、ニッケル、チタン、タングステン、白金、及び他の金属、金属合金、金属窒化物、例えば、窒化チタン又は窒化タンタル、金属珪化物、例えば、珪化タングステン、又は他の金属に類する材料が含まれる。
【０００５】
従来のレーザベースの半導体リンク加工システムは、約４〜３０ナノ秒（ｎｓ）のパルス幅を有するレーザ出力の単一のパルスを各リンクにフォーカスする。レーザビームは、一度に１個のリンクを除去するために十分な大きさであって、且つ１個のリンクのみを除去するために適切な大きさのフットプリント又はスポットサイズでＩＣに入射する。シリコン基板上であって、通常、厚さが２０００〜１０，０００オングストローム（Å）の上位のパシベーション層と、下位のパシベーション層とを含むパシベーション層スタックの部品層の間に配設されているポリシリコン又は金属リンクにレーザパルスが衝突する場合、シリコン基板は、比較的少ない比例する量の赤外線（ＩＲ）放射を吸収し、パシベーション層（二酸化シリコン又は窒化シリコン）は、ＩＲ放射に対して比較的透過性が高い。回路リンクを除去するために、ＩＲ及び可視のレーザ波長（例えば、０．５３２μｍ、１．０４７μｍ、１．０６４μｍ、１．３２１μｍ及び１．３４μｍ）が２０年以上使用されている。
【０００６】
多くの従来の半導体リンク加工システムは、リンク除去のために小さいスポットにフォーカスされたシングルレーザパルスを使用する。除去するべきリンクのバンクは、通常、直線的な行としてウェハ上に配置され、この一例を図１に示す。行は、完全に直線的である必要はないが、典型的には、略々直線的である。リンクは、システムによって、リンクラン１２０内で加工され、これは、オンザフライ（on-the-fly：ＯＴＦ）ランとも呼ばれる。リンクランの間、ステージ位置決め器（stage positioner）がフォーカスされたレーザスポット１１０の位置を横切って、リンクの行を通過しながら、レーザビームがパルスされる。ステージは、通常、一度に、単一の軸に沿って移動し、各リンク位置では止まらない。したがって、リンクランは、リンクの行を概ね長手方向（例えば、図を水平に横切る方向）に下る加工である。更に、リンクラン１２０の長手方向は、通常は、行を構成する個別のリンクの長手方向に正確に垂直であるが、必ずしもこの必要はない。
【０００７】
リンクラン１２０内の選択されたリンクには、軸に沿った伝搬経路を有するレーザビームが衝突する。軸が被加工物と交差する位置は、リンクラン１２０に沿って継続的に進み、この間に、レーザがパルスされ、リンクが選択的に除去される。レーザは、トリガされ、パルスを出射し、パルスエネルギーがリンクに影響を与える相対的位置（例えば、トリガ位置１３０）をウェハ及び光部品が有する場合、リンクを切断する。幾つかのリンクは、照射されて、切断されたリンク１５０となり、これ以外は、照射されず、未加工のリンク１４０として残される。
【０００８】
図２は、固定された光学テーブル２１０の下方でＸＹ平面内でウェハ２４０を動かすことによってスポット１１０の位置を調整する典型的なリンク加工システムを示している。光学テーブル２１０は、レーザ２２０、ミラー２２５、フォーカスレンズ２３０及び場合によっては他の光学ハードウェアを支持する。ウェハ２４０は、移動ステージ２６０によって支えられているチャック２５０に載置することにより、下方で、ＸＹ平面内で動かされる。
【０００９】
図３は、ウェハ２４０の加工を表している。従来の連続的なリンクブローイング加工では、各リンクランについて、ウェハ２４０を横断して、ＸＹ移動ステージ２６０を走査する必要がある。ウェハ２４０を横断して前後に走査を繰り返すことによって、ウェハ加工が完了する。マシンは、通常、前後に走査を行い、全てのＸ軸リンクラン３１０（実線で示す）を加工した後、Ｙ軸リンクラン３２０（破線で示す）を加工する。この具体例は、例示的なものに過ぎない。他の構成のリンクラン及び加工様式も可能である。例えば、ウェハ又は光レールを移動させることによって、リンクを加工することもできる。更に、リンクバンク及びリンクランは、連続動作で加工しなくてもよい。
【００１０】
ＤＲＡＭを含むウェハ２４０では、例えば、Ｘ軸リンクラン３１０とＹ軸リンクラン３２０の間の領域３２２にメモリセル（図示せず）が位置していることがある。説明のために、Ｘ軸リンクラン３１０及びＹ軸リンクラン３２０の交点近くのウェハ２４０の一部を拡大し、グループ又はリンクバンク内に構成されている複数のリンク３２４を示す。包括的に言えば、リンクバンクは、ダイの中心の近くであって、デコーダ回路の近くにあり、何れのメモリセルのアレイの上にもない。リンク３２４は、ウェハ２４０全体のうちの比較的小さい領域を覆っている。
【００１１】
リンクランを実行するために費やされる時間、およびその結果としてスループットに影響を与える主なシステムパラメータには、例えば、レーザパルス繰り返し周波数（pulse repetition frequency：ＰＲＦ）及び移動ステージパラメータ、例えば、ステージ加速度、帯域幅、整定時間及び指示されたステージ軌道等がある。指示されたステージ軌道は、加速及び減速セグメント、リンクバンクの等速加工、及び「ギャッププロファイリング（gap profiling）、又はリンクラン内で加工されるリンク間の大きいギャップに亘る加速を含む。
【００１２】
これらの及びこの他のシステムパラメータは、半導体ウェハの間で変化することもあり、半導体ウェハの異なるタイプの間で変化することもあり、及び／又は時間によって変化することもある。しかしながら、従来の半導体リンク加工システムは、通常、半導体ウェハの相異及び／又は時間に伴って変化するシステム特性にかかわらず、予め定められたハードウェア構成及び動きプロファイリングパラメータを用いる。このため、幾つかの半導体ウェハでは、加工精度が期待されるレベル又は所望のレベルを超え、スループットが犠牲になることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ここに開示する実施の形態は、複数の構造、例えば、半導体基板上のレーザ切断可能なリンクを加工するシステム及び方法を提供する。一実施の形態においては、方法は、レーザベースのシステムのための加工モデルに関連するトリガを検出する。加工モデルは、ターゲット試料の組に対応している。ターゲット試料は、例えば、半導体ウェハを含んでいてもよい。方法は、トリガに応じて、加工モデルに基づいて、１つ以上のシステムパラメータを自動的に調整する。また、方法は、調整された１つ以上のシステムパラメータを用いて、ターゲット試料の組内の少なくとも１つのターゲット試料上又は少なくとも１つのターゲット試料内の構造を選択的に照射するようにレーザベースのシステムを動作させる。
【００１４】
