(57)【要約】  種々の方法（６００、７００）およびシステム（１００）は、処理レーザビームスポット（１３５）に処理レーザビームを射出することによって半導体基板（１３０）の上または中に選択的に処理されるべき構造物（４１０）を有する半導体基板（１３０）に関するレーザビームスポット位置を測定し、決定し、あるいは位置合わせする。測定、決定あるいは位置合わせを行うために、種々の方法（６００、７００）およびシステム（１００）は、それらの構造物（４１０）自体を利用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザを使って半導体基板（１３０）の上または中の構造物（４１０）を処理するためのシステム（１００）であって、
計測レーザビームと選択された前記構造物（４１０）に作用するパルス化した処理レーザビームとを生じるレーザ源（１１０）と、
前記レーザ源（１１０）から前記半導体基板（１３０）の上または中の計測レーザビームスポット（５３５）までの計測レーザ伝搬路と、
前記レーザ源（１１０）から前記半導体基板（１３０）の上または中の処理レーザビームスポット（１３５）までの処理レーザ伝搬路と、
前記処理レーザビームスポット（１３５）が前記構造物（４１０）の選択された１つに交差するように、前記半導体基板（１３０）と、前記計測レーザビームスポット（５３５）および処理レーザビームスポット（１３５）の両方との間で実質的に直線方向の相対移動を生じるように設定された移動ステージ（１７０）と、
前記計測レーザビームスポット（５３５）が前記半導体基板（１３０）に関して移動するに従って、前記1つ以上の構造物（４１０）からの前記計測レーザビームスポット（５３５）の反射の大きさを検出すべく配置され、これにより反射信号を生じるセンサ（１９８）と、
前記センサ（１９８）に接続され、前記選択された構造物の１つに作用するように前記処理レーザビームのパルスを何時またはどこで生じるかを前記反射信号に基づいて決定すべく設定されたコントローラ（１９０）とを含む処理システム（１００）。
【請求項２】
前記レーザ源（１１０）は、前記計測レーザビームを発生する第１のレーザと、前記パルス化された処理レーザビームを発生する第２のレーザとを含み、前記第１のレーザと第２のレーザとは異なる、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記レーザ源（１１０）は、前記計測レーザビームおよび前記パルス化された処理レーザビームの両方を生じる単一レーザを含む、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記計測レーザビームスポット（５３５）と、前記処理レーザビームスポット（１３５）とは、前記半導体基板（１３０）の上または中で実質的に一致する、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記計測レーザビームスポット（５３５）は、前記処理レーザビームスポット（１３５）から前記直線方向へずれている、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記計測レーザビームスポット（５３５）は、前記処理レーザビームスポット（１３５）から前記直線方向と直角な方向へずれている、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記移動は、前記半導体基板（１３０）の平面に直角な方向である、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
半導体基板（１３０）の上または中の選択された処理ターゲット構造物（４１０）に処理レーザからのレーザビームパルスを正確に送るための方法（６００）であって、少なくともサブセットの処理ターゲット構造物（４１０）は、実質的にまっすぐな縦方向に伸びる線形の列に配置され、
計測レーザビームを発生させ（６１０）、前記半導体基板（１３０）の上または中の計測レーザビームスポット（５３５）への伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬させること（６２０）、
計測レーザビームスポット（５３５）に関して前記半導体基板（１３０）を主に前記縦方向へ移動させること（６３０）
前記半導体基板（１３０）に関する前記計測レーザビームスポット（５３５）の移動に従って前記処理ターゲット構造物（４１０）のサブセットからの反射光エネルギーを検出し（６４０）、これにより前記縦方向へ距離の関数として反射信号を生成すること、
前記処理レーザビームの処理パルスを生成し（７５０）、前記半導体基板（１３０）の上または中の処理レーザビームスポット（１３５）に伝搬路に沿って処理パルスを伝搬させること（７６０）および
選択された処理ターゲット構造物（４１０）に前記処理パルスを向けるように、前記反射信号に基づいて、前記半導体基板（１３０）に関する前記処理レーザビームスポット（１３５）の位置を決定することを含む方法（６００）。
【請求項９】
さらに、前記移動ステップと同時に、前記縦方向に直角な方向へ前記計測レーザビームスポット（５３５）に関して前記半導体基板（１３０）を移動させることを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１０】
前記処理レーザビームスポット（１３５）の位置の決定は、１つ以上の較正パラメータを修正することを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１１】
前記サブセットは、複数の処理ターゲット構造物（４１０）を含み、前記決定ステップは、前記処理ターゲット構造物（４１０）の個々に関連する位置データを平均化することを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１２】
前記決定ステップ（６４０）は、前記反射信号のピークを見出すことを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１３】
前記決定ステップ（６４０）は、数学的な表面モデルを前記反射信号から導き出される構造物位置データに適合させることを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１４】
前記決定ステップは、前記反射信号から導き出されるデータを前記構造物の公称位置を示すデータに比較することを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１５】
さらに、前記計測レーザビームスポット（５３５）に関して前記半導体基板（１３０）を前記方向と逆の方向へ移動させること、および
計測レーザビームスポット（５３５）が前記列の前記１つのリンク（４１０）を横切って前記逆方向へ移動するに従って、前記生成（６１０）、前記伝搬（６２０）および検出（６３０）のステップを反復することを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１６】
さらに、前記計測レーザビームスポット（５３５）の移動に従って前記計測レーザビームのフォーカス深度を調整することを含み、
前記決定ステップ（６４０）は、前記半導体基板（１３０）中の構造物（４１０）の深さを決定することを含む、請求項８に記載の方法（６００）。
【請求項１７】
半導体基板（１３０）に関するレーザビームスポットの位置決めシステム（１００）で使用するための、コンピュータで読み込み可能な媒体であって、請求項１または８のいずれか一方に記載の方法を実行するソフトウェア命令を含む、コンピュータで読み込み可能な媒体。
【請求項１８】
請求項１または８のいずれか一方に記載の方法（６００）に係る処理を受けた半導体基板（１３０）。
【請求項１９】
前記構造物（４１０）の少なくともいくつかは、所定の同期パターンで配置されている請求項２２に係る半導体基板（１３０）。
【請求項２０】
半導体基板（１３０）の上または中の構造物（４１０）の実質的に直線状の第１の列の第１の部分で選択的に処理されるべき構造物（４１０）の位置についてのデータを集めることを含み、
計測レーザビームを発生させ（６１０）、計測レーザビームスポット（５３５）で前記基板（１３０）を横切る伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬させること（６２０）、前記第１の部分に沿って前記半導体基板（１３０）に関して前記計測レーザビームスポット（５３５）を移動させること（６２５）、および前記レーザビームスポット（５３５）が前記半導体基板（１３０）に関して移動するに従って前記位置の前記構造物からの前記計測レーザビームの反射を検出し、これにより反射信号を生成することによって前記データを集める、
前記集められたデータに基づいて、前記第１の列に実質的に平行な第２の列であって前記半導体基板（１３０）の上または中の構造物の実質的に直線状の第２の列の第２の部分で選択された構造物（１３０）に処理レーザパルスが作用するように、前記半導体基板（１３０）のどこに前記処理レーザパルスが向けられるかを決定する方法（６００）。
【請求項２１】
前記第１の部分および前記第２の部分は同じである、請求項２０に記載の方法（６００）。
【請求項２２】
前記第１の列および前記第２の列は同じである、請求項２０に記載の方法（６００）。
【請求項２３】
さらに、
前記処理レーザパルスを生成し、処理レーザビームスポット（１３５）で前記基板（１３０）を横切る伝搬路に沿って前記パルスを伝搬させること、
および前記構造物の列に沿って前記半導体基板（１３０）に関して前記処理レーザビームスポット（１３５）を移動させることによって、
前記第２の列の前記第２の部分で前記選択された構造物を処理すること（６６０）を含み、
前記処理レーザパルスを生成し、処理レーザビームスポット（１３５）を移動させるステップは、前記処理レーザパルスが前記選択された構造物に作用するように前記決定ステップ（６４０）に従って実行される、請求項２０に記載の方法（６００）。
【請求項２４】
前記集め、また処理する（６６０）ステップは、実質的に同時に実行される、請求項２３に記載の方法（６００）。
【請求項２５】
集め、また処理する（６６０、７６０）ステップは、交互に実行される、請求項２３に記載の方法（６００）。
【請求項２６】
処理レーザビームを処理レーザビームスポット（１３５）に射出することによって選択的に処理される構造物（４１０）を半導体基板（１３０）の上または中に有する半導体基板（１３０）に関してレーザビームスポットを位置決める方法（６００）であって、
計測レーザビームを生成すること（６１０）、
選択的に処理される構造物（４１０）またはその近くに計測レーザビームスポット（５３５）への伝搬路に沿って計測レーザビームを伝搬させること（６２０）と、
前記半導体基板（１３０）の中心の回りの角速度が前記半導体基板（１３０）に関する前記レーザビームスポット（５３５）の速度を前記半導体基板（１３０）の中心および前記レーザビームスポット（５３５）間の距離で除した商よりも小さくなるように、前記半導体基板（１３０）に関して前記レーザビームスポットを移動させること（６２５）、
前記移動を生じながら、前記計測レーザビームの前記構造物（４１０）からの反射を検出し（６３０）、これにより反射信号を生成すること、および
前記反射信号に基づいて、前記構造物に関する前記計測レーザビームスポット（５３５）の位置を決定すること（６４０）を含む、方法（６００）。
【請求項２７】
前記角速度はごく僅かである、請求項２６に係る方法（６００）。
【請求項２８】
半導体基板（１３０）の上または中の構造物（４１０）にレーザビームの射出を位置決めるための方法（７００）であって、
前記基板（１３０）を横切る計測レーザビームスポット（５３５）を有する計測レーザビームを生成すること（６１０）、
前記選択的に処理される構造（４１０）の上または近くの計測レーザビームスポット（５３５）への伝搬路に沿って計測レーザビームを伝搬すること（６２０）、
