用於存儲器連接處理的飛擊射束路徑誤差校正的製作方法
2023-12-08 17:54:11
專利名稱：用於存儲器連接處理的飛擊射束路徑誤差校正的製作方法
技術領域：
本發明有關於電路連接的雷射處理，具體地，有關於一種利用雷射射束的雷射系統與方法以及基片的定位系統，其定位系統合併一種操作鏡，以補償平臺定位(stage positioning)的誤差並且加強連接發分割產量。
背景技術：
集成電路(「IC」)裝置製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)或者微粒狀汙染物所造成的缺陷。
圖1、2A以及2B顯示IC裝置或工件12重複的電子電路10，其典型地以行與列來製作，以便包含冗餘電路組件14的多重重複，諸如備用的存儲器單元20的行16以及列18。參照圖1、2A以及2B，電路10同樣也設計用以包含電氣接點24之間特定的雷射可分割電路連接22，而能夠將之移除，以將有缺陷的存儲器單元20斷開，並且用冗餘單元26來替代，例如，在存儲器中，如DRAM、SRAM、以及嵌入式存儲器。相類似的技術同樣也用來分割連接，以程序化邏輯產品、門陣行、或者ASIC。
連接22設計有一種大約2.5微米左右的傳統連接寬度28、連接長度30、以及距相鄰電路結構或組件大約8微米的組件34，例如連接結構36，的組件至組件間距(中心至中心的間隔)32。儘管最普及的連接材料為多晶矽以及相似的成分，然而存儲器的製造商最近已經採取各種更具導電性的金屬連接材料，其可以包含但並不受限於鋁、銅、金、鎳、鈦、鎢、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、諸如矽化鎢的金屬矽化物、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。從裝置測試數據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)至一資料庫或程序。雷射脈衝用來分割電路連接22已經超過20年了。圖2A與2B顯示一種光斑(spot)尺寸直徑40的雷射光斑38，其撞觸了由位於矽基片42上以及位於鈍化態層堆疊的組件層之間的連接22所組成的連接結構36，而其堆疊則包含上覆的鈍態層44(顯示於圖2A，而不顯示於圖2B)以及下面的鈍態層46(顯示於圖2B，而不顯示於圖2A)。圖2C為由雷射脈衝將連接22移除之後圖2B的連接結構片斷的剖視側視圖。
圖3為一平面圖，表示由傳統連接處理定位系統所執行的射束定位器行進路徑50。由於典型地以行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雷射光斑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、並且之後在整個連接位置上沿著第二行進方向54的軸受到掃瞄。本領域的技術人員將會明白掃瞄動作可以包含移動工件12、移動雷射光斑38、或者移動工件12以及雷射光斑38。
傳統的定位系統的特徵在於X-Y轉換表，其中的工件12固定於沿著第一軸移動的一上層平臺上，並且由沿著垂直於第一軸的第二軸的一下層平臺來支承。由於下層平臺支承著其上支承有工件12的上層平臺的慣性質量，因此這樣的系統通常相對於一固定射束位置或雷射光斑38移動工件，並且一般稱為堆疊(stacked)平臺定位系統。由於典型地沿著每一軸使用幹涉儀，以判斷每一平臺的絕對位置，因此這些定位系統具有優良的定位精度。由於雷射光斑尺寸40典型地只略微大於連接寬度28，所以即使雷射光斑38的位置與連接22之間的微小差異會導致不完全的連接分割，因此該精度水平優先用於連接處理。此外，在半導體晶片上的部件的高密度會造成微小定位誤差，會潛在地致使雷射損壞近處結構。然而，由於平臺慣性質量方向的起始、停止、以及改變方向會增加雷射工具所需的時間，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相對緩慢。
在分軸定位系統中，上層平臺並不由下平臺所支承並且與之獨立地移動，工件會承載於第一軸或平臺上，而諸如固定反射鏡以及聚焦透鏡的工具承載於第二軸或平臺上。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便佔有優勢。
最近，已經使用了平面定位系統，其中的工件承載於單一平臺上，該單一平臺可由兩個或更多個傳動裝置(actuator)移動的，而工具基本保持於固定的位置上。藉由調整驅動裝置的效果，這些系統會在二維方向上平移。一些平面定位系統同樣也能夠轉動工件。