一実施の形態においては、ターゲット試料を加工するためのシステムは、レーザビームを生成するために構成されているレーザ光源を備える。また、システムは、レーザビームによって、ターゲット試料上又はターゲット試料内の構造を選択的に照射するために、レーザ光源に対してターゲット試料を位置決めするように構成されている移動ステージを備える。熱状態の変化の間、レーザ光源は、構造を加工することを防止されるとともに、移動ステージは、一連の動きを実行して、熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整する。このような実施の形態の１つでは、レーザ光源は、レーザ光源が一連の動きを実行している間、無効化される。他の実施の形態では、レーザ光源は、無効化されず、レーザ光源からのエネルギーは、総合的な熱状態に加えられる。例えば、レーザ光源が有効である間、一実施の形態に基づく移動ステージは、一連の動きを実行し、チャック上にターゲット試料（被加工物）を配置することなく、熱状態を調整する。他の具体例として、移動ステージが一連の動きを実行して、熱状態を所定の熱平衡閾値内に調整している間、一実施の形態に基づくレーザビームは、ターゲット試料へのダメージを低減又は排除するようにデフォーカスされる。
【００１５】
一実施の形態においては、ターゲット試料を加工するためのレーザベースのシステムを予熱する方法は、熱状態の変化を検出するステップを有する。方法は、更に変化に応じて、ターゲット試料上又はターゲット試料内の複数の構造に対するレーザスポットの動きをシミュレートするステップを有する。
【００１６】
一実施の形態においては、レーザ加工システムは、熱状態の変化を検出する手段と、ターゲット試料上又はターゲット試料内の複数の構造に対するレーザスポットの動きをシミュレートする手段とを備える。シミュレートされる動きは、検出された熱状態の変化に応じて行われる。
【００１７】
本発明の更なる側面及び利点は、添付の図面を参照して進められる好ましい実施の形態の以下の詳細な記述から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バンクの長手方向に沿って走査されるレーザスポットによって選択的に照射される従来のリンクの行又はバンクの概略図である。
【図２】従来のリンク加工システムの概略図である。
【図３】複数のリンクランを含む従来の半導体ウェハの概略図である。
【図４】従来のリンク加工レシピファイルのデータ構造のブロック図である。
【図５】一実施の形態に基づくリンク加工レシピファイルのためのデータ構造のブロック図である。
【図６】一実施の形態に基づく、図５に示すハードウェア構成パラメータのデータ構造のブロック図である。
【図７】一実施の形態に基づく、図５に示す動きプロファイリングパラメータのデータ構造のブロック図である。
【図８】一実施の形態に基づくリンクランの加工に対応するリンクラン速度プロファイルを示す概略図である。
【図９】一実施の形態に基づき、リンク加工システムを自動的に変更するプロセスを示すフローチャートである。
【図１０】一実施の形態に基づき、リンクランをシミュレートすることによって、移動ステージを予熱するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１１】一実施の形態に基づく、加工フィールドを調整する例示的プロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本章では、上に列挙した図面を参照して、特定の実施の形態及びその詳細な構造及び動作について説明する。以下に開示する原理、方法及びシステムは、あらゆる目的のために、レーザ照射を用いて、半導体基板上又は半導体基板内のあらゆる構造を加工するために包括的に適用することができる。以下の具体例及び実施の形態は、これらの構造が、（例えば、メモリデバイス、論理デバイス、ＬＥＤを含む光デバイス又は光電子デバイス、及びマイクロ波又はＲＦデバイス等の）ＩＣ上又はＩＣ内のレーザ切断可能なリンクである文脈によって説明されるが、同じ又は同様の手法で、レーザ切断可能なリンク以外の他の構造も加工できる。すなわち、ここに述べる開示は、他の種類の構造、例えば、レーザ照射の結果、導電性を獲得する電子的構造、他の電気的構造、光学的又は電子光学的構造、機械的又は電気機械的構造（例えば、ＭＥＭＳ（micro electromechanical structure：微小電気機械構造）又はＭＯＥＭＳ（micro opto-electro-mechanical structure：微小光学電気機械構造））のレーザ加工にも等しく適用可能である。
【００２０】
照射の目的は、構造又はその材料を切断し、分裂させ、作成し、加熱し、変更し、拡散させ、アニーリングし、又は測定することであってもよい。例えば、レーザ照射は、構造の材料の状態変化を誘導し、ドーパントの移動を引き起こし、又は磁気特性を変更し、これらは何れも、電気回路又は他の構造を接続し、切断し、調整し、変更し又は修復するために用いることができる。
【００２１】
包括的に言えば、リンク加工システムによって加工される全てのウェハについて、同じレベルの精度は、必要ではない。更に、従来のリンク加工システムでは、通常、ユーザは、システムの精度とスループットとの間のトレードオフを最適化することができない。一方、ここに開示する一実施の形態においては、ユーザは、例えば、リンク加工レシピファイル（link processing recipe file）内のパラメータを選択して、所望の精度について、スループットを最適化又は改善することができる。レシピを設定可能なシステムパラメータによって、幾つかのウェハを加工する際、より低いが許容可能な精度で、より高いスループットを実現することができる。リンク加工システムは、要求又は希望に応じて、スループットを僅かに低下させて、他のウェハに比較的高い精度を提供できる。
【００２２】
これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、リンク加工システム及びウェハの特定の組に対応する加工モデルに基づいて、システムパラメータを自動的に選択できる。加工モデルは、所望の精度について、スループットを動的に最適化又は改善するように構成できる。したがって、例えば、リンク加工システムは、異なる精度要求でウェハを加工する場合、又は時間に伴って変化したパラメータを補償するために、システムパラメータを自動的に更新してもよい。パラメータは、例えば、システムのウォームアップ等、リンク加工システム内の過渡状態のために変化することがある。また、パラメータは、例えば、周囲温度の変化又は振動等の過渡的な外部の条件のために変化することもある。
【００２３】
一実施の形態では、ユーザ及び／又はリンク加工システムは、より厳しい効率仕様を満足させるために、システムが比較的遅くウェハを加工する保守的な加工パラメータを選択してもよい。また、ユーザ及び／又はリンク加工システムは、例えば、システムの精度が低い状態にある場合（例えば、システムのウォームアップ時に）、保守的な加工パラメータを選択してもよい。このように、ユーザ及び／又はリンク加工システムは、異なるウェハを加工する際、スループットと精度との間の適切なバランスを選択的に使用することができる。
【００２４】
これに加えて、又は他の実施の形態では、システム条件及び／又は製造環境条件がより保守的なウェハ設定を必要とする場合、ユーザ及び／又はリンク加工システムは、（スループットを低めて）所望の精度を達成するために、異なる加工パラメータ及びシステム構成パラメータを選択してもよい。より保守的な設定は、現在及び過去の条件及び／又は加工する特定のウェハに基づいて行ってもよい。条件が変化した場合（例えば、平衡に達した場合）、ユーザ及び／又はリンク処理システムは、スループットを向上させるパラメータを選択してもよい。
【００２５】