前記構造物からの前記計測レーザビームの反射を検出し（７３０）、これにより反射信号を生成すること、
また、前記反射信号が閾値を超えるときに検出する（７３０）こと、および
前記検出ステップ（７３０）に応答して、前記処理レーザビームを生成し（７５０）、前記計測ビーム（５３５）が検出された前記構造物（４１０）へ前記処理レーザビームを伝搬させること（７６０）を含む、方法（７００）。
【請求項２９】
前記構造物（４１０）は全体的に縦方向へ伸びる複数の実質的に平行な列に配置されており、前記方法は、
前記計測レーザビームスポット（５３５）を前記半導体基板（１３０）に関して前記列の１つに沿って前記列の縦方向に実質的に平行な方向へ移動させること（６２５）、
前記反射信号が前記縦方向の位置の関数であり、前記計測レーザビームスポット（５３５）が前記列の１つのリンクを横切って移動するに従って、前記生成（６１０）、伝搬（６２０）および検出（７３０）のステップを反復すること、および
前記計測ビームレーザスポット（５３５）の後ろで、該計測レーザビームスポットによって横切られるのと実質的に同じ経路に沿って前記処理レーザビームスポット（１３５）を移動させることを含む、請求項２８に記載の方法（７００）。
【請求項３０】
さらに、前記処理レーザビームが前記構造物（４１０）に当たるような前記基板に関する位置に前記処理レーザビームスポット（１３５）が存在するまで、前記処理レーザビームの生成を遅らせることを含む、請求項２８に記載の方法（７００）。
【請求項３１】
さらに、前記構造物（４１０）が処理されるべきものと識別された場合にのみ、前記処理レーザビームを前記構造物（４１０）へ伝搬させることを含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、一般的に半導体集積回路をその製造中に処理するためのレーザの使用に関し、より詳細には、排他的ではないが、半導体集積回路の上または中でのレーザビームスポットの位置決めに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００５年８月２６日に出願された名称「半導体集積回路に関するレーザビームスポットの位置決めをアラインメントターゲットとして処理ターゲットを使用して行う方法およびシステム（Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as an Alignment Target）」の米国特許出願番号第１１／２１３，３２９号および該出願の一部継続出願として２００６年２月２８日に出願された名称「半導体集積回路に関するレーザビームスポットの位置決めを計測ターゲットとして処理ターゲットを使用して行う方法およびシステム（Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as a Metrology Target）」の米国特許出願番号１１／３６５，４６８号に基づく優先権を主張する。両先行出願は、引用によってここにそれらの全体が含まれる。
【０００３】
ＩＣ（集積回路）は、それらの製造工程の間に、しばしば、その製造工程または半導体材料における些細な不備のために、欠陥をこうむる。その理由により、
ＩＣは、通常、例えばＤＲＡＭ（動的ランダムアクセスメモリ）、ＳＲＡＭ（静的ランダムアクセスメモリ）または内蔵メモリ等の半導体メモリ装置中にメモリセルの予備の行および列など、冗長回路素子を含むように設計されている。そのような装置は、また、冗長回路素子間の電気的接触をレーザで分離可能なリンクを含むように設計されている。そのようなリンクは、例えば欠陥のあるメモリセルの接続を切るためおよび交換冗長セルに換えるために、除去することができる。同様な技術が、ゲートアレイまたはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの論理製品をプログラムしあるいは設定すべく、また、リンクを断ち切るために使われている。ＩＣが作られた後、その回路素子は欠陥についてのテストを受け、欠陥の位置はデータファイルまたは欠陥マップに記録される。ＩＣの配置およびその回路素子の位置についての位置情報が十分正確に知られているなら、レーザを使ったリンク処理システムは、ＩＣを有用にするように選択されたリンクを除去するために用いることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施例によれば、方法は、処理レーザビームスポットに処理レーザビームを射出することによって選択的に処理される半導体基板の上または中に構造物を有する半導体基板に関してレーザビームスポットを位置決める。前記方法は、計測レーザビームを発生させ、選択的に処理される構造物の上または近くの計測レーザビームスポットに伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬させる。前記方法は、前記半導体基板の中心の回りの角速度が、該半導体基板に関する前記レーザビームスポットの速度を前記半導体基板の中心および前記レーザビームスポット間の距離で除した商よりも小さくなるように、前記半導体基板に関して前記レーザビームスポットを移動させる。前記方法は、前記構造物からの前記計測レーザビームの反射を検出し、これにより反射信号を生成すると共に、前記移動が生じ、前記反射信号に基づいて、前記構造物に関する前記計測レーザビームスポットの位置を決定する。
【０００５】
他の実施例によれば、方法は、レーザビームパルスを処理レーザから半導体基板の上または中の選択された処理ターゲット構造に正確に送る。少なくともサブセットの処理ターゲット構造物は、実質的にまっすぐな縦方向へ伸びる線形の列に配置されている。前記方法は、計測レーザビームを生成し、前記半導体基板の上または中の計測レーザビームスポットへの伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬させる。前記方法は、前記計測レーザビームスポットに関して前記半導体基板を主に前記縦方向へ移動させる。前記方法は、前記計測レーザビームスポットが前記半導体基板に関して移動するに従って、前記処理ターゲット構造物から反射された光エネルギーを検出し、これにより前記縦方向への距離の関数として反射信号を生成する。前記方法は、前記処理レーザビームの処理パルスを生成し、前記半導体基板の上または中の処理レーザビームスポットへの伝搬路に沿って前記処理パルスを伝搬させる。前記方法は、前記反射信号に基づいて、選択された処理ターゲット構造物上に前記処理パルスを向けるように、前記半導体基板に関する前記処理レーザビームスポットの位置を決定する。
【０００６】
他の実施例によれば、システムは、パルスレーザを使って半導体基板の上または中の構造物を処理する。前記システムは、レーザ源、計測レーザ伝搬路、処理レーザ伝搬路、移動ステージ、センサおよびコントローラを含み、該コントローラは前記センサおよび移動ステージに接続されている。前記構造の選ばれたものに衝突するために、前記レーザ源は、計測レーザビームと、前記選択された構造物に作用するパルス化した処理レーザビームとを生じる。前記計測レーザ伝搬路は、前記レーザ源から前記半導体基板の上または中の計測レーザビームスポットに達する。前記処理レーザ伝搬路は、前記レーザ源から前記半導体基板の上または中の処理レーザビームスポットに達する。前記移動ステージは、前記処理レーザビームスポットが前記選択された構造物を横切るように、前記半導体基板と、前記計測レーザビームスポットおよび前記処理レーザビームスポットの両方との間で相対運動を生じるように構成される。前記移動は実質的に直線方向である。前記センサは、前記計測レーザビームスポットの前記半導体基板に関する移動に従って、前記半導体基板からの前記計測レーザビームスポットの反射の大きさを検出するように配置され、これにより反射信号を生成する。前記コントローラは、前記基板の前記選択された構造物の一つに作用するように前記処理レーザビームのパルスを何時またはどこで生じるかを前記反射信号に基づいて決定するように設定される。
【０００７】
他の実施例によれば、半導体基板の上または中の構造物の実質的に直線状の第１の列の第１の部分で選択的に処理される構造物の位置に関するデータを集める方法であって、該方法は、計測レーザビームを発生させ、計測レーザビームスポットで前記基板を横切る伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬させること、前記第１の部分に沿って前記半導体基板に関して前記計測レーザビームスポットを移動させること、および前記レーザビームスポットが前記半導体基板に関して移動するに従って前記位置の前記構造物からの前記計測レーザビームの反射を検出し、これにより反射信号を生成することにより、前記データを集める。前記方法は、前記集められたデータに基づいて、前記第１の列に実質的に平行な第２の列であって前記半導体基板の上または中の構造物の実質的に直線状の第２の列の第２の部分で選択された構造物に処理レーザパルスが作用するように、前記半導体基板のどこに前記処理レーザパルスが向けられるかを決定する。
【０００８】
さらに、他の実施例によれば、方法は、半導体基板の上または中の構造物にレーザビームの射出を位置決める。前記方法は、前記基板を横切る計測レーザビームスポットを有する計測レーザビームを生成し、選択的に処理される前記構造物の上または近くの計測レーザビームスポットへの伝搬路に沿って前記計測レーザビームを伝搬する。前記方法は、前記構造物からの前記計測レーザビームの反射を検出し、これにより反射信号を生成し、また前記反射信号が閾値を越えるときに検出する。前記検出ステップに応答して、前記方法は、前記処理レーザビームを生成し、前記計測学ビームの反射が検出された前記構造物へ前記処理レーザビームを伝搬する。
【０００９】
ここに使われているように、用語「上」は、物理的な関係のように、頂上に直接的に接触しているだけの意味ではなく、上方（above）、 離れた上方（over）、すなわち部分的あるいは全体的のいずれの形態であっても覆うこと（covering）を意味し、用語「実質的に（substantially）」は、高度な近似を意味するのではなく、あたり(about)または大体（approximately）を意味する広義の用語であり、また用語「隣接する」は、物理的な接触を意味せず、次または直列の隣（例えば文字「Ｆ」はアルファベットで「Ｇ」に隣接するが「Ｈ」に隣接しない。）を意味する。
【００１０】
特定の実施例の構成および作用についての詳細は、後にリストされた図面を参照しての以下の欄に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面は、ここに説明された原理についての理解を容易にすることを意図されている。なので、図面は、正確に尺度または相対的な寸法を描き出すことを意図されていない。
【００１２】
後にリストされた図面を参照して、本欄は、特定の実施例とそれらの詳細な構成および作用を説明する。ここに説明された実施例は、説明の手段としてのみ記述されている。当業者は、ここでの教示に照らして、ここに説明された実施例を変更しまた他の実施例が可能であることが理解できるであろう。余すところなくすべての可能な実施例やすべての可能な変形を列挙する試みはなされていない。
【００１３】
明瞭かつ簡潔のために、いくつかの構成要素の詳細またはいくつかの実施例のステップは、ここでの教示に照らして当業者に明白であり、および／またはそのような詳細が実施例のより適正なとらえ方の理解を混乱させる過度の詳細なしに、示されている。
【００１４】
当業者は、ある実施例は従来技術を越える次のいくつかあるいはすべてを含む利点を達成し得ることを理解するであろう。（１）選択された構造物へのレーザ射出のより高度な位置決め精度、（２）専用アラインメントターゲットへのより低い依存、（３）より堅調で、それほど敏感でないアラインメント、（４）焦点深度調整および軸線上のアラインメントの両方の同時分析、および（５）全体のスループットの増大である。種々の実施例のこれらおよび他の利点は、以下を読むことにより明白になるであろう。