由俄勒岡州的波特蘭Electro Scientific Industries公司所製造的半導體連接處理(」SLP」)系統是利用飛擊(「OTF」)連接處理來實現精度以及高產量。在OTF處理期間，雷射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(pulsed)。該平臺通常沿著單一軸同時移動，並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，以觸發雷射光斑38，以便準確地擊中連接22。
作為對比並且再次參照於圖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的位置被控制於特定的精度之內。由於平臺的慣性質量，一種啟動OTF運行的設定在交叉軸位置中產生了振鈴(ringing)，而且在OTF運行中的第一連接22並不能夠處理直到交叉軸已經適當地定位為止。定位動作的延遲或定位的距離60會降低處理的產量。在第一雷射脈衝之前並無定位延遲被插入(或者，等效的，定位距離60的緩衝區)，則數個連接22便會以嚴重的交叉軸誤差處理之。
儘管已經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則持續地減少，致使尺度的精密度的需求增加。致力於進一步增加平臺效能則會實質地增加定位系統的成本。
用以提供雷射射束兩軸反射的傳統方法使用高速短移動的定位器(「快速定位器」)62，諸如一對顯示於圖4的檢流計驅動鏡64與66。圖4為檢流器驅動的X軸鏡64以及檢流器驅動的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。每一檢流器驅動鏡會沿著單一軸將雷射射束反射。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，而Culter等人的美國專利5751585以及5847960則揭示分軸射束定位系統，其中上層平臺載有至少一個的快速定位器。系統使用如此的快速定位器是用於非連接的燒斷工藝(blowing processes)，例如通過打孔(drilling)，由於其現在並不能夠傳送如同「固定」雷射頭定位器一般準確的射束。
這樣的定位器的分軸本質可能會引進循環的Abbe誤差，而且檢流器可能會引進額外的定位誤差。此外，由於在兩檢流器控制鏡之間必須要分隔，因此其鏡並不能夠兩者皆置於靠近聚焦光學透鏡進入光瞳。該分隔會導致射束的偏移，而降低所聚焦的光斑的品質。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複雜度增加以及數字光圈(numerical aperture)受限制，因此限制了最小可實現的光斑尺寸。即使假設這樣的定位器能夠用於連接的分割，然而上述的光斑品質退化會導致低品質的連接分割或者不完全的連接分割，並且會導致跨於所分割的連接22上低的開路電阻值。
因此，在維持所聚焦的光斑品質的同時，仍然需要用來實現較高連接處理產量的系統與方法。
發明內容
因此，本發明的其中一個目的為提供一種系統和/或方法，以在維持所聚焦的光斑品質的同時，仍實現較高的連接分割處理的產量。
本發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。
本發明的另一個目的為提供一種定位器系統，其為半導體連接處理應用採用協調移動。
本發明優選地使用一種兩軸操作鏡，其以樞軸的方式安裝於聚焦透鏡的進入光瞳上，以執行將雷射射束反射的小角度移動而足夠補償數十微米量級上的交叉軸定位誤差。儘管在兩軸上皆會發生定位誤差，然而本發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的OTF方向。由於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於這些校正中。射束操作鏡僅優選地用於誤差的校正，而並不需要協調或調整線性平臺位置指令，雖然這樣的協調是可能的。
至少三種技術能夠用來一單一支點(pivot point)附近傾斜兩軸中的鏡子。這些技術包含使用彎曲的機構以及音圈(voice coil)驅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。壓電驅動裝置則是優選的。
本發明的優點包含交叉軸定位時間的去除，使得特別是針對SLP系統而言增加了產量。由於操作鏡能夠校正線性平臺的誤差，因此起因於隨意的伺服效能需求，本發明同樣也促進了主定位平臺的改善了的可製造性。
參照以下附圖的優選實施例的詳細說明，將會清楚地了解本發明其它的目的和優點。