一実施の形態においては、リンク加工システムは、運転予熱（motion preheating）を用いて、機械的な変化なしでシステム精度を自動的に高める。例えば、ウォームアップ期間の間、一定の期間動作がなかった後、及び／又は第１のタイプのウェハから第２のタイプのウェハに切り替わった際、リンク加工システムは、システムが所定の熱平衡閾値に達するまで、移動ステージを用いて一連の動きを実行する。
【００２６】
ここで使用する用語「上（on）」は、単に直接的な上だけではなく、最上位、上位、上方、若しくは何らかの形で、部分的に又は全体的に被覆している状態を意味する。また、用語「実質的（substantially）」は、意味範囲を広げる用語であり、「約」又は「略々」を意味するが、高い度合いの近接を含意しない。
【００２７】
以下で参照する図面では、同様の要素には同様の参照符号を付している。説明を明瞭にするために、参照符号の上位の桁は、対応する要素が最初に示される図面番号を表す。以下の記述では、本発明の実施の形態の完全な理解のために多くの具体的な詳細事項を提示する。但し、具体的な詳細事項の１つ以上がなくても、又は他の方法、部品又は材料によっても本発明を実施できることは当業者にとって明らかである。更に、幾つかのケースでは、本発明の態様が不明瞭になることを回避するために、よく知られている構造、材料又は操作については詳細に図示又は説明していない。更に、ここに説明する特徴、構造又は特性は、適切な如何なる手法で、１つ以上の実施の形態において組み合わせてもよい。
【００２８】
１．レシピに依存する加工パラメータ
一般に、リンク加工システムは、ウェハをどのように加工するかを記述する「レシピ（recipe）」を含む。但し、従来のリンク加工レシピファイルでは、ユーザは、様々なウェハ製品に関して、システムを変更して、許容できる精度で、スループットを最大化又は改善することはできない。例えば、図４は、従来のリンク加工レシピファイル４００のデータ構造のブロック図である。一般に、従来のリンク加工レシピファイル４００は、物理的レイアウトパラメータ４１０、レーザエネルギーパラメータ４１２、フィールド設定パラメータ４１４及びエラーハンドリングパラメータ４１６を含む。
【００２９】
物理的レイアウトパラメータ４１０は、ウェハの物理的な寸法、例えばダイサイズ及びアラインメントターゲットの位置を指定できる。レーザエネルギーパラメータ４１２は、アラインメントターゲットを走査するために用いる第１のレーザエネルギー及びリンクを加工するために用いる第２のレーザエネルギーを指定できる。フィールド設定パラメータ４１４は、ターゲット、ターゲットタイムアウト、並びにアラインメントフィールド、フォーカスフィールド及び加工フィールドのそれぞれのターゲット形状を指定できる。アラインメントフィールドは、被加工物に対するレーザのＸＹ方向のアラインメントのための較正データを含む。フォーカスフィールドは、被加工物に対するレーザのＺ方向のアラインメントの較正データを含む。通常、アラインメントフィールドより遙かに大きい加工フィールドは、リンクランを加工するためのフィールドサイズを定義する。例えば、３００ｍｍのウェハは、４個〜６個の加工フィールドを用いて加工できる。但し、１〜３個の加工フィールド又は６個より多い加工フィールドを用いてもよい。リンクランは、アラインメントフィールドのＸ寸法又はＹ寸法と同じくらいの長さであってもよく、複数のアラインメント／フォーカスフィールドを跨いでもよい。エラーハンドリングパラメータ４１６は、例えば、低品質な走査が検出されたとき、アラインメント走査（ここでは、ビーム−被加工物（beam-to-work：ＢＴＷ）走査とも呼ぶ。）の間に収集されたデータをシステムが使用する最大期間を指定する「ターゲットタイムアウト時間」が経過したときの回復メカニズムを指定できる。また、エラーハンドリングパラメータ４１６は、例えば、ターゲット走査位置決め公差等を含んでいてもよい。
【００３０】
ここに開示する一実施の形態においては、プロセッサを含むリンク加工システムによって、ユーザは、選択されたウェハについて、スループットを最適化又は改善する更なるパラメータを選択的に指定することができる。例えば、図５は、一実施の形態に基づくリンク加工レシピファイル５００のためのデータ構造のブロック図である。リンク加工レシピファイル５００は、上述した物理的レイアウトパラメータ４１０、レーザエネルギーパラメータ４１２、フィールド設定パラメータ４１４及びエラーハンドリングパラメータ４１６を含む。更に、リンク加工レシピファイル５００は、ユーザが選択的に指定して、リンク加工システムを最適化又は改善する、ハードウェア構成パラメータ５１０及び動きプロファイリングパラメータ５１２を含む。
【００３１】
図６は一実施の形態に基づく図５に示すハードウェア構成パラメータ５１０のためのデータ構造のブロック図である。この図に示すように、ハードウェア構成パラメータ５１０は、例えば動きチューニング６１０、最大加速度６１２、最大速度６１４、ジャーク時間６１５、整定時間６１６、整定アルゴリズム６１８、整定公差６２０、パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）６２２、レーザ安定性６２４、レーザパルス幅６２６、伝搬遅延（又は、加工速度における遅延距離）６２８、エラーハンドリング６３０、及び所望のシステム精度６３２を含むことができる。
【００３２】
動きチューニングパラメータ６１０は、例えば、リンク加工システムの移動ステージ内の特定のアクチュエータのためのコントローラのチューニング値を指定できる。最大加速度６１２、最大速度６１４及び必要な整定時間６１６は、移動ステージの各軸（例えば、Ｘ軸及びＹ軸）について指定できる。整定アルゴリズム６１８は、特定の軸に沿った特定の移動の後に、移動ステージが整定したかをプロセッサが判定するための一組の指示を含むことができる。また、整定アルゴリズム６１８は、特定の軸の速度が変化した後に、ステージが一定の速度において十分に整定したかを判定するための一組の指示を含むことができる。他の実施の形態においては、整定アルゴリズム６１８は、ハードウェアロジック内で実現してもよい。整定公差６２０は、移動が整定したと整定アルゴリズム６１８が判定するまでに、特定の移動の後に移動ステージが満足する許容できる位置誤差及び速度誤差を指定できる。
【００３３】
エラーハンドリングパラメータ６３０は、例えば、ハードウェアエラー検出パラメータ、エラー公差、監視構成、連動パラメータ（例えば、更なるリンク加工が停止されるエラー条件）を指定できる。例えば、比較的大きい軸交差誤差（cross-axis error）を許容できるウェハは、誤差がトリガされ、加工が停止されるまでに、より大きい許容誤差を許容するレシピ構成を含むことができる。
【００３４】
図７は、一実施の形態に基づく図５に示す動きプロファイリングパラメータ５１２のためのデータ構造のブロック図である。この図に示すように、動きプロファイリングパラメータ５１２は、例えば、加速度７１０、速度７１２、ジャーク時間７１４、整定時間７１６、追加的な整定距離７１８及び移動シーケンス７２０を含むことができる。
【００３５】