【００１５】
図１は、典型的なリンク処理システム１００を示す。システム１００は、レーザ１１０を含み、該レーザはレーザビーム１２０を生じる。レーザビーム１２０は、レーザビームスポット１３５が加工物１３０に達するまで伝搬路に沿って伝搬し、該加工物は典型的には半導体ウエハである。前記伝搬路に沿って、鏡１５０および集束レンズ１６０を含む多数の光学素子を配置することができる。加工物１３０上のレーザビームスポット１３５の位置は、静止した光学テーブル１０５下で、加工物１３０をＸＹ面（レーザビーム１２０は加工物１３０にＺ方向で入射する。）内で移動させることにより、変更可能である。光学テーブル１０５は、レーザ１１０、鏡１５０、集束レンズ１６０およびことによると他の光学機器を支持する。加工物１３０は、移動ステージ１７０に支持されたチャック（図示せず）に置くことにより、ＸＹ面の表面で移動することができる。
【００１６】
移動ステージ１７０はＸＹテーブルによって特徴付けられ、該ＸＹテーブルでは、加工物１３０が、第１の軸に沿って動く上方ステージであって該第１の軸と直角な第２の軸に沿って動く下方ステージによって支持された上方ステージに固定される。そのようなシステムは、一般的に、レーザビームスポット１３５の定位置に関して加工物１３０を移動させ、また、当該システムは、前記下方ステージが加工物１３０を支持する前記上方ステージの慣性質量を支持するので、積層(stacked)ステージ位置決めシステムと称される。そのような位置決めシステムは、一般的には干渉計が前記各ステージの絶対位置を決定すべく前記各軸に沿って使われるので、正確な所望の位置を与えることができる。レーザビームスポット１３５の寸法が、一般的には、リンク幅よりも少しだけ大きいだけであり、レーザビームスポット１３５の位置と前記ターゲットリンクとの間のわずかなずれがあっても、不完全なリンク切断を結果として生じるので、この精度レベルは、リンク処理に好ましい。さらに、半導体ウエハ上の高密度の機能は、わずかな位置決め誤差が近くの構造物に、もしかするとレーザ損傷を引き起こす結果を招く。代替的に、いわゆる分離軸（split-axis）位置決めシステムでは、前記上方ステージは、前記下方ステージに支持されておらず、該下方ステージから独立的に移動し、また加工物１３０は第１軸すなわちステージ上に支持され、他方、鏡１５０および集束レンズ１６０などの光学素子が第２の軸すなわち他のステージに支持される。分離軸位置決めシステムは、加工物の全体の寸法および重量の増大に伴い、より長い、したがって大型の複数のステージを利用することで、有利になりつつある。また別の選択肢として、移動ステージ１７０はプレーナ（planer）位置決めシステムであるかもしれず、該システムでは、加工物１３０は、２つ以上のアクチュエータにより移動可能であり、他方、光学機器およびレーザビームスポット１３０がほぼ定位置にとどまり、またはその逆である。そのようなシステムは、前記アクチュエータの作動力の共同によって２次元で加工物１３０を平行移動させる。いくつかのプレーナ位置決めシステムは、不要かあるいは望ましくないかもしれないが、また、前記加工物を回転させることが可能である。検流計または可動レンズのような作動光学機器と共にレーザビームスポット１３５を１以上の方向へ移動させることにより、および／または加工物１３０を１以上の方向へ移動させることにより、レーザビームスポット１３５を加工物１３０に関して位置決めることを意図する。その形態を問わず、移動ステージ１７０は、一般的に、実質的にまっすぐな経路で１回にリンク列のような単一の軸に沿って動く。
【００１７】
図２は、リンク処理システム１００のブロック図である。レーザ１１０および加工物１３０間のレーザビーム１２０伝搬路に沿って、音響光学変調器（ＡＯＭ）１４０、鏡１５０および集束レンズ１６０を含む複数の光学素子が在っても良い。ＡＯＭ１４０は、無線周波数（ＲＦ）の入力に応答し、該入力はレーザビーム１２０がＡＯＭ１４０を出る方向を変化させる。適切な振幅および周波数のＲＦ信号でＡＯＭ１４０を選択的に駆動することにより、該ＡＯＭ１４０は、レーザビーム１２０を遮断するかまたは鏡へ向け、レンズ１６０を通して加工物１３０上に通過させるかの選択が可能に設定されている。すなわち、ＡＯＭ１４０は、レーザビーム伝搬路の中の光開閉器またはシャッタのように動作する。さらに、ＡＯＭ１４０を小さな振幅のRFパワーで駆動することにより、部分的な透過状態でＡＯＭ１４０を使うことが可能である。このモードは、レーザビーム伝搬路に沿って伝わるレーザ発光を弱めるが、完全に遮断しない点で有益である。
【００１８】
光開閉器またはシャッタとして作動することが可能な如何なる装置もＡＯＭ１４０に代えて使用することができる。電気光学変調器（ＥＯＭ）および液晶変調器は、そのような代わりの装置の例である。
【００１９】
位置センサ１８０（１つ以上の干渉計、符号器または他の位置感知手段であるかもしれない）は、移動ステージ１７０の位置を感知し、その位置データをコントローラ１９０（１つ以上のコンピュータ、プロセッサ、回路などであるかもしれない）に伝える。コントローラ１９０は、加工物１３０がレーザビームスポット１３５に関してどこにあるかを決定するために、較正データを使用する。コントローラ１９０は、またターゲットマップ１９５にアクセスし、該ターゲットマップは、（例えばその位置でリンクを断ち切るために）光を当てられるべき加工物１３０のターゲット位置を示すデータを含む。例えば、加工物１３０のどの回路素子に欠陥があるかを決めるテスト工程と、欠陥のある素子の接続を絶ち、また冗長素子に交換するためにどのリンクを処理するかを決定するロジックと、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）データまたは処理されるべきリンクの公称のまたは予期されている位置を示す他のデータとから、ターゲットマップ１９５は、一般的に、生成される。コントローラ１９０は、レーザビームスポット１３５が各ターゲットを横断して該ターゲットで加工物１３０に達するレーザパルスを放つように、典型的には、レーザ１１０のレーザのパルス化、ＡＯＭ１４０の遮断（shuttering）、およびステージ１７０の移動を振り付ける。コントローラ１９０は、好ましくは、そのアプローチがレーザパルスの極めて正確な配置を提供するように、位置データに基づいてシステム１００をコントロールする。本願譲受人に譲渡された米国特許第６，１７２，３２５号は、レーザパルス位置決め技術を開示し、ここに引用によってその全体が組み入れられる。
【００２０】
ここに使われているように、慣用句「レーザビームスポット」は、実際には、レーザビームの伝搬路の軸が加工物１３０を横切る点のための省略表現である。正確に言うと、レーザビームは、どきどきにオンオフする。例えば、ＡＯＭ１４０は、レーザビーム１２０が加工物１３０に達するのを阻止することができる。別の例として、パルスレーザビームは、周期的にオン、オフする。しかしながら、レーザビームがオフである時でさえ、レーザビームの伝搬路の前記軸が加工物１３０を横切る点は、常時存在し、移動ステージ１７０が移動するに従って、加工物１３０の表面に沿って動く。
【００２１】
また、図２は、ビーム分割器１９６および反射エネルギーセンサ１９８を示し、これらは加工物１３０から反射されたエネルギーを収集するためおよびそのエネルギーを測定するために、位置合わせモードの間、使われる。典型的なX軸またはY軸位置合わせ走査（時々、ビーム−ツ−ワーク（beam-to-work：ＢＴＷ）走査と称す。）では、レーザビームスポット１３５は、加工物１３０上の位置合わせ用の特徴点を横切って走査される。反射エネルギーセンサ１９８は、例えば光検出器である。加工物１３０からの反射は、ビーム分割器１９６を経て反射エネルギーセンサ１９８に進み、該センサはその測定データをコントローラ１９０に伝える。前記反射エネルギーの測定値は、位置センサ１８０からのまたは移動ステージ１７０に送られた位置コマンドからの多数の位置座標に対応する。レーザスポットが前記位置合わせ用の特徴点上にあるときおよび該特徴点を取り巻く領域にあるときの前記反射パワーの差は、位置センサ１８０すなわち移動ステージ１７０の座標系で位置合わせ用の特徴点の位置を推定すべく、前記位置座標と共に、コントローラ１９０によって分析される。一般的に、前記位置合わせ用の特徴点は、該特徴点を取り巻く領域よりも強く反射し、結果的に、レーザビームスポット１３５が位置合わせ用の特徴点に重なっているときに反射エネルギーセンサ１９８が受ける光学パワーが増大する。位置合わせ走査工程を通して測定される前記特徴点位置とターゲット位置（例えばターゲットマップ１９５またはＣＡＤデータ）を示す関連位置データとの比較は、レーザ処理システム１００の座標系での加工物１３０またはターゲットの位置について位置、尺度、回転、ねじれ、傾斜、反り、糸巻形ひずみおよび／または他の平面的あるいは高次数の（すなわち３次元的）較正項の較正に使用することができる。米国特許第４，９４１，０８２号は、ここに引用によって含まれ、いくつかのより高次数の較正技術を開示する。ここに使われるように、用語「位置合わせ」は、Ｘ軸またはＹ軸（または両方）の位置合わせ、Ｚ深度焦点合わせ、および他のすべてのタイプの位置または空間的方位または較正を含んでいる。
【００２２】
なお、レーザ１１０とそれに関連した光学機器が固定であり、加工物１３０が移動するか、逆もまた同様であるが、両方の物体の移動によるいくらかの組み合わせが起こるかどうかにかかわらず、それは無関係である。必要とされているすべては、レーザビームスポット１３５と加工物１３０との相互の動きである。例えば、図１および２に示されているところの１つの代案として、レーザビームスポット１３５の位置は、光学機器を光学テーブル１０５上で移動させる一方で加工物１３０を静的に保持することにより、加工物１３０上で変えることができる。その場合、移動ステージ１７０のような移動ステージは、光学テーブル１０５上の前記関連する光学機器を一般的には実質的にＸ−Ｙ方向にまっすぐに移動させるために設けられる。別の選択肢として、前記光学機器および加工物１３０の両方は、レーザビームスポット１３５および加工物１３０間で、相対運動を提供するために動くことができる。別の選択肢として、光学テーブル１０５および加工物１３０を静的とする一方、加工物１３０に沿ってレーザビームスポット１３５を動かすために、ステアリングミラーが用いられる。別の選択肢として、移動ステージはＸ方向など、光学テーブル１０５上の関連する光学機器を１つの方向へ移動させるために使われ、レーザビームスポット１３５および加工物１３０間での相対運動を提供するために、移動ステージ１７０は加工物１３０をＹ方向など、別の方向へ移動させるかもしれない。
【００２３】
レーザ照射の目的は、単にリンクに打撃（blow）を与えるだけでなく、何であっても良いことに注意されたい。前記照射の目的は、構造またはその材料への、穿孔、加工、トリミング、切断、刻印、マーク付け、切り裂き、製造、加熱、変更、拡散、焼きなましまたは測定であるかもしれない。例えば、レーザ照射は、構造の材料の状態に変化を引き起こし、微量添加物の移動を起こし、あるいは磁気特性を変更させることができ、電気回路または他の構造の接続、接続の遮断、調整、修正、補修に用いることができる。
【００２４】