附圖簡單說明圖1為DRAM一部分的示意圖，其顯示一般性的電路單元備用行中冗餘的配線設計以及可程序化的連接。
圖2A為現有大型半導體連接結構的片斷剖面側視圖，該連接結構接收現有技術的脈衝參數所特徵化的雷射脈衝。
圖2B為一片斷俯視圖，其表示圖2A的連接結構和雷射脈衝，以及鄰接電路結構。
圖2C為一片斷剖面側視圖，表示在由現有技術的雷射脈衝將連接移除之後，圖2B中的連接架構。
圖3為現有技術的射束行進路徑的平面圖。
圖4為現有技術的快速定位器簡化的側視圖，其使用一對檢流器驅動鏡，沿著不同的各個單一軸將雷射射束反射。
圖5示意性地表示一種用於本發明實施的，優選的兩軸鏡側視剖面圖。
圖6示意性地表示一種用於本發明實施的，優選的兩軸鏡部分前視圖。
圖7表示在OTF運轉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視剖面圖。
圖10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簡化的示意方框圖，其用來調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簡化的示意方框圖，其用來調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。
優選實施例的詳細說明代表性的射束定位系統的一個實施例詳細地說明於Overbeck的美國專利4532402，其受讓於本申請案的讓受人。優選的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。
射束定位系統優選地使用一種雷射控制器，其控制著一堆疊、分軸、或者平面定位器系統，並且針對目標來調整反射器的位置以及將雷射系統輸出聚焦至IC裝置或工件12上所需的雷射連接22。射束定位系統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，以便基於所提供的測試或設計數據來實現唯一的連接分割的操作。射束定位系統可以交替地或者外加地使用改進或射束定位器或已協調的移動方法，其說明於Culter等人的美國專利5751585、5798927、以及5847960，其受讓於本申請案的讓受人。其它固定頭或者線性馬達驅動的現有定位系統同樣也能夠使用，以及使用於由俄勒岡州波特蘭的ESI、本申請案的讓受人所製造的9000、9800、以及1225模塊系列的系統。
參照圖5與6並且有關於本發明，固定頭系統的最終轉動鏡或者可替代的快速定位器66(圖4)優選地由一單一的高速、高精度的兩軸操作鏡系統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，其優選地與聚焦透鏡108的進入光瞳106相一致。儘管可以用於射束的操作，然而由於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100優選地使用於誤差校正。
對SLP應用而言，由於要將射束聚焦於非常細微的光斑尺寸，因此引導鏡子系統100的機構優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，支店位於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，並且由於鏡子102位於或者靠近於聚焦光學透鏡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幹涉儀反饋而成為雷射脈衝觸發的唯一來源。然而，以適當的協調，行進軸方向112操作鏡102移動是可能的，儘管其複雜化其設計並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出尺度因素以及偏移誤差、噪聲、及交叉軸耦合。在該系統中，以由現有設計技術所控制的噪聲以及溫度的穩定度效果，這些誤差源能夠被很好地控制並且校準。
經由射束作用(「BTW」)對準的鏡子系統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。傳統上，射束作用一詞是用來充當用於往返掃瞄線性平臺過程的學術用語，同時於低功率下在晶片或者工件12(圖1)上將雷射射束光斑對準於對準的目標。反射離開目標的光學測量是用來精確地判斷目標並因而判斷晶片的位置。由以BTW掃瞄來掃瞄數個目標，便能夠確定相對於射束光斑的晶片的偏移以及轉動。同樣也可能映射出其它效應，諸如軸正交性以及位置的扭曲。