動きプロファイリングパラメータ５１２をよりよく理解するため、一実施形態に基づくリンクラン８２０の加工に対応するリンクラン速度プロファイル８１０を示す図８を参照する。ここで使用する用語「速度プロファイル（velocity profile）」とは、時間の長さ又は距離の間隔に亘る時間又は距離の関数としての速度を意味する。リンクランの実行は、複数の異なる動作を含む。密なピッチ間隔（例えば、同じバンク内の隣接するリンク間の中心から中心までの距離）を有するリンクのバンク８３０を加工している間、レーザビーム軸は、ウェハに対して、ほぼ一定の速度８４０で進む。なお、図８は、リンクラン８２０の各リンクバンク８３０が、同じ一定の速度８４０を有する具体例を示しているが、例えば、同じリンクラン内でピッチ間隔がバンク毎に異なる場合等は、異なるリンクバンク８３０が異なる一定の速度を有していてもよい。
【００３６】
リンクラン内の後続するリンクの間に大きいギャップ８５０がある場合、システムは、ギャップ８５０をより短い時間で通過するために加速し、そして、再び公称速度に戻るように、ギャップの終点の付近で減速する。この加速及び減速の結果、リンク速度プロファイル８１０内にギャッププロファイル８６０が生じる。リンクランの最初では、システムは、休止位置から初期の加速８７０を行い、これに整定期間８８０が続く。リンクランの最後では、システムは、ゼロ速度にまで戻る減速８９０を行う。このように、リンクランの実行の間にシステムが実行する典型的な動作は、ステージを一定の速度に立ち上げ、整定し、一定の速度でリンクを加工し、大きなギャップに亘って加速し（ギャッププロファイリング）、リンクランの最後にゼロ速度まで立ち下げることを含む。図８は、リンクラン軸上速度（on-axis velocity）に対するこれらの動作の効果を示している。なお、リンクラン８２０は、共線的なリンクバンクを通過する直線として描いているが、リンクのバンクは、直線に並んでいないこともある。この場合、リンクラン８２０は、横方向の位置コマンドを含む。
【００３７】
ギャッププロファイリング動作は、一定の速度で必要とされる時間より短い時間で２個のリンク間を移動するための加速、減速及び整定を伴う。ギャッププロファイリングによって高められるスループットは、リンク間の大きいギャップの数量及び間隔、ステージの加速能力、整定時間、及びリンクラン速度に依存する。リンクラン内に多くの大きなギャップがあり、ピッチが小さい製品では、より大きな時間削減効果が得られる。
【００３８】
包括的に言えば、リンクランの最初及び最後における加速及び減速に費やされる時間は、リンクランで費やされる時間の約１．５％である。ギャッププロファイリングで削減される時間は、一定の速度でリンクランを横断するために必要な時間の約５０％である。これらの数値は、ウェハのタイプが異なれば、大きく変化する。リンク間の大きいギャップが殆ど又は全くない被加工物では、ギャッププロファイリングから利益を得ることはない。一方、粗い又はランダムなリンクレイアウトを有する製品では、ギャッププロファイリングからより大きな利益を得ることができる。
【００３９】
したがって、図７に戻って説明すると、動きプロファイリングパラメータ５１２は、一般的な移動、ＢＴＷ走査、リンクラン、ギャップ又はこれらの組合せについて、選択的に指定できる。また、動きプロファイリングパラメータ５１２は、立ち上がり又は立ち下がりについて、選択的に指定してもよい。また、リンク加工レシピファイル５００内で、移動シーケンス７２０を選択的に指定してもよい。
【００４０】
この開示から、図５〜図７に示すパラメータは、例示的なものであり、限定的なものではないことは当業者にとって明らかである。実際に、特定のウェハ又はウェハのタイプについて、リンク加工レシピファイル５００内の他の多くのパラメータを制御又は構成してもよい。更に、この開示は、リンク加工レシピファイル５００内のパラメータの指定に限定されないことは当業者にとって明らかである。例えば、データベース、パラメータファイル、ソースコード、コンピュータが読取可能な媒体に保存されたコンピュータが実行可能な命令の組、又はシステム特性を構成する他の様々な手法におけるパラメータを指定してもよい。
【００４１】
２．自動的なシステム適応化
上述のように、一実施の形態では、ユーザは、リンク加工レシピファイル５００内の１つ以上のパラメータを直接指定できる。そして、リンク加工システムは、指定されたパラメータを用いて、１つ以上のウェハを加工できる。これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、ハードウェア構成パラメータ、プロファイリングパラメータ、加工フィールド設定、アラインメントターゲット設定、運転予熱、これらの組合せ及び他のシステムパラメータを（例えば、プロセッサを用いて）自動的に調整する。自動的に構成されるパラメータは、上述したように、リンク加工レシピファイル５００又は他のシステム設定において指定できる。
【００４２】
一実施の形態においては、リンク加工システムは、異なるシステム状態、システム構成、システム特性、システムパラメータ、加工履歴、製品加工履歴、動きプロファイリング履歴及び／又はレシピファイル内で指定されたパラメータに基づいて、使用する一組のパラメータを選択する。例えば、リンク加工システムは、測定された温度、温度ドリフト率、環境条件及び／又は他のパラメータに基づいて、一組のシステムパラメータを選択してもよい。
【００４３】
これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、ユーザが指定したレシピに基づいて、精度、レーザ安定性及びレーザパルス幅等の所望の加工パラメータを満足させながら、スループットを最大化又は改善するように、自らを構成してもよい。
【００４４】
これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、システムパラメータ、例えば、動きプロファイル、加工フィールド設定及び光学スポット特性を自動的に適応化する。このような適応化は、例えば、パラメータ設定、特性及び結果を相関させることを伴う。相関される結果には、例えば、測定された動的誤差、ドリフト率、ドリフト振幅、加工後収量及び／又は加工後製品ダメージ分析を含ませてもよい。相関される特性には、例えば、システム誤差（例えば、軸交差誤差、軸上誤差及び／又は高速ステアリングミラー（fast steering mirror：ＦＳＭ）誤差等の移動ステージ誤差）の統計的メトリクス及びウェハ特性に関する事前知識、及び／又はウェハ特性（例えば、膜厚又は測定される反射率）のばらつきを含ませてもよい。相関されるパラメータには、例えば、動きプロファイル、整定時間、加工フィールドの形状及びサイズ、レーザパルス特性を含ませてもよい。
【００４５】
これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、パラメータ設定、特性、ウェハ製品収量及び／又は加工結果の相関に基づいて、従来のリンク加工レシピファイルでは、通常、手動で構成されていた設定パラメータを含むウェハ設定パラメータの一部又は全部を適応的又は自動的に構成してもよい。このような適応型の設定を実行した後に、一実施の形態では、リンク加工システム（又はユーザ）は、通常のウェハ加工の間に適応化を継続しないことを決定することができる。
【００４６】