図３は、半導体ウエハの平面図であり、加工物１３０の最も典型的な形態である。この加工物１３０は、多数のダイス２１０を含み、該ダイスは一般的に通常の幾何学的配置でレイアウトされている。一般的に矩形のパターンで連続するダイスの群は、アライメント領域２２０を構成し、その隅あるいは該隅の近傍に専用のアライメントターゲット２３０がある。追加のアラインメントターゲット（図示せず）が各ダイス上またはその近くにあるかもしれない。上記したように、アラインメントターゲット２３０は、加工物１３０にレーザビームスポット１３５を位置合わせするために使うことができる。アラインメント領域２２０の各隅のアラインメントターゲット２３０から集められたアラインメントデータ（位置決めデータ）は、前記アラインメント領域中の各ダイス中で処理されるリンク位置を計算するために使うことができる。例えば、表面適合アルゴリズム（surface fitting algorithm）は、表面モデルを前記アラインメント領域に適合させるために、既知の前記隅アラインメントターゲットデータに適用することができる。この処理は、一般的に、位置の幾何補正（ＰＧＣ）と称されている。そのような技術が有益な一方、それらは、また以下の根本的な制限をこうむる。（１）専用のアラインメントターゲットは、数が制限され、また（２）アラインメントターゲットは、アラインメント領域２２０の内部でのリンク位置のせいぜい間接的な表示器にしかならない。例えば、アラインメント領域２２０下の塵埃粒子は、前記アラインメントターゲットのＺ高さを変更しないが、内部構造物のＺ高さを変更する方法で加工物１３０にゆがみを生じさせるかもしれない。
【００２５】
図４は、同一の加工物１３０の側面図である。図４は、アラインメントターゲット２３０が、実際には典型的であるが、加工物１３０の異なる層上、したがって、ダイス２１０中のリンクと異なるＺ高さにある事実を示す。このＺのずれは、Ｚ次元（すなわち焦点合わせ）でアラインメントを複雑にする可能性がある。前記ずれが明確にされるか、あるいはＺ方向のミスアライメントが許容されるかのいずれかでなければならない。加工物１３０の層が横方向Ｘ−Ｙ位置の関数としてＺ厚さに変化する場合には、専用のアラインメントターゲット２３０からのアライメントデータおよび焦点データに基づいて、厚さ変化を適切に明確にすることは不可能であるかもしれない。
【００２６】
図５Ａおよび５Ｂは、専用のアラインメントターゲット２３０を使ったアラインメント作業を示す。図５Ａでは、アラインメントレーザビームスポット３１０は、Ｘ方向のアラインメント経路３２０でアラインメントターゲット２３０を前後に横切る。ビームスポット３１０は、多数の異なる焦点高さでこの経路３２０を横切り、最も鋭いエッジ転移を生じる焦点高さが、アラインメントターゲット３２０のエッジ位置を登録するために使われる。図５Ｂでは、同じプロセスがＹ方向のアラインメント経路３３０に沿ってＹ方向で繰り返されている。しかしながら、図５Ｃに誇張された形態に例示するように、アラインメントターゲット３２０が奇形であるとき、アラインメントターゲット２２０の走査で得られた位置データは、欠陥があるかもしれない。
【００２７】
アラインメント経路３２０および３３０は、完全にまっすぐでないかもしれないが、加工物１３０および／またはアラインメントレーザビームスポット３１０の本質的な直線運動によって、それらは好ましくは実質的にまっすぐである。アラインメント作業の間の加工物１３０の中心または中心近傍のまわりの如何なる回転すなわち角度的な移動も好ましくは、無視できまた理想的に零である。加工物１３０および／またはアラインメントレーザビームスポット３１０の相対的な直線運動は、加工物１３０の中心の回りの回転とアラインメントレーザビームスポット３１０の放射状の運動の組み合わせによって達成されるが、それは、好ましくは主要な運動モードではない。アラインメント作業の間の加工物１３０の中心のまわりの如何なる回転速度も、加工物３１０に関するアラインメントレーザビームスポット３１０の局部的絶対速度を加工物１３０の中心からアライメントレーザビームスポット３１０までの距離で除した値より好ましくは小さい。
【００２８】
図６は半導体ダイス２１０を横切るリンクの説明図である。Ｘ方向に走るリンク（Ｘ方向の軌道３７０に沿う）と、Ｙ方向に走るリンク（Ｙ方向の軌道３８０に沿う）の両方が示されている。所定のダイス（それらは一般に所定のウエハ上で同一である）中の回路素子は、一般的には、規則的な幾何学的配置で配列されており、該素子間のリンクも同様である。前記リンクは、通常、ほぼ等しい中心−中心間のピッチ間隔を有しまた直角なＸおよびＹ方向へ伸びる「リンクバンク」と呼ばれる群で規則的な列に置かれている。リンクバンクの中の選択されたリンクを除去するために、レーザ１１０が選択的にリンクを除去するためのパルスを放ちながら、ビームスポット１３５は、連続的にほぼ均一な速度で前記リンクバンクに沿って進む。前記レーザビームスポットがターゲット位置にあると、レーザ１１０は、パルスを放ち、これにより選択されたターゲット位置にあるリンクを断ち切るために起動される。結果的に前記リンクのいくつかは照射されずに未処理リンクとして残され、一方、他のリンクは、照射されて断ち切られるか、さもなければ物理的に変化する。いくつかあるいはすべての加工物１３０を横切って進み、またレーザ照射で選択されたリンクを処理する工程は、「リンク運転（link run）」、より具体的には、「処理リンク運転」（または単に「処理運転」）と呼ばれ、それは一般的にＸ方向またはＹ方向のいずれかの方向である。
【００２９】
レーザビームスポットが加工物１３０に関して移動するに伴って、前記レーザビームスポットは、加工物１３０の上または中のレーザビームスポット走査経路を去来する。この走査経路は、多くの形態を取ることができる。図５Ａおよび５Ｂに示されているように、ビーム−ツ−ワークのアラインメント走査の間、前記走査経路は、一般的に種々の深度の専用アラインメントターゲット２３０を前後に横切る短い直線セグメントであり、ともに共同の単一の走査経路と考えることができる。図６に示されているように、リンク運転のための走査経路は、一般的に、１つ以上のダイス２１０を横切り、おそらく加工物１３０の差し渡し寸法の全体を横切るＸまたはＹ方向のいずれかへまっすぐなセグメントである。再び、そのような各セグメントは、走査経路であると考えられることができ、あるいは、そのようなセグメントのシーケンス全体の一部またはすべてが、１つの走査経路であると考えられることができ、その場合、前記走査経路の速度プロフィールは、停止を含むと言うことができる。しかし、通常の状況では、走査経路は、停止間または他の経路変更間で、加工物１３０の差し渡し寸法より長くはない。なお、線形Ｘ-Ｙ移動ステージによって生じる典型的な走査経路は、加工物１３０の中心を一周しないことに注意を要す。走査経路は、Ｚ成分をも含むことができる。
【００３０】
リンク運転を遂行することに必要な運動は、好ましくは、回転成分が無視できる大きさで、ＸまたはＹ方向へのまっすぐな並進運動である。リンク運転の間の加工物１３０の中心のまわりの如何なる回転も理想的には零であり、少なくとも前記局部的な絶対的ＸまたはＹ変位を加工物１３０の中心から前記レーザビームスポットへの距離によって除した値よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
図７は多数のリンクバンク４２０を横切るリンク運転軌道３７０に沿って動いたリンク運転のセグメントのより詳細な説明図である。各リンクバンク４２０は、おおよそ規則的に間隔をおいて配置された複数のリンク４１０から成り、該リンクは縦方向に伸びる長さを有する。リンク運転軌道３７０は、好ましくは、リンクの縦方向に少なくともほぼ直角であり、したがって前記リンク列に平行である。図示のとおり、ギャップ４３０がリンクバンク４２０間に存在する。前記リンク運転の間に前記レーザビームスポット１３５が前記リンク列に沿って動くに従って、前記レーザビームは、選択的にオンされて加工物１３０に達し、これにより、処理計画（例えば、欠陥のあるメモリセルの接続を絶ち、その代わりの冗長メモリセルを接続する、すなわち、残すメモリ欠陥修理計画）に沿って選択されたリンクを切るか、さもなければ、変える。例えば、図７に例示するように、リンクバンク４２０Ｂ中の第１、第４および第５のリンクがそのままに残されたのに対して、第２および第３のリンクが断ち切られている。
【００３２】
リンク運転軌道３７０によって示されているように、リンク運転の間に前記レーザビームスポットが去来する最も効率的な経路は、リンク列の方向にまっすぐにこれと完全に平行なものである。しかし、他の軌道が起こり得る。例えば、斜めのリンク運転軌道３７２は、リンク列の方向と完全に平行ではなく、僅かな角度でずれる。別の例として、曲がったリンク運転軌道３７４は振動し、ディザリングを生じるか、さもなければ、Ｘ方向リンク運転の間にＹ方向に変化する。また別の例として、加工物１３０がリンク運転の間に小さな回転運動を受けると、弧状のリンク運転軌道３７６が起こり得る。いずれにして、前記リンク運転軌道の方向は、主に、リンク列の長さ（すなわち、換言すれば、前記リンクの長さ方向と直角に）に沿う。
【００３３】
リンク４１０の正確な処理は、レーザパルスがレーザ１１０によって供給されるとき、リンク４１０上のレーザビームスポット１３５への適切な時間での正確な位置決めに依存する。焦点合わせおよび位置合わせに要求される許容範囲が、より小さな焦点のスポットサイズ、より小さなリンクおよびより狭いリンクピッチのために、半導体上で小さくなり続けるに伴って、位置合わせおよび焦点合わせの正確さはますます重要になりつつある。
【００３４】
本願発明者は、専用アラインメントターゲット２３０に代えて、またはこれに加えて、計測ターゲットとしてリンク４１０自体を使うことにより、位置決めを改善できることに気付いた。この方法の１つのバージョンが図８Ａに示されており、該図は、リンク運転軌道３７０、３７２、３７４または３７６の１つに沿って、リンク列を横切る計測レーザビームスポット５３５を示す。このバージョンによれば、前記リンク運転軌道は、前記リンク列の方向への主たる成分を有する如何なる軌道であっても良い。しかしながら、限定の目的ではなく、明瞭化のために、リンク運転軌道３７０のみが本書で以下に説明されるであろう。アラインメントレーザビームスポット５３５がリンク４１０上およびその間を動くとき、反射パターンは、測定され、少なくともリンク運転のＸ方向および／またはＺ方向でアラインメントを実行するために使うことができる。同様な動作が、Ｙ方向へのアラインメントを実行するために、該Ｙ方向リンク運転軌道３８０に沿って実行される。この方法により、計測レーザビームスポット１３５に関するリンク４１０および／または加工物１３０のＸ、ＹおよびＺ位置を決定することができる。１方向へリンクのアラインメントの走査を実行し、次に逆方向へ同一リンクのいくつかまたはそのすべてをアライメント運転することが有効である。逆走査は、さらに較正の改良を可能にし、基本的な計測データまたはデータ収集方法についての方向依存性を確認できるかもしれない。
【００３５】
リンク４１０から集められた計測データを使う１つの方法は、アラインメントおよび焦点のために利用された数学的モデルを更新するために、該データを使うことである。例えば、アラインメント走査から集められたデータは、アラインメントのＰＧＣモデルおよびフィールド焦点の更新に使うことができる。また、種々の数学的モデルを適用できる。いくつかの新しいデータといくつかのより古いデータに基づいたモデルの反復改良または帰納的改良は、また有益な技法である。モデルが作られれば、リンク座標は、適切にリンク座標を処理する方法として前記モデルを使って、マップを作ることができる。代わりに、焦点と横方向較正データが処理すべきリンクの近くでリンクバンクから詳しく調べられるならば、まさに最も近い走査のＸＹオフセットまたはＺ高さを利用することができるので、数学的モデルは不要であるかもしれない。この方法は、較正情報のためにすべてのリンクとリンクバンクを走査することにより、適用可能である。また、当該方法は、データがすべてのリンクの近く、例えば各リンク位置の横の１〜２ｍｍ以内に存在するように、いくつかのリンクおよびリンクバンクを走査することにより、適用できる。
【００３６】
代替的に、計測運転は、例えば３０秒毎に、時々に実行することができる。前記計測運転間の時間は、熱ドラフト特性のようなシステムパラメータに基づいて選ぶことができる。リンク処理システム１００（図１および２）などのリンク処理システムは、一般的に、物理的構成要素の熱膨張および／または収縮またはセンサ応答の熱ドリフトに通常起因するわずかな位置ドリフトを時間と共に受ける。計測運転を周期的に実行することにより、位置ドリフトが大きくなって処理精度に影響を及ぼす前に、前記システムはその較正を改良することができる。
【００３７】