在鏡子系統100附加至雷射系統之後，現有的BTW形式的掃瞄便能夠用來映射出操作鏡子102響應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。將鏡子102傾斜，並且執行另一個BTW掃瞄來判斷有多少雷射射束光斑的橫向偏移會因其傾斜而產生。由測量因U與V軸中多種鏡子傾斜所導致的偏移，便能夠將鏡子系統100完全地特徵化。
一旦判斷鏡子系統100的響應為充分地精密，則並非往返地移動線性平臺，而可使用鏡子系統100，以用於其後的BTW形式的對準掃瞄。
圖7闡述在OTF運行期間中兩軸操作鏡系統100的校正效應。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將雷射射束反射，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，並且由所產生的射束路徑曲線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)掃瞄期間內使用於MRCAD處理的操作鏡子系統100，以進一步改善連接被熔斷的速度。在一個優選的操作模式中，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上導引雷射射束沿著路徑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。由於並不是每一行中的連接都需要熔斷，因而這是可能的。由於並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，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。
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，能夠快速地將射束於行進軸方向112上導引在前，而分割連接，同時線性移動平臺會趕上。平臺SOAD在先掃瞄或者在後掃瞄的特性允許定位系統減少平臺速度的變化或者允許分割數個連接於單一減慢的移動部分的期間。
至少有三種技術能夠用來傾斜在支點104附近兩軸上的鏡子102。這些技術包含利用彎曲機構與音圈驅動裝置的FSMs、依靠壓電材料的變形的壓電驅動裝置、以及用來使鏡子表面變形的壓電或者電致伸縮驅動裝置。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，優選的驅動裝置乃是一種由德國Karlsmhe的Physik儀器(「PI」)股份有限公司所製造的機型S-330超快速壓電傾倒/傾斜(Tip/Tilt)平臺。
由於每一個傳統的檢流計僅在大約一個軸附近傾斜鏡子，並且通常具有不充分的定位精度，因此該傳統的檢流計通常並不使用於該應用。再者，需要一對物理上間隔分開的檢流計鏡子，以用於兩軸的促動。此一分隔與需求並不相容，該需求為促動大約發生在位於聚焦透鏡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表面上的高品質的雷射光斑。不過，在本發明中可使用檢流計反射鏡，特別是如果用於單軸以及小反射應用中以維持精度與聚焦良好的雷射光斑時。
由範例，圖9與10顯示一種FSM的兩軸鏡子系統200，其中四個電氣至機械振動發生器或者換能器以九十度差的關係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位於相對於中心軸230的0、90、180與270度的位置上，並且因而彼此成90度。可移動的鏡子支承部件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，以減少其重量並且有助於所需的射束校正的高頻響應。鏡子236覆蓋有常規的雷射光學覆層，以便考慮雷射波長或者設計參數。
四個輕質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，並且具有各自的周邊終端部分252、254、256、以及258，附加於各個換能器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音圈/揚聲器的配置，觀看Van Nostrand的科學百科全書第六版第1786頁。使用這樣的現有揚聲器線圈於換能器來實現機械的促動便會降低其設備的製造成本。浮動的鏡子支承232由輕質量的材料所製成是有益的，諸如金屬(鋁或鈹)或者塑料，使對於輸入至所要說明的音圈的電氣輸入信號能有快速的響應。