一実施の形態においては、自動的なシステム適応化では（設定のためであるか、通常の加工のためであるかにかかわらず）、規則に基づく決定又はパラメータ、モデル化、予測、システム又はシステム部品（例えば、レーザ及び／又は機械的部品）の挙動の特徴付け、ウェハ特性、精度バジェット化、人工知能、ファジィロジック、ニューラルネットワーク、コスト関数最小化、又は所望の加工結果を達成するためにシステムパラメータ及びシステム挙動を変更するための他のアルゴリズム実装又は手法を使用してもよい。
【００４７】
これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、システム誤差のトラブルシューティング、文書化、統計的解析及び加工制御のために、システム及び／又はユーザによって行われた変更を（例えば、ログファイルに）正確に記録する。このようなデータを記録することは、例えば、リンク加工システムが加工を適応化し、自動的に変更する能力がある場合に有用であることがある。リンク加工システムは、システムがどのようにウェハを加工したかを特徴付けるデータを捕捉し、ログを取る。このデータには、例えば、加工パラメータ、設定、ハードウェア構成、制御パラメータ、動きプロファイルパラメータ、加工決定（processing decision）、適応化、システムの挙動、システムの動き、システムの事前調整、センサ測定値、コントローラの変数又は状態、エラー条件、及び加工がどのように進んでいるかを理解するために必要な他のあらゆるデータを含ませてもよい。このデータには、生のデータ及び／又はデータから導出された統計指標を含ませてもよい。また、一実施の形態においては、リンク加工システムは、検査及びトラブルシューティングのために、他のシステムに関して記録された挙動を再生又は再現するように構成されている。
【００４８】
図９は、一実施の形態に基づき、リンク加工システムを自動的に変更するプロセス９００を示すフローチャートである。プロセス９００は、リンク加工システムのための加工モデルに関連するトリガが発生したかを判定するステップ９１０を含む。加工モデルは、選択されたウェハの組に対応していてもよい（例えば、特定のタイプのＩＣ又は他の製品に対応する）。一実施の形態においては、加工モデルは、リンク加工システムのスループットと、リンク加工システムの精度との間のトレードオフ分析に基づいている。
【００４９】
トリガには、例えば、検出されたシステム状態、ウェハ製品収量、測定された加工結果、ハードウェア構成パラメータに対するユーザによる修正、動きプロファイリングパラメータに対するユーザによる修正、及び／又はウェハ製造データの変更を含ませることができる。また、トリガには、例えば、ウェハ製品又はタイプの変更を含ませてもよい。
【００５０】
リンク加工システムがトリガを検出しない場合、プロセス９００は、現在の（例えば、変更されていない）パラメータ値を用いて、ウェハ上又はウェハ内の１つ以上の構造を選択的に照射するようにリンク加工システムを動作させるステップ９１２を含む。リンク加工システムがトリガを検出した場合、プロセス９００は、選択されたウェハの組に対応する加工モデルに基づいて、１つ以上のシステムパラメータを自動的に調整するステップ９１４を含む。また、プロセス９００は、１つ以上の調整されたパラメータを用いて、選択されたウェハの組内のウェハ上又はウェハ内の１つ以上の構造を選択的に照射するようにリンク加工システムを動作させるステップ９１６を含む。
【００５１】
ウェハ製品のタイプの変化、位置に依存するシステムの変化、ウェハの変化、システム状態の変化、システム履歴の変化、周囲環境の変化、製品収量の変化、リンクブロー品質の変化、及び製品加工の結果の変化に基づいて、加工パラメータ、システムパラメータ、アラインメントパラメータ、ハードウェア構成パラメータ、動きプロファイリングパラメータ、加工パルスパラメータ及び他のパラメータを構成及び／又は適応化する様々な例示的な実施の形態を以下に説明する。
【００５２】
３．予熱トリガ（Preheating Trigger）に対する応答の例
Ａ．運転予熱（Motion Preheating）
図１０は、一実施の形態に基づき、リンクランをシミュレートすることによって、移動ステージを予熱するための例示的なプロセス１０００を示すフローチャートである。プロセス１０００は、予熱トリガを検出するステップ１０１０を含む。予熱トリガには、例えば、移動ステージに関連する熱状態の変化を含ませてもよい。したがって、一実施の形態では、予熱トリガを検出するステップ１０１０は、リンク加工システム内の温度ドリフトを測定するステップを含む。ある期間、システムがアイドル状態になった後にウェハを加工する場合、ウェハの新たなロットを加工し始めた後に、約２０分から約４０分以内に比較的大きな率の温度ドリフトが生じる。アイドル状態のシステムにウェハの新たなロットを投入した場合、このロットのうちの最初の幾つかのウェハは、ドリフト率がより高い間に加工される。熱平衡閾値に達した後には、ドリフト率が安定し、リンク加工システムの精度が高まる。しかしながら、システムがアイドル状態であった後に、ロット内で最初に加工された幾つかのウェハでは、精度又は収量が低下する。
【００５３】
一実施の形態においては、予熱トリガは、リンク加工システムの加工履歴に基づいている。例えば、リンク加工システムは、所定の期間に亘ってアイドル状態であった後に、ウェハを加工する前に予熱トリガを生成することができる。これに加えて、又は他の実施の形態において、予熱トリガは、リンク加工システムによって加工するように選択された特定のウェハ又はウェハのタイプに基づいていてもよい。例えば、リンク加工システムは、第１のウェハ製品タイプから第２のウェハ製品タイプに切り替わった際に予熱トリガを生成してもよい。第１のウェハ製品タイプを加工する場合、移動ステージは、第２のウェハ製品タイプを加工する場合に達する定常的な熱平衡状態とは異なる定常的な熱平衡状態に達することがある。したがって、第１の加工モデルを第１のウェハ製品タイプに関連付け、第２の加工モデルを第２のウェハ製品タイプに関連付けてもよい。
【００５４】
幾つかの例として、リンク加工システムは、以下に限定されるわけではないが、システムがロット内の全てのウェハの加工を完了してウェハの新たなロットの投入を待機している場合、システムがオフにされ後、加工の前にウォームアップされている場合、システムが１つのウェハ製品を加工した後、異なるウェハ製品に切り替えられる場合を含む多くの異なるシナリオの下で、予熱トリガを生成することできる。
【００５５】
この例示的な実施の形態では、移動ステージの動きを用いてリンク加工システムを予熱することによって、望ましくない温度ドリフトが最小化又は低減される。（例えば、ウェハ上又はウェハ内の構造を照射することなく）移動ステージに何らかの「アイドリング運転（idle motion）」を行わせることによって、熱平衡状態又は実際動作の熱平衡状態に遙かに近い状態に達することができる。
【００５６】