計測および処理の両方のために同じレーザを使うことができるので、計測レーザビームスポット５３５は、処理レーザビームスポット１３５と同じであるかもしれない。そうするための１つ方法は、計測運転の間中、連続波（ＣＷ）モードでレーザ１１０を運転し、処理運転の間中、パルス化モードでレーザ１１０を運転することである。その方法によれば、計測運転は、必要に応じて計測データを収集するように、処理運転にちりばめることができる。同一リンク運転の間に計測および処理の両モード間でレーザモードを切り換えることができるであろう。代わりに、２つの別個のレーザビームが同じ、または実質的に重なっているレーザビームスポットを有するかもしれず、その一方は、計測のために使用し、他方を処理のために使用することができる。
【００３８】
代わりに、レーザ１１０（例えばファイバレーザ）のいくつかのバージョンは、パルス化された処理モードで同時に動作する間にアライメントのための少量のＣＷエネルギーの漏洩を生じさせることができる。前記低エネルギーのＣＷビームは、その反射を前記パルス化処理レーザビームのそれと区別するために、1つ以上の光学特性（例えば偏光または波長）を有することができる。計測および処理のレーザビームが異なる波長を有する場合、反射エネルギーセンサ１９８前の適切な光学フィルタは、計測ビームの反射を通過させる間、処理ビームの反射を弱めるために利用することができる。その他の場合、前記光学特性は、システム１００にリンク処理によって起こされる時折の誤ったアラインメント読み取りを許容させるならば、不変とすることができる。十分な数のリンクで平均することにより、それらの時折の誤った計測読み取りは問題にならなくなる。代わりに、既知の誤った計測読み取りを単に無視することができる。計測読み取りは、（１）普段よりずっと高い反射（リンクから反射する処理レーザビームによって起こされる）の測定または（２）特定のリンクが処理されるターゲットであるという既知のため、不良であると知ることができる。一般的に約１０％のリンクだけが所定の半導体ウエハ上で処理されるので、ここに説明された方法に従って、ほとんどすべての場合に信頼できる計測ターゲットとして役立つ十分な未加工のリンクがある。
【００３９】
ここに開示するように、米国特許第６，５９３，５４２号で開示されたレーザを処理およびリンクベースの計測を実行するために使うことができる。そのレーザは、処理のためのＵＶ（紫外線）ビームおよび計測のための緑またはＩＲ（赤外線）ビームの両方を生じることが可能である。ここに記載された前記方法は、例えば、ＩＲ、可視およびＵＶ波長範囲、特に約１．３４μｍ（マイクロメータ、マイクロすなわち１０−６メートル）、約１．０６４μｍ、約１．０４７μｍ、約５３２ｎｍ（ナノメータすなわち１０−９メートル）、約３５５ｎｍおよび約２５６ｎｍを含むレーザ放射の如何なる波長でも利用することができる。
【００４０】
また、リンク処理のために使われる同じレーザからアラインメントレーザビームを生じる別の方法は、米国特許出願第１０／９３１，４６０に開示されたラピッド（rapid）パルスである。その方法によれば、レーザが定位のパルス化したモード動作より急速で、より高くないエネルギーのパルスを放つように、ＱスイッチレーザのＱスイッチが、急速な速度で交互に開閉する。パルス繰返し数が十分に高いと、前記計測が加工物１３０へのはっきりわかる損傷を与えることなく行えるほどに、加工物１３０に達するレーザエネルギーは小さい。また、ＡＯＭ１４０は、加工物１３０に達するレーザエネルギーの振幅を弱めるように制御を受けることができる。パルス化ＢＴＷ計測は、一般に、パルスの生成に同期した反射率データの読み取りを伴う。
【００４１】
処理および計測の両方のためにパルスレーザを使う場合、レーザ１１０およびＡＯＭ１４０は、処理のために加工物１３０に達する高パルスエネルギーと、計測のために加工物１３０に達する低エネルギーとの状態を混ぜて稼動することができる。これは、前記したように、レーザ１１０のパルス繰返し率およびＡＯＭ１４０の減衰レベルの変化を伴うリンク運転で行うことができる。
【００４２】
別の実施例では、計測レーザビームスポット５３５および処理レーザビームスポット１３５は、異なり、別個とすることができる。計測レーザビームスポット５３５および処理レーザビームスポット１３５（図８Ａには示されていない。）の間のずれが知られているなら、そのずれは、動作のために処理レーザビームスポット１３５の位置決め時に考慮することができる。これは、２つのビームが、同じレーザから生じるが、おそらく光学処理の差（例えば、偏光または波長）により、異なるあるいは分岐する伝搬路を有する場合であろう。これは、２つ以上のレーザが、同時に１つ以上の計測ビームと、１つ以上の処理ビームとを生じるために使用される場合にも、起こるかもしれない。複数のレーザビームを生じるための方法およびシステムは、米国特許出願第１１／０５１，２６５、１１／０５１，２６２、１１／０５２，０１４、１１／０５１，５００、１１／０５２，０００、１１／０５１，２６３、１１／０５１，９５８および１１／０５１，２６１の各号に開示されており、参照によりここに含まれる。それらの出願は、「軸上（on-axis）」（前記スポットは、リンク運転の方向へ分配される。）、「クロス軸（cross-axis）」あるいは「横(lateral)」（前記スポットは、リンク運転軌道と直角な方向へ分配される。）と、混成とを含む種々の並列配置で複数のリンクを処理するために、複数のレーザビームスポットを使う方法を教示する。ビームスポットの同様な配置は、計測ビームスポットであるビームスポットの１つ以上に利用することができる。
【００４３】
場合によっては、前記計測ビームは、軸上のＸデータと同様にクロス軸のＹデータを測定することができる。例えば、図８Ｂは、横にずれた部分的なリンク状の構造物４４０を含む軌道３７０Ａ、３７０Ｂおよび３７０Ｃに沿った複数の横に間隔をおく計測リンク運転を示す。図示のとおり、構造物４４０のような横にずれた部分的なリンクは、ギャップ４３０に置くことができる。構造物４４０を横切る横にずれた計測ビームスポット５３５Ａ、５３５Ｂおよび５３５Ｃの走査（図示のように各走査のために漸次的に横にずれる連続する同じビームでの走査あるいは複数の並列ビームでの走査のいずれか一方）は、クロス軸の計測情報を提供する。例えば、中間ビームスポット５３５Ｂが中間構造物４４０からの反射を生じ、一方、一番上のビームスポット５３５Ａは第１の（最左方）構造物４４０のみからの反射を生じ、底のビームスポット５３５Ｃが第３の（最右方）構造物４４０のみからの完全な反射を生じる。構造物４４０の配置に応じて、構造物４４０からの反射の数、順序および／またはタイミングは、計測ビームスポット５３５の横方向位置についての情報を伝える。より多くのまたはより少ない構造物４４０を利用することができ、図８Ｂに示された構造物４４０の数と配置は、単に概念を示すに過ぎない。計測ビームスポット５３５がＹ（クロス軸）方向へ可動（steerable）であれば、１回のリンク運転の間にビームスポット５３５のＹ位置へのディザリングがＹ計測情報を生じることを可能にする。
【００４４】
例えば、複数の軸上スポット、別個の一般的な並列のリンク運転での複数のクロス軸スポット、図９Ｂに１形態で例示されたような同一リンク運転の中でのクロス軸方向へのずれ、および上記のいくつかまたはすべての混成など、計測レーザビームスポットの他の複数の配置が可能である。複数の計測レーザビームスポットのそのような他の配置は、Ｙ位置データの収集のため、異なる列のリンクのＸ位置データの同時的な収集のため、または他の目的のためであっても良い。
【００４５】
図８Ｃは、ターゲットリンク４１０とアラインメント構造物４４４との両方からデータを収集する計測リンク運転を表す。計測リンク運転で混ぜられたアラインメント構造物４４４は、従来のアラインメントターゲットを含めて、どのような形態をも有することができる。図８Ｃで使われている具体的なアラインメント構造物は、Ｘ方向へのリンク運転の間に、Ｙ計測情報を収集するための代わりの方法を可能にする。リンクバンク４２０Ａおよび４２０Ｂ間のギャップ４３０Ａは、非反射分離部により互いに分離された２つの三角形の反射部を有するアライメント構造部４４４を備え、前記非反射分離部は、該非反射分離部のＸ位置が計測レーザビームスポット５３５のＹ位置についての情報を伝えるように、角度的に前記構造部４４４を横切る。詳細には、計測レーザビームスポット３７０がアラインメント構造部４４４を横切って走査すると、反射信号は、第１の期間のための第１の大きな振幅の反射信号と、それに続く前記分離部状の小さな振幅（理想的には、零）の反射信号と、それに続く第２の期間のための第２の大きな反射信号とから成る。前記第１の期間および／または第２の期間は、計測レーザビームスポット５３５のＹ位置についての情報を伝える。オプションで、三角反射部分だけが要求されたＹ位置情報を提供することができるように、アライメント構造部４４４を単一の三角反射部分のみで構成することができ、しかしながら、図８Ｃに示された２つのそのような部分がギャップ４３０Ａのスペースをより有効に利用し、冗長性によって、より信頼できるＹ位置情報を提供できる。
【００４６】
図９Ａは、先行ビームスポットが計測ビームスポット５３５であり、後続ビームスポットが処理ビームスポット１３５である１つの望ましい軸上配置を示す。このリンク列が処理されるときに、計測測定値は計測レーザビームスポット５３５から集められ、測定データは、引き続く処理レーザビームスポット１３５がそのリンクを処理するために精密な位置を決定すべく、処理される。オプションで、図９Ｂに示されるように、また、１つ以上の追加の後続処理および／または計測ビームスポットを使うことができる。図９Ｂに示すように、計測レーザビームスポット５３５が先頭を進み、１つまたは複数の処理レーザビームスポット１３５が後ろに続くことが好ましいが、１つまたは複数の処理レーザビームスポットが先行し、１つまたは複数の計測レーザビームスポットが後を進むことは、また、可能である。
【００４７】
図９Ｃは、計測スポット５３５および処理スポット１３５のクロス軸配置を示す。計測スポット５３５は、第１のリンク列５５０Ａに沿って横断し、前記処理スポットは第２のリンク列５５０Ｂに沿って横断し、該リンク列は、一般的に、第１の列に平行でありまた好ましくはその近傍（たとえば、次の最も近いか隣接している列）に配列されている。半導体ＩＣレイアウトの典型的な直線規則性によって、列５５０Ａの計測学スポット５３５によって測定されたリンク位置は、近くの列５５０Ｂの処理スポット１３５によって処理されているリンク位置と密接に相関している。例えば、ＣＡＤおよび／または他のアラインメントデータから決定される如何なる既知のずれも、軸上、クロス軸および垂直なＺ方向で考慮することができる。
【００４８】
図９Ｄは、計測スポット５３５と軸上のずれを有する処理スポット１３５のクロス軸配置を示す。図示のとおり、第１列５５０Ａの計測スポット５３５は、第２列５５０Ｂの処理スポット１３５を軸上すなわちＸ方向へいくらかだけ先行する。
【００４９】
図９Ｅは、計測スポット５３５と同じ列の処理スポット１３５のクロス軸配置を示す。計測スポット５３５および処理スポット１３５がそれぞれの軌道３７０Ａおよび３７０Ｂに沿ってＸ方向へ移動するとき、それらは互いにＹ方向へいくらかだけ隔てられている。
【００５０】
図９Ｆは、計測スポット５３５と同じ列の軸上でのずれを有する処理スポット１３５のクロス軸配置を示す。計測スポット５３５および処理スポット１３５がそれぞれの軌道３７０Ａおよび３７０Ｂに沿ってＸ方向へ移動するとき、それらは互いにＹ方向へいくらおよびＸ方向へいくらか隔てられている。図９Ｅの純粋なクロス軸配置または図９Ａの純粋な軸上配置に比較して、この配置の１つの利点は、処理スポット１３５および計測スポット５３５間の空間的な離隔距離が増大することである。この増大した空間的離隔距離の前記1つの利点は、前記計測処理中の処理レーザによる干渉を減少させることができることである。
【００５１】