一傾倒控制發生器260連接到換能器224與228，致使其以一種彼此互補的「推拉」關係移動。相類似的是，一傾斜控制發生器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係移動。一雷射射束270反射離開反射表面236，而所反射的射束272則由其發生器控制交叉軸而定位，該交叉軸垂直於行進的OTF方向，以補償交叉軸的誤差。由每一發生器所產生的信號對採用一種推挽關係，致使當換能器222將支承構件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。該促動能夠交替發生於OTF行進的起始處，例如，在適當的頻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110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並且產生相對筆直的射束路徑。因此，能夠精確地處理位於現有緩衝區域中的連接。
可以足夠大的場域來實現配合本發明使用的鏡子系統，以便由提供大約在50至100微米左右的範圍內的射束反射來進行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微米左右的範圍內的射束反射來實現這樣的鏡子系統。其鏡子優選地位於聚焦透鏡進入光瞳大約加或減1mm之內。這些範圍僅為範例之用，並且能夠修改，以便適合於系統的設計以及特定的連接處理的應用。
由PI所製造的優選機型S-330傾倒/傾斜平臺使用壓電驅動裝置，以用於高速、二維空間鏡子傾斜。應變計量傳感器準確地判斷鏡子位置並且提供反饋信號至控制電子電路以及驅動電路。機型S-330傾倒/傾斜平臺更為完整的說明可在PI網絡位置www.physikinstrumente.com查到。
PI壓電傾倒/傾斜平臺主要的優點是其為商業上可買得到的裝置，並且具有非常緊湊的尺寸，能充分地安裝於ESI機型9820定位系統中。
PI壓電傾倒/傾斜平臺的缺點為即使其對誤差校正應用的範圍充分，然而其對用於射束作用掃瞄應用時的射束反射範圍的不充分；而非線性移動、熱驅動、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，還有其它的產品或者其它形式的鏡子或驅動裝置設計適於配合本發明的使用。
除了上述所有其它的優點之外，本發明可使用二次系統而允許線性馬達的要求(急動時間、定位時間)的寬鬆化，以校正誤差。這顯著地減少線性馬達的成本，並且同樣也會降低系統產量對線性平臺加速限制上的依賴度。
圖11顯示本發明的定位器控制系統300的實施例，其用於協調X-以及Y-軸移動平臺302以及304的定位，並且同樣也協調用於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。
位置命令發生器308產生X-與Y-軸的位置命令信號，以便傳送，其經由加總接合點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，並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。對高精度的應用而言，X-以及Y-軸位置傳感器318與320優選地為幹涉儀。
殘留的誤差信號，諸如由振鈴所產生的，則經由致能門(enablinggates)322與324傳達到坐標轉換發生器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的共同的坐標系統而定。在任一事件中，殘留誤差信號會經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，以將諸如雷射射束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接收誤差信號並且用以校正所命令以及實際的位置之間的任何誤差。對高精度的應用而言，兩軸操作鏡306優選地為一種傾倒/傾斜平臺，而位置傳感器318與320優選為一應變計。可適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。在該實施例中，本領域的技術人員將會了解到U-與V-軸操作鏡控制器332與334應該可適用來提供零到100伏特的驅動信號給予反射兩軸操作鏡306的壓電驅動裝置。
致能門322與324實現一種規定事項，其中的位置命令發生器308能夠選擇地將用於不是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340的實施例，用以協調X-以及Y-軸移動平臺302與304的定位，而在本實施例中，則是用於MRCAD掃瞄的FSM 236(圖9與10)以及定位誤差校正。在一種延伸的操作模式中，操作鏡用於誤差校正以及MRCAD掃瞄。在該操作模式中，位置命令發生器342會產生用於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會產生用於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，並且在此實施例中，同樣也會產生U-以及V-軸傾倒與傾斜命令。