したがって、プロセス１０００は、移動ステージ内のアクチュエータを適切に加熱する予熱運転シーケンス（preheating motion sequence）を選択するステップ１０１２を含む。一実施の形態においては、選択される予熱運転シーケンスは次のウェハの加工のために予想されるシーケンスに対応する動きのシーケンスを含む。これは、実際の動きシーケンスであってもよく、簡略化／変更されたバージョンであってもよい。他の実施の形態においては、選択された予熱運転シーケンスは、最後に又は最も直近に加工されたウェハのために用いられた動きのシーケンスを含む。これは、実際の動きシーケンスであってもよく、簡略化／変更されたバージョンであってもよい。他の実施の形態においては、選択された予熱運転シーケンスは、標準又は所定の動きのシーケンスを含む。また、標準の動きのシーケンスは、特定のタイプのウェハ製品又はレシピについて決定してもよい。
【００５７】
他の実施の形態においては、選択される予熱運転シーケンスは、システムの熱状態に特定の変化を引き起こすように選択される。例えば、ある例示的な第１のウェハ製品タイプが、Ｙ軸に対応するアクチュエータを殆ど又は全く使用せず、Ｘ軸に対応するアクチュエータを主に使用し、第２のウェハ製品タイプが、Ｙ軸に対応するアクチュエータを主に使用し、Ｘ軸に対応するアクチュエータを殆ど又は全く使用しない場合、（例えば、第１のウェハ製品タイプから第２のウェハ製品タイプに切り替わった際に）選択される予熱運転シーケンスは、Ｙ軸に対応するアクチュエータを加熱し、Ｘ軸に対応するアクチュエータを冷却するように構成してもよい。
【００５８】
プロセス１０００は、更に、選択された予熱運転シーケンスに基づいて移動ステージを動作させるステップ１０１４を含む。選択された予熱運転シーケンスは、予熱トリガを検出した後に直ちに、現在のロットの１つ以上のウェハを加工できるように遅延期間経過後に、及び／又は現在のウェハロット又は次のウェハロット内の次のウェハを加工する前に開始してもよい。
【００５９】
一実施の形態においては、プロセス１０００は、レーザを選択的にトリガして、パルスを生成するステップ１０１５を含む。これらのパルスは、光学素子の列を介して出射してもよく、選択的にブロックしてもよく、又は被加工物に到達しないようにブロックしてもよい。パルスをブロックしない幾つかの実施の形態では、パルスは、デフォーカスされた（フォーカスされていない）スポットに供給してもよく、チャック上にウェハがないときに供給してもよい。予熱サイクルの間にパルスを生成することによって、加工の前に、レーザ及び関連するパルス切替ハードウェアが熱的に安定する。したがって、レーザビーム及びビーム経路に関連する温度ドリフトが低減される。
【００６０】
プロセス１０００は、更に、アイドリング運転によって、リンク加工システムの熱状態が所定の熱平衡閾値内に調整されたかを判定するステップ１０１６を含む。所定の熱平衡閾値は、システムの熱状態の変化の許容できる範囲を表す。システムの熱状態が所定の熱平衡閾値内に収まると、プロセス１０００は、ウェハ上又はウェハ内の構造を選択的に照射しながら、所定の熱平衡閾値を維持するようにリンク加工システムを動作させるステップ１０１８を含む。
【００６１】
運転予熱を開始するかを決定し、特定の予熱シーケンスを選択し、予熱の期間を選択し、及び／又は予熱運転が完了したことを判定することは、以下に限定されるわけではないが、リンク加工システムの測定又は予測された熱状態、若しくは、この熱状態と所望の熱状態との比較、システムがアイドル状態であった期間の長さ又はシステムが初期化されてからの経過時間、以前に加工されていたウェハ製品のタイプ及び／又は次に加工されると予想されるウェハ製品のタイプ、以前に加工され及び／又は次に加工されると予想される（測定及び／又は予測された）特定の動きのシーケンス、動きコマンド、デューティサイクル、電流コマンド、電圧コマンド、及び／又はステージの動き又はシステムの熱状態に関連する他のパラメータの履歴、予測及び／又は統計的解析、システムの機械部品を測定するセンサに基づく測定値（例えば、位置及び／又は温度）を含む温度ドリフトの測定値、アラインメントターゲット、基準ターゲット、ウェハ、精度ウェハ（accuracy wafer）、又はシステムの加工レーザ、計測レーザ、又は他のカメラ等のアラインメントセンサを用いる他の計測構造の直接測定に基づく測定値、及び／又は１つ以上のパラメータ、例えば、所望のシステム精度、選択されたウェハ製品について許容できる温度ドリフト、ウェハ製品加工マージン（例えば、軸上マージン、軸交差マージ及び／又はフォーカスマージン）、システムエラーバジェット及び／又はコンポーネントドリフトの特徴付けに基づいて行うことができる。
【００６２】
上述した因子に基づいて、予熱運転を開始するかを決定し、特定の予熱シーケンスを選択し、予熱の期間を選択し、及び／又は予熱運転が完了したことを判定するためのアルゴリズムは、例えば、コスト関数を最小化又は低減できる規則に基づく事例（rule based cases）として実装してもよい。アルゴリズムは、例えば、人工知能、ファジィ論理、ニューラルネットワーク、学習制御及び／又は適応型アルゴリズムを使用してもよい。
【００６３】
他の実施の形態においては、運転予熱の適用は、自動的ではない。このような実施の形態では、予熱の開始又は終了、及び予熱移動シーケンスの選択は、手動で行ってもよい。また、運転予熱は、手動で構成された規則又はレシピパラメータに基づいて実行してもよい。
【００６４】
Ｂ．加工フィールド調整
図１１は、一実施の形態に基づく、加工フィールドを調整する例示的プロセス１１００を示すフローチャートである。プロセス１１００は、図１０に関して上述したように、予熱トリガを検出するステップ１１１０を含む。予熱トリガが検出されると、プロセス１１００は、加工フィールドのサイズを自動的に縮小するステップ１１１２と、加工の間、ウェハを横切って、縮小された加工フィールドを走査するステップ１１１４とを含む。プロセス１１００は、上述したように、リンク加工システムが所定の熱平衡閾値に達したかを判定するステップ１１１６を含む。熱平衡閾値に達すると、プロセス１１００は、加工フィールドのサイズを自動的に拡大するステップ１１１８を含む。
【００６５】
包括的に言えば、リンク加工システムは、単一の加工フィールド（single processing field：ＳＰＦ）又は少数の大きい加工フィールドを用いる場合、比較的高いスループットを実現する。但し、大きい加工フィールドを用いると、アラインメントターゲット走査の間の時間が長くなる（ターゲット長期化（target age））のために、精度が低下する傾向がある。ターゲット長期化が温度ドリフトに結びつくと、精度が劣化する。
【００６６】
リンク加工システムがしばらくアイドル状態であった後に、例えば、リンク加工システムは、精度を減少させる過渡的熱状態（transient thermal state）になることがある。精度を向上させるために、リンク加工システムは、より小さい加工フィールドを用いて、最初の３個又は４個のウェハを加工してもよい。しかしながら、加工フィールドを小さくすると、システムのスループットが低下する。したがって、一旦、リンク加工システムが所定の熱平衡閾値に達すると、加工フィールドのサイズを拡大し、その後のウェハの加工を速める。
【００６７】
４．位置に依存する加工パラメータに基づく適応化の例
移動ステージがウェハに対して別の位置にある場合、リンク加工システムは、通常、異なる性能特性を有する。位置の関数として変化する加工パラメータには、例えば、帯域幅、応答時間、ダイナミクス、共振特性及び応答特性が含まれる。これらの特性は、システムスループット及び精度に影響を与えることがある。したがって、移動ステージが異なる位置にある場合に単一の加工パラメータの組を用いると、全体的なシステム性能が低下することがある。