リンク４１０を使ってのアラインメントは、（１）は専用アラインメントターゲット２３０の欠陥に対する感度低下、（２）アラインメントターゲットと処理ターゲットとのＸ、Ｙおよび／またはＺ方向におけるより密接な空間の相関関係、および（３）迅速に集められた多くのアラインメント測定値を平均化する能力を
含めて、いくつかの理由により、専用アラインメントターゲット２３０を単独で利用するよりも正確である。
【００５２】
第一に、専用アラインメントターゲット２３０は、一般的に、加工物１３０上でかなり少ない。典型的な半導体ＤＲＡＭダイスは、約７０ｍｍ２の面積を有し、約２，０００から約２０，０００までのリンクを含むが、一般的に、２〜４個の専用アラインメントターゲット２３０を含んでいるだけである。もし専用アラインメントターゲット２３０が不完全（図５Ｃに示したように）であるならば、満足な代わりの専用アラインメントターゲットを見つけるために、比較的長距離を移動しなければならない。また、専用アラインメントターゲットが処理を必要とするすべてのリンク４１０の近くにあるわけではないので、ＸＹアラインメントおよびＺ焦点深度についての当て推量の必要性が生じる。ウエハ下の粒子のため生じる鉛直変位などの微細な特質は、また見逃されるかもしれない。しかしながら、これらおよび他の微細な特質は、共により近くで、より多く測定をすることによって捕獲することができる。ここに記載の技術は、加工物１３０上の種々の点で測定し、そのような測定点密度は、好ましくは加工物１３０上のリンク密度の少なくとも１桁または２桁以内である。実のところ、リンクベースのアラインメントは、場合によって、専用アラインメントターゲット２３０の必要性を除去し、したがって、加工物１３０上の貴重な不動産（real estate）を解放し、加工物１３０の複雑さと、配置およびマスク作成などのその組立て工程とを減少させることができる。さらに、リンクベースのアラインメントは、ダイス２１０がウエハから切られた後でのその個々の処理を容易にすることができる。
【００５３】
第二に、アラインメント領域２２０の角を走査し、それから数学的モデルを使って領域２２０の内部について推測することは、根本的にそれほど正確ではない。前記処理が起こるところまたはその近くで測定することは、より正確である。リンク４１０は、処理を受けるリンクの位置あるいはそれに最も近い位置の光学ターゲットである。関連した話では、リンク４１０に焦点を合わせることは、中間層の厚さが変化することから、焦点高さ決定のために加工物１３０の表面あるいは専用アライメントターゲット２３０の表面でビームを反射させるよりも正確である。それらの厚さ変化は、ウエハの全域で均一であるかあるいは位置依存を示すかもしれない。
【００５４】
第三に、多くのリンク４１０の列を走査することは、複数のターゲットの迅速なデータ収集、多くのターゲット位置の平均化および不良ターゲットに依る問題を取り除く冗長性をそれぞれ可能にする。大量のアラインメントデータは、連続的なリンク列から迅速に得ることができる。この高速なデータ収集は、移動ステージ１７０が継続的に１方向、主としてＸまたはＹ方向へ進む間、データが記録されるので、可能となる。実際、場合によっては、計測データがリンク４１０から収集される間、移動ステージ１７０が通常の処理速度で動くことが可能である。換言すれば、前記計測は、アラインメントについての如何なる重大なスループットへの不利益をも招かずに「急いで（on the fly）」生じることができる。場合によっては、移動ステージ１７０は、処理運転の間に、専用のアラインメントターゲット２３０を走査するときより、１桁以上速く動かすことができる。レーザビームスポットが専用のアラインメントターゲット２３０を横切って従来どおりに走査される約５−２０ｍｍ／秒の典型的な速度に対比して、現在、レーザビームスポットがリンク運転の間に加工物１３０に関して移動する典型的な速度は、約４０ｍｍ／秒から約２００ｍｍ／秒に及ぶ。
【００５５】
さらに、ダイスの内部に多くのアライメントターゲットを配置することは、これらアライメントターゲットが占める極めて貴重な加工物領域のために、非実用的であるが、当然に生じるリンク列をアライメントターゲットとして使用するこにより、多量のデータ収集が可能になり、また多数のリンク位置の測定により、位置の推定を得るために、何十、何百あるいは何千ものターゲット位置を共に平均化することが可能になる。さらに、欠陥のある専用アラインメントターゲット２３０によって起こされた問題は、アラインメントターゲットとしてリンク４１０を使うことにより、緩和される。欠陥がある専用アラインメントターゲット２３０は、何回走査を受けるかを問わず、正確な参照信号を提供することが不可能であるかもしれない。対照的に、種々のリンク４１０の位置が評価されて平均されるなら、少数の欠陥ターゲットの影響力は最小になる。
【００５６】
図１０は、図８または９のいずれかの中間リンクバンク４２０Ｂを横切るＸ位置を関数とするアラインメントレーザの反射エネルギーのグラフである。図１０〜１３は、このバンク４２０Ｂ中のリンク４１０が０．７５ミクロンの均一な幅および２ミクロンの均一なピッチを有し、ビームスポットが１．５ミクロンの１／ｅ２直径を有するガウシアン空間分布を持っていると仮定したシミュレーションによって作り出された。これらの数値は、現下の代表的な値であるが、説明のために選ばれた。現在、リンクピッチは、一般的に約１．８から約３ミクロンに及ぶ。したがって、本書に開示された方法は、リンクピッチと同じまたは少なくとも同じ桁数の間隔によって分離された加工物１３０上で、別個のポイントでの計測値を得る。すでに述べたとおり、これらの値は、将来、小さくなると予想される。この明細書の執筆｛しっぴつ｝時点で、小スポットＵＶレーザ処理は、リンクピッチにおける縮小が容易になることを期待されており、それはより高度のシステム精度を必要とする。必要とされる精度向上は、主として、軸上およびＺ高さの方向であり、それらは計測リンク運転を通して最も容易に確かめられる方向である。
【００５７】
アラインメントレーザビームスポット５３５のリンクバンク４２０Ｂ下の１回の読み取り（swipe）により、迅速に、効率的に、アラインメントのために使うことができる空間的稠密位置と反射測定とのセットを集めることができる。この反射データは、ビームウエストとターゲットリンク４１０との間の軸上の関係を決めるために使うことができる。図１０は、反射信号中に１１個の極大点と１０個の極小点があることを示す。極大点は、リンク位置を突き止めるために使うことができ、極小点は、リンク間の間隔中心（２つの隣接したリンクの平均位置）を突き止めるために使うことができる。したがって、この反射信号のピークを見つけるアルゴリズムの適用およびリンク座標のＣＡＤデータは、レーザリンクアラインメントの２１個の推定値を生成することを可能とする。反射率モデルへの曲線の適合は、ピークを見つけるアルゴリズムを使うより高精度の正確さを提供することができる。
【００５８】
突き止められた複数のピークの結果を平均することは、２つの理由により、1つのターゲットの現在の測定よりも良好な分解能によってスポットリンクアラインメントを決定するかもしれない。第一に、連続する反射信号の迅速な捕獲は、同じ時間での従来の１つのターゲットの反復性の走査よりも多くの反射ピークの捕獲を可能とする。第二に、多くの完全なリンク列の中間の欠陥リンクの影響は、平均化を介して低減することができる。
【００５９】
これらの方法は、どのような長さのリンクバンク列にも適用可能である。リンク４１０は、均一な間隔および幅を有しても良く、あるいは不均一な間隔および／または不均一な幅を有しても良い。これらの方法は、前記バンク間の均一な間隔または種々の寸法の間隔の複数のリンクバンク列に適用することができる。
【００６０】
場合によっては、リンクセグメントによって作り出された反射信号を正しいリンクのためのＣＡＤ位置に関係付けるために、追加の情報が必要となるかもしれない。例えば、同一の間隔の同一のリンクのあまり長い列の中心からの反射データは、どのリンクがどの反射を生じたかを示さないかもしれない。したがって、較正はリンク間隔の整数倍ごとでオフであるかもしれない。最終的に反射データとＣＡＤモデルを重ねるために、同期または相関手法を使用することができる。複数のリンク中での独特の容易に識別されたパターン付けを生じるために、ダイス２１０間またはダイス２１０に、例えばバーカーコード（Barker code）などの既知のパターンを設けることができる。これは、既知の間隔で既知数のリンクが後続する既知のリンク数を含む。代わりに、リンクピッチおよび／またはリンク幅のパターンを同期のために使うことができる。一例として、図１１は、相関パターンを有するリンクバンクを横切るＸ位置の関数として、反射されたアラインメントレーザエネルギーのグラフを示す。このパターンでは、広いリンクが−２ミクロンの位置に配置され、＋４ミクロンの位置にリンクの欠けがあり、＋９ミクロンの位置に広いリンク間隔がある。これらのいずれもあるいはすべては、正しいリンク４１０が正しい反射信号と相関していることを保証するのに用いることができる。
【００６１】
場合によっては、リンク位置の予備モデルを決定するために、最初にダイスの周辺の専用アラインメントターゲット２３０のいくつかにアラインメント走査を実行することが望ましいかもしれない。これは、最初にアラインメント目標を見つけるために、機械視覚技術（machine vision techniques）を用いて行うことができ、位置の推定をさらに改良するために、おそらく専用アラインメントターゲット２３０を走査するＢＴＭが続く。このリンク位置についての前記予備モデルは、次に、ここに説明された方法によって改善することができる。リンク位置の前記予備モデルがサブリンクピッチの許容範囲に十分に正確ならば、上記した同期ステップは必要でないかもしれない。
【００６２】
リンク列を縦断する間にＺ高さをスルーイング（slewing）することにより、図１２Ａおよび１２Ｂに示されているように、軸上の位置決定および焦点深さ決定を同時に行うことができる。両図は、図８または９の中間リンクバンク４２０Ｂをそれぞれ横切るＸ位置およびＺ位置を関数とするアライメントレーザの反射エネルギーのグラフである。リンク列を縦断し、反射率データを捕捉する間に、焦点を評価する１つの方法は、Ｚ高さを変更することである。図１２では、Ｘが−１５から＋１５ミクロンに移動すると同時に、その間に、Ｚ高さが−３から＋３ミクロンに移動する。前記リンクおよびビームウエストは、Ｚ高さが−０．４ミクロンで同一平面上にある。図１２Ｂは、最大反射エネルギーが、最も絞られたスポットサイズに一致しており、−０．４ミクロンのＺ位置で生じることを示す。焦点近くの複数のピークの検査は、特に、焦点高さが２つのリンク位置の間で下がるときに、より正確に最良の焦点高さを決定することを可能にする。この場合に、補間、平均化、信号処理、曲線適合およびパラメータ推定の各法を使うことができる。図１２は、焦点と同時にピーク位置を決定することが可能であることを示す。したがって、軸上と焦点の較正は、同時に行なうことができる。これは、２つのアラインメント変数の目盛り設定（calibrate）に迅速な方法を提供する。
【００６３】
図１３は、リンクピッチを関数とする反射されたアラインメントレーザエネルギーのグラフである。グラフは２つの曲線を含み、リンクピッチの関数として１つのリンクバンクの全体にわたっての最大および最小の反射エネルギーを示す。前記グラフが示すように、リンクピッチがリンク幅に比べて小さいならば、最大および最小の反射エネルギーのコントラストが不十分になるかもしれない。良好なコントラストはピークを見つける工程を支援する。したがって、計測レーザビームと材料の波長と、リンクおよびウエハ構成のために使われた層の厚さと同様に、スポットサイズ、リンクピッチおよびリンク幅は、すべて反射コントラストに影響を与える。これらのパラメータは、優れた較正のために、高品質の反射データを得るべく最適化することができる。
【００６４】