以相同於標準誤差校正模式的方式來產生誤差信號。由位置命令發生器342來產生額外的U-以及V-軸傾倒與傾斜命令，以實現所需的射束作用掃瞄。由於射束作用以及MRCAD應用通常需要較為寬廣範圍的鏡面反射，因此本發明的該實施例優選地利用音圈促動FSM兩軸鏡系統200。
在典型的操作中，用於MRCAD掃瞄的位置命令是用來產生雷射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，可看到其它的應用則從行進軸附加的抖動至交互掃瞄而受益。
描述於這些圖式中的控制方法在於闡述本發明基本的實現以及操作。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，對本領域的技術人員而言將會是明顯的。
本領域的技術人員將會察知本發明的兩軸操作鏡系統除了能夠適用於連接分割外也適用於經由鑽孔的蝕刻電路板、微機械加工、以及雷射微調(laser trimming)應用。
本領域的技術人員都可充分了解到，在不違背本發明原理的前提下，可將本發明上述的實施例的細節做許多的改變。因而，本發明的範疇僅由權利要求的範圍來界定。
權利要求
1.一種用來引導一雷射射束朝向一工件上目標位置，以響應目標位置的坐標位置命令的設備，其包括一定位器，其響應坐標位置命令，而讓工件和雷射射束彼此相對定位；第一與第二位置傳感器，其耦合到所述定位器，用以產生第一與第二位置信號，指示所述定位器實際的坐標位置；第一與第二加總接合點，比較所述坐標位置命令以及所述第一與第二位置信號，並且產生第一與第二誤差信號，指示所述坐標位置命令與所述實際坐標位置之間的差異；一第一操作鏡控制器，其耦合到所述第一誤差信號，用以產生一第一位置校正信號；以及一兩軸操作鏡，其響應於所述第一位置校正信號，用以接收所述雷射射束，並且將所述雷射射束反射至所述工件上的目標位置。
2.如權利要求1所述的設備，進一步包含一第二操作鏡控制器，其耦合到所述第二誤差信號，用以產生一第二位置校正信號，而且其中所述兩軸操作鏡進一步響應所述第二位置校正信號，以接收所述雷射射束，並且將所述雷射射束反射至所述工件上的目標位置。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述坐標位置命令包含用來將定位器定位於各個X-軸以及Y-軸正交的坐標位置的信息。
4.如權利要求1所述的設備，其中，所述第一與第二誤差信號符合一第一坐標系統，且所述兩軸操作鏡則是響應於一第二坐標系統，並且其中所述設備進一步包含一個坐標轉換發生器，用以將所述第一與第二誤差信號中至少一個轉換至所述第二坐標系統。
5.如權利要求1所述的設備，其中，所述設備進一步包含一第二操作鏡控制器，並且其中所述目標位置的坐標位置命令進一步包含鏡子定位信息，所述第一與第二操作鏡控制器響應所述鏡子定位信息以及至少所述第一位置校正信號，定位所述兩軸操作鏡。
6.如權利要求1所述的設備，其中，所述兩軸操作鏡包含一支點，而且所述設備進一步包含一具有一進入光瞳的聚焦透鏡，並且其中所述聚焦透鏡被置於所述兩軸操作鏡以及所述工件之間，致使所述進入光瞳位於或者靠近所述支點。
7.如權利要求1所述的設備，其中，所述兩軸操作鏡是由至少一個的壓電驅動裝置所定位的。
8.如權利要求1所述的設備，其中，所述兩軸操作鏡是由至少一個的音圈驅動裝置所定位的。
9.如權利要求1所述的設備，其中，所述定位器會響應於一系列的坐標位置命令，於第二軸方向上相對彼此掃瞄所述工件以及所述雷射射束，同時所述兩軸操作鏡會響應於一系列的第一位置校正信號，用以接收所述雷射射束，並且將所述雷射射束反射至所述工件上的一組目標位置。
10.如權利要求1所述的設備，進一步包含一第二操作鏡控制器，其耦合到所述第二誤差信號，用以產生一第二位置校正信號，其中所述兩軸操作鏡會響應所述第一與所述第二位置校正信號，以接收所述雷射射束，並且將所述雷射射束反射至所述工件上的目標位置。
11.如權利要求1所述的設備，其中，所述工件包含一集成存儲器電路，而且其中所述目標位置則包含一用來移除一有缺陷的存儲器單元的可分割連接。
12.如權利要求1所述的設備，其中，所述工件包含一電子電路組件，其由所述雷射射束將所述電子電路組件微調至一預定的性能特徵。