【００６８】
一実施の形態においては、リンク加工システムは、加工メトリクス（例えば、ステージ追跡誤差、スループット、整定時間、帯域幅、共振周波数、加工後収量及びリンクブロー品質）を統計的に分析することによって、位置に依存する加工パラメータを自動的に適応化する。そして、リンク加工システムは、加工を最適化又は改善するようにシステムパラメータを変更する。このような最適化は、精度を維持しながら、スループットを最大化することを伴ってもよい。これに加えて、又は他の実施の形態において、最適化は、加工時間及び劣化する精度にペナルティーを課すコスト関数を最小化することを伴ってもよい。
【００６９】
位置の関数として最適化又は改善できるパラメータの具体例には、ステージチューニングパラメータ、動きプロファイリングパラメータ（例えば、ジャーク時間、加速度、整定時間、ピーク速度及びギャッププロファイリングパラメータ）、加工パラメータ、アラインメントパラメータ、フォーカスフィールドパラメータ（例えば、形状、サイズ、ターゲット位置、使用するターゲットの数、ターゲットタイムアウト、ターゲットモデル及び位置ジオメトリ補正（position geometry correction：ＰＧＣ）モデル）、レーザパラメータ（例えば、パルスエネルギー、スポットサイズ及びパルス波形）及び他のあらゆる加工パラメータが含まれる。ＰＧＣモデルは、フォーカス又はアラインメントフィールド内のリンク座標をマッピングする。一実施の形態においては、モデルは、Ｘｓｙｓ＝Ｃ０＋Ｃ１＊Ｘｃａｄ＋Ｃ２＊Ｙｃａｄ＋Ｃ３＊Ｘｃａｄ＊Ｙｃａｄの形式を有し、ここで、Ｃ０・・・Ｃ３は、アラインメントフィールド走査の間の曲線あてはめによって決定されるパラメータであり、Ｘｃａｄ及びＹｃａｄは、加工されるリンクのそれぞれのコンピュータ支援設計（computer aided design：ＣＡＤ）座標であり、Ｘｓｙｓは、リンクを加工するために用いられるシステム座標（干渉計）におけるＸ位置である。Ｙ次元及びＺ次元についても、同様のマッピングを行ってもよい。もちろん、この開示から、より高次のモデル、より低次のモデル又は異なるモデルを用いて、フォーカス又はアラインメントフィールド内でリンク座標をマッピングしてもよいことは当業者にとって明らかである。
【００７０】
また、システムコマンドパラメータを、位置の関数として最適化又は改善してもよい。このようなシステムコマンドパラメータには、例えば、時間的及び空間的なシステム動作の順序を含ませてもよい。例えば、異なるチャック領域は、異なるターゲットタイムアウトを有していてもよく、及び／又はリンクラン及びターゲット走査の異なる混合（intermixing）を要求してもよい。
【００７１】
例示的な実施の形態では、リンク加工システムは、移動ステージ誤差（例えば、軸交差、軸上、ＦＳＭ及び／又はＴＬＣ）を、加速の後の時間の関数として測定する。所定のシステム精度を満たすために必要な又は望ましい整定時間は、移動ステージのＸ及びＹ位置の関数として変化することがある。したがって、リンク加工システムは、移動ステージ誤差を測定した後に、様々な移動ステージ位置について精度を確実にする一組の最小整定時間を決定する。そして、リンク加工システムは、位置に依存する整定時間の組を用いて、リンクラン及びギャッププロファイリングイベントをプロファイリングし、順序付ける。リンク加工システムは、全ての位置で単一の整定時間を用いるわけではないので、精度を維持しながら、スループットが高められる。
【００７２】
５．システム状態に基づく適応化の例
上述のように、リンク加工システムが過渡状態にある際、例えば、アイドル状態からウェハ加工状態に切り替わる際、温度ドリフトが比較的大きくなることがある。また、例えば、リンク加工システムが、第１のウェハ製品タイプの加工と第２のウェハ製品タイプの加工との間で切り替わる際に温度ドリフトが大きくなることもある。従来のリンク加工システムは、通常、過渡状態の間の精度を確実にするように加工フィールドの形状及びサイズを定めている。しかしながら、これらのフィールドは通常、一旦熱の安定性が達成された後に必要とされるサイズよりも小さい。したがって、加工速度及び総合的なスループットが低下する。
【００７３】
一実施の形態においては、リンク加工システムは、システムパラメータ、システム動作、システムの動作履歴、システムの内部環境、及びシステムの外部環境を考慮に入れることによって、加工フィールド及び加工動作を自動的に決定する。そして、リンク加工システムは、製品加工を最適化又は改善して、許容できる精度を維持しながら、スループットを最大化し又は向上させる。このような実施の形態の１つでは、リンク加工システムは、ウォームアップ及び定常状態加工の間に、精度及び最大のスループットを確実にする適切な加工パラメータを自動的に選択する。
【００７４】
ウェハをどのように加工するかを決定する際にリンク加工システムが検討する例示的な因子には、以下に限定されるものではないが、Ｘ軸リンクラン及びＹ軸リンクランの数、リンクランに含まれるリンクの数、ギャッププロファイリングが実行されるリンク間のギャップの統計的分布、Ｘ軸リンクラン、Ｙ軸リンクラン及び／又は総加工時間について予測又は測定された時間、以前に判定されたシステムターゲットタイムアウト時間又はシステムが精度を失う時間スケールに関する知識、アクチュエータ、レーザ、光学部品、例えば、音響光学偏向器（acousto-optic deflector：ＡＯＤ）、及び他のシステム構成要素における予測又は測定された発熱、及びアクチュエータ、チャック、エアベアリングステージ（air-bearing stage）、レーザ、ＡＯＤ及び／又は他の光学部品、光学マウント、システム気温又は他のシステム構成要素において測定された温度分布が含まれる。
【００７５】
また、リンク加工システムは、精度ターゲットのドリフトを考慮に入れることができる。例えば、リンク加工システムは、精度ターゲットのドリフトを予測し、精度ターゲットのドリフトを実時間で測定し、及び／又は同様のウェハの履歴から精度ターゲットのドリフトを確認してもよい。これに加えて、又は他の実施の形態において、リンク加工システムは、システムが熱定常状態に達したか否かを判定してもよい。例えば、リンク加工システムは、熱状態に関連する測定値を生成し、及び／又は最近加工されたウェハの履歴から、熱定常状態に達したか否かを判定してもよい。
【００７６】
ウェハをどのように加工するかを決定する際に、リンク加工システムが検討できる他の因子には、例えば、ユーザが選択した許容誤差（例えば、軸上誤差、軸交差誤差及び／又はフォーカス高さ誤差）、誤差とスループットとの間のトレードオフを解析するためのコスト関数、加工後収量解析から収集された履歴データ、及び動作環境の条件、例えば、外部の温度、温度履歴及び／又は製造フロアの測定された／典型的な振動が含まれる。
【００７７】
特定のリンク加工システムの特性（固定であっても、変化してもよい）は、測定してもよく、ユーザが指定してもよく、加工パラメータを最適化するために用いることができる。このような特性の具体例としては、時間又はレーザパルス幅の関数として測定されたステージ軸交差誤差を含んでいてもよい。他の特性の具体例には、ＰＲＦの関数としてのエネルギーが含まれる。