図１４は一実施例に係る方法６００のフローチャートである。方法６００は、計測レーザビームを生成し（６１０）、加工物１３０上のリンク４１０にそのレーザビームを伝搬する（６２０）。方法６００が加工物１３０上の経路に沿って該加工物１３０に関してレーザビームスポット５３５を動かす（６２５）とき、計測レーザビームは、計測レーザビームスポット５３５で加工物１３０を横切り、ビームスポット５３５は時々にリンク４１０を横切る。計測レーザビームの反射は検出されて（６３０）、測定され、結果として、例えば図１０に示されているような反射エネルギー信号を生じる。その反射信号に基づいて、方法６００は、計測レーザビームスポット５３５が横切る特定のリンク４１０に関する計測レーザビームスポット５３５の相対的な位置を決定する（６４０）。決定ステップ６４０は、例えば、ピーク（最小または最大であるかもしれない）を見つけるアルゴリズム、表面適合数学的モデル、リンク４１０によって形成された同期パターンおよび／またはＣＡＤデータなどの公称位置データとの比較を含めて、ここに説明された技術のいずれをも使って、実行することができる。処理レーザビームが選ばれたリンクの処理（６６０）のためのＸ、Ｙ、およびＺ次元の１つ以上でより正確に選ばれたリンクに供給されるように、必要に応じて、方法６００は、次に、処理レーザビームスポット１３５の位置を調整する（６５０）。処理レーザビームスポット１３５とアラインメントレーザビームスポット５３５とは、実質的に重なるか、または相互に一定分あるいは動的に調整可能な変位分だけ離すことができる。すでに示したように、方法６００の前記ステップは、方法６００が特定の状況の中でどのように実施されるかによって、ある程度まで逐次または同時に実行することができる。方法６００は、例えば図１および２に示されたものを含めて、種々の異なるハードウェア配置を使って、実行することができる。
【００６５】
図１５Ａは他の実施例に係る「反射パルス（pulse-on-reflection）」方法７００のフローチャートである。方法７００は、計測レーザビームを生成し（６１０）、方法７００が加工物１３０上の経路に沿って加工物１３０に関してレーザビームスポット５３５を動かす（６２５）とき、加工物１３０上の推定されたリンク４１０の位置へ向けてそのレーザビームを伝搬する（６２０）。モデルまたは予備的な較正データによって予備的に決定されるように、レーザビームスポット１３５および５３５によって横切られている経路は、好ましくは、リンクの中心を交差する経路である。リンク４１０からの計測レーザビームスポット５３５の反射は、反射信号を作り出し、該信号は光信号であるかもしれず、電気の形態に変換されるかもしれない。方法７００は、閾値Ｔを越えて立ち上がる反射信号を検出する（７３０）。その横断は、わずかなオフセットΔdを除いてリンクの中心位置を示す。方法７００は、処理レーザビームを生成し（７５０）、閾値の横断によって検出されるように反射を生じた位置すなわちリンクにそのレーザビームを伝搬する。
【００６６】
方法７００は、リンク運転の間に、続けていくつかのまたはすべてのリンクで繰り返すことができる。その場合、反射信号は、計測ビームスポット５３５の前記リンク列に沿った移動に伴なうＸ距離の関数として図１０に示されまた図１５Ｂに再生されているように、一連の反射極大点および非反射極小点を含む。前記反射信号の各極大点はリンクの中心を表し、各極小点は２つの隣接したリンク間での中央点を表している。図１５Ｂは、また検出信号のピークのいくらか下の閾値Ｔおよび対応するオフセットΔdを示す。
【００６７】
方法７００は、好ましくは、レーザパルスを生成しレーザトリガコマンドが出された後に加工物１３０にそれを伝搬することに関与する遅延を償う。遅延を償う１つの方法は、処理レーザビームスポット１３５を計測レーザビームスポット５３５の後に遅れて配置することである。２つのスポットの間の遅れ距離Δdは、計測ビームスポット５３５からの反射が閾値Ｔを越える時間と処理レーザビームスポット１３５がリンク上に適切に置かれる時間との間の遅延時間を結果としてもたらす。理想的には、どのような遅延の最終結果であっても、正確にターゲットリンクにまたはすべての所望された軸上の許容範囲の中で集中したそのパルスを供給するために、処理レーザビームスポット１３５が加工物１３０に沿って適切な距離を動くことである。代わりに、検出ステップ７３０と生成ステップ７５０との間に零遅延を追加することができる。場合によっては、処理レーザビームスポット１３５は、計測レーザビームスポット５３５の前で先行させることができる。
【００６８】
適当な閾値Ｔおよび遅延時間の選択は、あるとしても、例えば反射信号の形状や大きさ（それは、順次計測レーザビームの光学特性、加工物１３０および反射エネルギーセンサ１９８のパラメータに依存する）、リンク運転が実行される速度、計測レーザビームスポット５３５と処理レーザビームスポット１３５との間の間隔（もし、あれば）のようなシステム変数に依存する。当業者は、ここでの教示に照らして所定のシナリオのために適切な設定を選択することができる。
【００６９】
方法７００は、見出される場所のリンクを処理し、リンクの正確なターゲッティングのために如何なる位置モデルからもかなりな程度独立している。この反射に関するパルス技術は、ターゲット位置の計測感知とそれの処理との間で時間内に即時性の有利さを提供する。計測時間と処理時間との間の位置ドリフトのための機会が減少するので、その即時性はさらに処理の正確さを強化することを可能にする。この反射上のパルス技術（pulse-on-reflection technique）の追加の利点は、それが、較正モデルにおける残差、ＣＡＤリンク位置データベースの誤差、またはリンクのわずかな誤配置を結果として生じている組立て誤差を補償することができることである。反射上のパルス技術のまた別の利点は、それが主として加工物１３０上のレーザビームスポットの経路で変化しないことである。前記の技術は、例えば傾き、湾曲し、回転する経路で旨く機能する。実際、２ビーム実施例で、計測レーザビームスポット５３５と処理レーザビームスポット１３５とが一定の相対的なずれでロックされているなら、それらのスポットの経路は重要ではない。
【００７０】
図１６Ａ〜１６Ｃは、種々の実施例に係る他の方法のフローチャートである。方法６００および７００が１つのリンク当たりに基づいて先に説明されたのに対し、図１６Ａ〜１６Ｃの方法は1回の運転当たりに基づいて以下に説明されている。特に、図１６Ａは、処理運転をする間に、計測運転を周期的にまたは時折に混ぜて実行するための方法８００のフローチャートである。方法８００は、機械視覚技術および／または専用アラインメントターゲット２３０の走査を含むことができる１つ以上の初期アラインメント運転をオプションで実行する（８１０）ことから、始まる。初期アライメント法は、また、１つ以上のＸ方向軌道３７０および／またはＹ方向軌道３８０に沿って実行されたリンクベースの計測運転を含むことができる。例えば、計測はＸ方向へ少数のほぼ等しく間隔をおいて配置されたリンク列に沿って行なわれ、Ｙ方向へ少数の等しく間隔をおいて配置されたリンク列は、初期アラインメントのためにリンク位置を十分に代表するサンプルの生成を可能にする。次に、方法８００は、リンク列に沿って１回以上の処理運転を実行し（８２０）、それから、再調整が必要であるかどうかをテストする（８３０）。再調整のための基準は、所定時間の経過、事前の計測運転の対象である列からの所定距離の分離間隔、何らかの他の基準または１以上の基準の組合せとすることができる。再調整が不要であれば、方法８００は、処理運転を実行し続ける（８２０）。再調整が要求されているなら、方法８００は、列に沿って計測が実行され（８４０）、当該列は、好ましは、次に処理される列である。そうすることで、方法８００は、その列中のリンクのいくつかまたはすべてのために現実の位置データを収集する。方法８００が、リンク４１０位置や他の特徴を決定するために加工物１３０の位置モデルを利用する場合、方法８００は、そのモデルを更新する（８５０）ために、計測運転から実際の位置データを利用することができる。更新ステップ８５０を実行するための詳細を以下で説明する。いずれにしても、方法８００は、処理レーザビームスポット１３５の加工物１３０に関する位置を調整し（８６０）、それから、処理運転の実行（８２０）を再開する。前記調整は、実際のハードウエア運動（例えば移動ステージ１７０の運動または処理レーザビーム１３５の伝搬路の中のビームステアリング光素子のステアリング）、またはソフトウエアすなわちデータ「運動」（すなわちタイミングに影響しているデータの操作および／またはレーザパルスを処理する位置）か両方のある組み合わせによって遂行することができる。前記調整が移動ステージ１７０の運動によるものであるなら、計測レーザビームスポット５３５へのその運動のその後の影響は考慮されなければならない。
【００７１】
最も単純な場合、加工物の特徴のための位置モデルは、ポイントがリンクの中心を表す平面のディスクなどの平面物体のための数学的モデルを伴う。そのモデルは、１回以上の計測値によって決定されるように、最適に作成されたリンク位置を測定されたリンク位置に適合させるために、Ｘおよび／またはＹ並進によって更新される。より高度なモデルは前記リンクの対象平面や形状の傾きを補償することができる。よりいっそう高度なモデルは数学的な表面の非平面の影響を補償することができる。そのような影響は、塵埃粒子によって起こされる反りや偏向をも含む。代わりに、表面モデルよりも、三次元対象モデルは、そのまさしくその性質によってＺ次元における深度影響を補償することができる。数学的モデルがあれば、そのタイプや複雑さを拘わらず、それはパラメータによって特徴付けられる。更新ステップ８５０の１バージョンは、前記モデルに依るリンク位置がよりよく実際の測定されたリンク位置に整合するように、それらのパラメータを適応させるあるいは調整する。ここでの教示に照らして当業者が理解できるように、適合または調整アルゴリズムは多くの形態を取ることができる。例えば、加工物モデルが、そのパラメータが線形であるなら、（モデル自身が非線形であるか非平面であっても可能である）最小二乗法アルゴリズムは、各モデル化されたものと、実際に測定された位置との差の平方の和を最小化するように実施される。この有名なアルゴリズムは、新しく測定されたデータポイント毎にモデルを多少精密化するように、再帰的に実施することができる。このアルゴリズムの利点は、極端なあるいは誤った測定を希釈させることを含む。このアルゴリズムは、一計測運転ですべてのリンク位置測定が行われた後に、１測定あたり1個のベースで繰り返され、あるいは前記運転中に集められた複数のリンク位置測定を一緒に考慮すべく計測の終端のように、それほど頻繁でないが繰り返して実行される。前記アルゴリズムは、移動ステージ１７０の速度およびコントローラ１９０の処理機能のような要因に最も適する形態での実行であり、それは前記アルゴリズムを好適に実行する。
【００７２】
方法８００に係る運転順序は、すべてのＸ方向運転で、すべてのＹ方向運転がそれに続くかあるいはその逆であっても良い。これに代えて、方法８００は、いくつかのＸ方向運転およびそれからいくつかのＹ方向運転を交互に実行することができる。Ｘ方向運転およびＹ方向運転の混合は、周期的に各方向で更新することにより、ＸおよびＹ次元の両方で最新の較正を維持することができる。
【００７３】