13.如權利要求1所述的設備，其中，所述定位器包含以堆疊配置方式安排的平臺。
14.如權利要求1所述的設備，其中，所述定位器包含以分軸配置方式安排的平臺。
15.如權利要求1所述的設備，其中，所述定位器包含一平面定位平臺。
16.一種用來引導一雷射射束朝向一工件上目標位置，以響應目標位置的坐標位置命令的方法，其包括響應於所述坐標位置命令，相對彼此定位的所述工件以及所述雷射射束；相對於所述坐標位置命令，感測一所述工件實際的坐標位置；產生第一與第二誤差信號，其指示所述坐標位置命令與所述實際的坐標位置之間的差異；響應於所述第一與第二誤差信號中的一個，產生至少一第一位置校正信號；響應於至少所述第一位置校正信號，定位一兩軸操作鏡；以及將所述雷射射束反射至所述工件上的目標位置。
17.如權利要求16所述的方法，進一步包含響應於所述第一與第二誤差信號中的另一個，產生一第二位置校正信號，並且響應於所述第一與第二位置校正信號，定位所述兩軸操作鏡。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述坐標位置命令包含X-軸以及Y-軸的正交坐標位置。
19.如權利要求16所述的方法，其中，所述第一與第二誤差信號符合第一坐標系統，而且所述兩軸操作鏡則是響應於第二坐標系統，並且其中所述方法進一步包含將所述第一與第二誤差信號中至少一個轉換至所述第二坐標系統。
20.如權利要求16所述的方法，其中，所述目標位置的坐標位置命令包含鏡子定位信息，而且所述方法進一步包含響應於所述鏡子定位信息以及至少所述第一位置校正信號，定位所述兩軸操作鏡。
21.如權利要求16所述的方法，其中，所述兩軸操作鏡包含一支點，而且所述方法進一步包含提供一具有一進入光瞳的聚焦透鏡，並且將所述聚焦透鏡設置於所述兩軸操作鏡以及所述工件之間，致使所述進入光瞳位於或者靠近所述支點。
22.如權利要求16所述的方法，進一步包含響應於一系列的坐標位置命令，以一第二軸方向來相對彼此掃瞄所述工件以及所述雷射射束，並且響應於一系列的第一位置校正信號來移動所述兩軸操作鏡。
23.如權利要求16所述的方法，進一步包含響應於所述第二誤差信號而產生一第二位置校正信號，並且響應於所述第一與所述第二位置校正信號，定位所述兩軸操作鏡。
24.一種用來引導一雷射射束朝向一工件上目標位置，以響應目標位置的坐標位置命令的方法，其包括響應於所述坐標位置命令，相對彼此定位所述工件以及所述雷射射束；產生第一與第二位置信號，指示所述定位器的一實際坐標位置；比較所述坐標位置命令以及所述第一與第二位置信號，以產生第一與第二誤差信號，指示所述坐標位置命令以及所述實際坐標位置之間的差異；從所述第一誤差信號產生一第一位置校正信號；提供一具有一支點的第一操作鏡；將一具有一進入光瞳的聚焦透鏡設置於所述第一操作鏡以及所述工件之間，致使所述進入光瞳位於或靠近於所述支點；以及響應於所述第一位置校正信號，促動所述第一操作鏡，用以將所述雷射射束反射至所述工件上的目標位置。
25.如權利要求24所述的方法，其中，所述工件為一接受連接處理應用的半導體晶片，而且所述方法進一步包含從所述第二誤差信號產生一第二位置校正信號；提供一第二操作鏡；以及響應於所述第二位置校正信號，促動所述第二操作鏡，以便將所述雷射射束以相當微小的反射量，反射至所述第一操作鏡的支點附近，以維持一雷射射束光斑的尺寸以及形狀，而適用於所述半導體連接處理應用。
26.如權利要求25所述的方法，其中，所述第一與第二操作鏡中至少一個包含一檢流計驅動裝置。
27.如權利要求25所述的方法，其中，所述第一與第二操作鏡中至少一個為一單軸操作鏡。
全文摘要
雷射射束定位器(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，其執行雷射射束的小角度反射，以補償定位器平臺的交叉軸的定位誤差。由於定位器平臺任一軸可以用於執行工作，因此一種兩軸操作鏡是優選的。在一個實施例中，操作鏡僅用於誤差校正，而不需要以定位器平臺的位置命令來協調。在半導體連接處理(「SLP」)的應用中，一種使用彎曲機構以及壓電驅動裝置來傾倒以及傾斜該鏡子的快速操作鏡是優選的。本發明補償交叉軸的定位時間，致使SLP系統的產量以及精度增加，同時由於該操作鏡的校正會寬鬆化定位器平臺的伺服驅動需求，因而簡化了定位器平臺的複雜度。
文檔編號G02B26/10GK1491398SQ02804686
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月15日 優先權日2001年2月16日
發明者M·溫拉斯, K·布呂朗, H·W·羅, S·斯瓦倫戈, M 溫拉斯, 唄贅, 羅, 覽 申請人:電子科學工業公司