【００７８】
システム状態特性及び上述した情報を判定又は測定した、リンク加工システムは、ウェハ加工パラメータ、例えば、加工フィールド、アラインメントフィールド及びフォーカスフィールドのサイズ、形状及び数、アラインメントフィールド及びフォーカスフィールドにおいて走査する必要があるターゲットの位置及び数、ターゲットタイムアウト時間、アラインメントターゲットを走査又は再走査する時間及び／又は新たなアラインメントターゲットを走査する時間／位置、リンク座標を加工用座標にマッピングするために用いられるモデル及びアルゴリズム、場合によってはＸリンクラン及びＹリンクランの混合が含まれるリンクランを加工する順序、スループットを最大化又は向上させるために最適な又は望ましい加工フィールド内のリンクランのグループ化又は区分け、同じ又は異なる軸交差リンク座標におけるリンクランの組合せ、図５〜図７を参照して先に説明したハードウェア構成パラメータ５１０及び動きプロファイリングパラメータ５１２の適切な又は望ましい設定、及びシステムの事前調整、予熱時間、又は上述した予熱運転時間又は動きパターンを決定できる。このようにして、ユーザ及び／又はリンク加工システムは、許容できるシステム誤差を維持しながら、スループットを最大化又は改善できる。
【００７９】
６．ウェハ特性に基づく適応化の例
幾つかの実施の形態では、リンク加工システムは、既知のウェハ特性に基づいて、システム及び／又は加工パラメータを自動的に適応化する。このようなウェハ特性には、製造オプション、製造誤差、製造公差内の分散及び／又はウェハ間又はウェハロット間の他のばらつきを含ませてもよい。自動的な適応化をトリガすることができるウェハ特性には、例えば、パッシベーション膜厚、膜厚、及び使用される材料を含ませてもよい。他の特性は、リンク又はアラインメントターゲットのスタック、構造及びレイアウトを含む。ウェハ特性は、ウェハ間で異なることがあり、また個々のウェハの異なる位置又は領域で異なることもある。
【００８０】
リンク加工に先立つ測定から、または製造データもしくはログファイルからウェハ特性の事前知識を得てもよい。また、ウェハ特性の知識は、特性のシステム測定によっても取得できる。
【００８１】
リンク加工システムは、ウェハ特性に基づいて、システム及び／又は加工パラメータを適応化し、収量、精度、スループット及び／又は他の望ましい加工特性を向上させる。例えば、リンク加工システムは、光と、ウェハ、リンク及び／又はアラインメントターゲットとのインタラクションに影響を与えるパラメータを自動的に調整してもよい。光と、リンク及び／又はアラインメントターゲットとの間のインタラクションは、例えば、レーザエネルギー、パルス波形、パルス幅、スポットサイズ及び／又は他の光学的性質等のパラメータを含む。また、リンク加工システムは、追加的なＢＴＷ走査特性、例えば、相関／ピーク発見のための走査モデル、又は走査位置を決定するために用いられるアルゴリズムを調整してもよい。一実施の形態では、ウェハに依存する特性は、あるセンサ、例えば、視覚的ターゲットアラインメント（vision target alignment）のためのカメラの使用に影響を及ぼすことがある。
【００８２】
ここに説明したシステム及び方法は、リンクの加工、トリミング、穴あけ、ルーティング、ビア穴あけ、スクライビング、マーキング、個別化、ダイシング、部品トリミング／調整、及びレーザ、ドリル又は他の切断ツールの何れかを用いて行われる他の材料変更加工、及び／又は例えば、集束イオンビーム（focused ion beam：ＦＩＢ）を用いる指向性エネルギー技術に適用してもよいことは当業者にとって明らかである。更に、ここに説明したシステム及び方法は、加工ツール以外の他のデバイスにも使用できる。例えば、ここに説明したシステム及び方法は、電子顕微鏡等の計測ツールにも使用できる。
【００８３】
本発明の基底にある原理から逸脱することなく、上述の実施の形態の詳細に多くの変更を加えることができることは当業者にとって明らかである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月28日(2013.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット試料を加工するためのレーザベースのシステムを予熱する方法であって、
熱状態の変化を検出するステップ、
前記変化に応じて、ターゲット試料上またはターゲット試料内の構造をレーザ加工する前に前記レーザベースのシステムを予熱するステップであって、前記予熱が生じさせる熱により、検出される前記熱状態の変化が減少するステップ、
を有し、
前記予熱するステップは、
予熱移動シーケンスを選択するステップ、
前記ターゲット試料上または前記ターゲット試料内の前記構造を照射することなく、前記選択された予熱移動シーケンスに基づき移動シーケンスのなかで移動ステージを動作させるステップ、
を有する方法。
【請求項２】
前記ターゲット試料上または前記ターゲット試料内の前記構造をレーザ加工することなく、レーザ源の動作に基づき予熱するステップをさらに有し、
前記レーザ源の動作に基づき予熱するステップは、さらに熱を生成して、検出される前記熱状態の変化を減少させる、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レーザ源の動作に基づき予熱するステップは、
レーザビームを生成するステップ、
前記レーザビームが前記ターゲット試料に到達することを防止するステップ、
を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記レーザ源の動作に基づき予熱するステップは、
レーザビームを生成するステップ、
前記レーザビームをデフォーカスし、前記ターゲット試料上または前記ターゲット試料内の前記構造の加工を防止するステップ、
を含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記熱状態の変化を検出するステップは、前記レーザベースのシステム内の温度ドリフトを測定するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記熱状態の変化を検出するステップは、移動ステージが所定の期間、アイドル状態であったことを判定するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記熱状態の変化を検出するステップは、ターゲット試料の第１の組の加工から、ターゲット試料の第２の組の加工に切替を行うコマンドを受信するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ターゲット試料の第１の組の加工は、前記ターゲット試料の第２の組の加工によって生成される熱とは異なる量の熱を生成する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記予熱するステップは、
レーザを無効化するステップ、
前記レーザが無効化されている間、前記ターゲット試料上または前記ターゲット試料内の構造を照射するために用いられる動きに対応する順序で移動ステージを動作させるステップ、
を含む請求項１記載の方法。
【外国語明細書】
2014054671000001.pdf