図１６Ｂは、計測および処理が同じリンク運転の間に交互に実行される方法９００のフローチャートである。方法８００に関連して上記したように、方法９００は、最初にオプションの初期アラインメントを実行する（８１０）。次に、方法９００は、処理を必要とするリンクの列毎で、該列を処理が必要とされているセグメントと、処理を必要としないセグメントとに分割されると仮定する。後者のセグメントは図16Bにおける「無打撃（no-blow）」セグメントを指すが、処理の目的は、リンクを破壊し、あるいは「打撃を与える」必要がないことは理解されている。区分けは、処理計画（例えばリンク欠陥リストまたはターゲットマップ１９５）の検査からどのような手段によっても遂行することができる。当然ながら、無打撃セグメントは、どの処理も予定されていない列の単に隣接したセグメントである。一般的に、リンクの約１０％だけが処理を必要としているので、殆どの場合、かなりの無打撃セグメントがあると予想される。無打撃セグメントは、図８Ｂおよび８Ｃに示されているように、専用目的のアラインメント構造を含むことができ、含まなくともよい。如何にして無打撃セグメントが識別されるかに拘わらず、方法９００は、それが無打撃セグメントであるかあるいはそれに殆ど同じであるかをテストする（９２０）。そうでなければ、方法９００は単にそのセグメントに沿って処理を実行する（９３０）。それが無打撃セグメントであるなら、方法９００は、そのセグメントに沿って（必要ならレーザモードを処理から計測に切り換えて）計測走査を実行し（９４０）、オプションで、加工物１３０のための位置決めモデルを更新し（８５０）、計測走査に基づいて処理レーザビームスポット１３５の加工物１３０に関する位置を調整する（８６０）。方法９００は、重複するあるいは同一の計測および処理レーザビームスポットを有するシステムに適し、前記レーザビームスポットは、同時にあるいは異なる時間に同じレーザで生成することができる。
【００７４】
種々の可能な冗長素子が、欠陥素子の取り替えのためにそっくりそのまま活性化される、すなわちそのまま置いていかれる処理計画を作る際に選択がなされる場合、その選択は、加工物１３０を横切る無打撃セグメントの寸法および／または分布を最大化するか、無打撃セグメントおよび／または処理されたリンクの他の望ましい分布を公式化することができる。例えば、計測リンク運転がＸおよびＹの両方向で行われることができるように、ＸおよびＹの両処理軸でいくつかのリンク運転と無打撃セグメントとを分配することは望ましいかもしれない。望ましい分布は、加工物１３０を調整しおよび／または処理するに必要とされる時間を最小化するために、部分または全体で公式化することができる。
【００７５】
図１６Ｃは、計測および処理がリンク運転の間に同時に実行される方法１０００のフローチャートである。方法８００に関連して上記したように、方法１０００は、最初にオプションの初期アラインメントを実行する（８１０）。次に、方法１０００は、列に沿って処理を実行し（１０２０）、その間に同時に、同一または他の列に沿って計測を実行し（１０３０）、それに応じて（必要なら）位置モデルを更新し（８５０）、計測結果に基づいて処理レーザビームスポット１３５の位置を調整する（８６０）。ステップ１０２０、１０３０、８５０および８６０は、必要に応じて、リンクの列毎に繰り返される。方法１０００は、例えば図９に示されたレーザビームスポット配置での使用に適している。
【００７６】
ここに説明された様々な方法は、レーザビームスポットに関して半導体基板の上または中の構造物の位置を決定する。これらの方法は、第１のレーザビームを発生し、前記半導体基板の上または中のレーザビームスポットに第１のレーザビームを伝搬し、前記半導体基板の上または中の第１の構造物から第１のレーザビームの反射を検出して第１の反射データを生成し、第２のレーザビームを発生させ、前記半導体基板の上または中のレーザビームスポットに第２のレーザビームを伝搬し、前記半導体基板の上または中の前記第１の構造物からある距離内に在る第２の構造物からの第２のレーザビームの反射を検出して第２の反射データを生成し、そして前記第１および第２の構造物の１つ以上の位置を決定すべく前記第１の反射データおよび第２の反射データを処理する。前記距離は、例えば、ダイス２１０の側寸法未満あるいはそれに近く、約１ｍｍ、約１００ミクロン、約１０ミクロンまたはリンクピッチ間隔と同じかその間隔の桁数と同じ程度であるかもしれない。
【００７７】
ここに開示された様々な方法は、また、半導体基板の上または中で多くの構造物を有する半導体基板に関してレーザビームを位置合わせする。前記構造物の数は、前記半導体基板の上または中の前記構造物の密度を決める。これらの方法は、1つ以上のレーザビームを発生し、前記半導体基板の上にまたは中へ１つ以上のレーザビームを伝搬し、所定の領域中の多くの反射ターゲットのそれぞれからの多数のレーザビーム反射を検出して反射データを生成し、そして前記半導体基板関してレーザビームを位置合わせするために、前記反射データを処理する。レーザビーム反射の数を前記所定の領域で除した商は、前記半導体基板の上または中の前記構造物の密度と同じ桁数であるか、または前記構造物の密度の１、２または３桁以内にある。
【００７８】
ここに開示の様々な方法は、また、処理レーザビームスポットへ処理レーザビームを射出することによって選択的に処理される半導体基板の上または中で構造物を有する半導体基板に関して、レーザビームスポットを位置決める。これらの方法は、計測レーザビームを生成し、選択的に処理される構造物の上または近くの計測レーザビームスポットに、伝搬路に沿って計測レーザビームを伝搬し、一つの速度で半導体基板に関してレーザビームスポットを動かし、前記動きが生じている間、前記構造物からの計測レーザビームの反射を検出して反射信号を生成し、そして該反射信号に基づいて前記構造物に関する前記計測レーザビームスポットの位置を決定する。前記速度は、例えば、約４０ｍｍ／ｓから約２００ｍｍ／ｓのような、処理速度またはその近傍であり、特に、約１００ｍｍ／ｓより高速、約５０ｍｍ／ｓ、または約２５ｍｍ／ｓから約３０ｍｍ／ｓまでとすることができるが、約３ｍｍ／ｓ程に遅くすることができる。
【００７９】
ここに開示された方法およびシステムを操作するためのアルゴリズムは、アクティブおよびインアクティブの種々の両形態で存在することができる。例えば、それらは、ソースコード、オブジェクトコード、実行可能なコード、または他のフォーマット中のプログラム命令で構成される1つ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラムとして存在することができる。上記のいずれも、圧縮あるいは非圧縮の形態でのコンピュータが読み込み可能な媒体で具現化することができ、該媒体は記憶装置および信号を含む。コンピュータが読み込み可能な典型的な憶装置は、従来のコンピュータシステムのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）、ＥＰＲＯＭ（消去可能でプログラム化が可能なＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能でプログラム化が可能なＲＯＭ）、フラッシュメモリおよび磁気または光のディスクまたはテープを含む。典型的なコンピュータ読み込み可能の信号は、キャリアを使って変調されているか否かにかかわらず、コンピュータプログラムをホスティングしているかあるいは実行しているコンピュータシステムが、インターネットまたは他のネットワークを通してダウンロードされた信号を含めて、アクセスできる信号である。前記した具体な例は、ＣＤＲＯＭ上のまたはインターネットダウンロード経由のソフトウェアの配布を含む。ある意味において、抽象的な実体として、インターネット自身はコンピュータが読み込み可能な媒体である。同じことは、一般のコンピュータネットワークにもあてはまる。
【００８０】
ここで使われた用語および説明は説明のためだけであり、制限を意図するものではない。当業者は、発明の基本原理から逸脱することなく、上記で説明された実施例の細部にまで多数の変更を行い得ることが理解できよう。したがって、発明の範囲は、すべての用語が特に示されない限りそれらの最も広い妥当な意味に理解されるであろう添付の請求項（およびそれらの均等物）によってのみ決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】リンク処理システムの簡素化した線図である。
【図２】図１のリンク処理システムのブロック図である。
【図３】半導体ウエハの平面図である。
【図４】図３の半導体ウエハの側面図である。
【図５Ａ】専用のアラインメントターゲットを用いたアラインメント作業の説明図である。
【図５Ｂ】専用のアラインメントターゲットを用いたアラインメント作業の説明図である。
【図５Ｃ】奇形の専門アラインメントターゲットの説明図である。
【図６】半導体ダイスを横切るリンクの説明図である。
【図７】処理レーザビームスポットで多くのリンクの群を横切って動いたリンクのセグメントの説明図である。
【図８Ａ】アラインメントレーザビームスポットで多くのリンクの群を横切って動いたリンクのセグメントの説明図である。
【図８Ｂ】横方向の計測のために横へずれた部分的なリンク状の構造を含むセグメントを横切って動く複数の横方向に間隔をおいて配置された計測リンクの説明図である。
【図８Ｃ】横方向の計測情報を伝えるように配置された反射ターゲットを含むセグメントを横切って動いた計測リンクの説明である。
【図９Ａ】処理レーザビームスポットおよびアラインメントレーザビームスポットの両方を有する多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図９Ｂ】複数の処理レーザビームスポットおよびアラインメントレーザビームスポットを有する多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図９Ｃ】処理レーザビームスポットと、アラインメントレーザビームスポットを有する近傍のリンク列の多数のリンク群を横切って動いた平行リンクセグメントとを有する１つのリンク列の多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図９Ｄ】処理レーザビームスポットと、アラインメントレーザビームスポットを有する近傍のリンク列の多数のリンク群を横切って動いた平行リンクセグメントとを有する１つのリンク列の多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図９Ｅ】処理レーザビームスポットとアラインメントレーザビームスポットとを有する同じ列の多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図９Ｆ】処理レーザビームスポットとアラインメントレーザビームスポットとを有する同じ列の多数のリンク群を横切って動いたリンクセグメントの説明図である。
【図１０】図８または９の中間リンク群を横切るＸ位置に応じた反射アラインメントレーザエネルギーのグラフである。
【図１１】同期パターンを有するリンク群を横切るＸ位置に応じた反射アラインメントレーザエネルギーのグラフである。
【図１２Ａ】図８または９の中間リンク群を横切るＸ位置に応じた反射アラインメントレーザエネルギーのグラフである。
【図１２Ｂ】図８または９の中間リンク群を横切るＺ位置に応じた反射アラインメントレーザエネルギーのグラフである。
【図１３】リンクピッチに応じた反射アラインメントレーザエネルギーのグラフである。
【図１４】１実施例に係る方法のフローチャートである。
【図１５Ａ】１実施例に係る方法のフローチャートである。
【図１５Ｂ】図１５Ａの方法での使用のための閾値を示すべくラベル付けされた図１０のグラフである。
【図１６Ａ】様々な実施例に係る方法のフローチャートである。
【図１６Ｂ】様々な実施例に係る方法のフローチャートである。
【図１６Ｃ】様々な実施例に係る方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１００  システム
１１０  レーザ源
１３０  半導体基板
１３５  処理レーザビームスポット
１７０  移動ステージ
１９０  コントローラ
１９８  センサ
４１０  構造物
５３５  計測レーザビームスポット
【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５Ａ】
2009505838.tif 000007
【図５Ｂ】
2009505838.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
2009505838.tif 000018
【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【国際調査報告】
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