CN1286146C - 电子装置的制造系统 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工装置，其特征在于包括：发出选择地去除在被加工衬底上形成的膜的一部分的激光的激光振荡器；将从激光振荡器发出的激光照射到上述被加工衬底的任意位置上的激光扫描照射系统；以及使从上述激光振荡器发出的激光仅对上述被加工衬底的必须去除的区域的膜垂直入射的入射装置。

Description

电子装置的制造系统
技术领域
本发明涉及包括用于形成半导体器件之类的电子装置的激光加工系统、成膜系统和图案形成系统的加工系统。
背景技术
半导体器件的制造中的平版印刷(又称光刻)工序中，在半导体晶片上进行光刻胶涂敷、曝光和显影。该平版印刷工序中，需要上层的图案和下层的图案的对位来进行图案曝光。图案的曝光使用一般的曝光装置。
曝光装置中具有检测下层图案位置的对齐机构。对位机构通过检测配置下层图案的对位标记位置来计算曝光上层图案的位置。平版印刷工序结光束后，为检查第一层和第二层的位置偏差，而进行对合偏差检查。通过对位偏差检查来配置对位偏差检查标记。对位偏差检查装置测定该对位偏差检查标记的位置。对齐检测和对位偏差位置检测一般由光学位置检测装置进行。对齐标记和对位偏差检查标记经过与半导体集成电路相同的处理过程，因此有时在标记上形成透明度低的膜。这样，标记上形成透明度低的膜时，难以识别对齐标记和对位偏差检查标记的位置。因此，需要去除对齐标记上形成的透明度低的膜。
但是，已有的激光加工装置中，出现不能正确去除标记上的不透明膜，去除到不想去除的区域的问题。
上述的平版印刷工序中，曝光时的对位精度的变差成为问题。光刻胶从基底的凹凸处非对称地成膜是该问题的主要成因。作为解决该问题的方法，日本专利特开平62-252136、特开昭63-117421、特开平2-298017号公报中公开了通过激光加工作为感光膜的光刻胶膜的方案。
但是，近年来通过引入化学机械抛光(CMP)把加工表面(主要是SiO2)平坦化来解决上述问题。然而，该衬底上形成光刻胶膜进行图案化时，存在随着驻波产生图案变差的问题。驻波是由于突出光刻胶膜的曝光光通过氧化膜而在金属、聚合硅等的反射面处返回的反射光在光刻胶膜中与入射光干涉产生的。因此，为防止光刻胶膜中产生的驻波，在光刻胶膜的下面使用用于抑制来自曝光光的底下的反射的反射防止膜。但是，通过形成反射防止膜，检测曝光时被加工衬底上的图案位置信息所需要的对齐标记的观察变得困难。在经过为实现位置信息检测的高精度化而安装的将曝光光用于对齐光的掩模和透镜的对齐中，由于有反射防止膜不能完全看到对齐标记的问题出现了。通过激光加工去除该反射防止膜的方法在特开平2001-15407号公报中公开。
通过激光去除有机膜有很多公开技术，如初始有日本专利特开昭62-252136、特开昭63-117421、特开平2-298017号公报，还有特开平5-3143、特开平5-198496、特开平7-161623、特开平10-113779号公报，但这些中的任何一个都是对被加工膜直接照射激光来使有机膜气化，但此时产生的异物(有机膜的激光烧损残渣)散布在被加工区域周围，出现产生缺陷不良的问题。加工部边界通过激光加工时产生的热而卷曲的问题也出现了。
如上所述，原来的激光加工装置中，不能正确去除标记上的不透明膜，去除到不想去除的区域中，包含对位标记的区域上的有机膜或无机膜通过激光的能量射线照射去除时，在去除区域周围散布异物，出现产生缺陷不良的问题，所以要求一种加工系统，对被加工衬底照射激光进行去除时，在可仅正确去除去除区域的激光加工装置和被加工衬底的加工面中，可抑制能量射线照射区域附近的损伤，减少伴随能量射线照射的飞散物的产生。
发明内容
根据本发明的一个实施例的一种激光加工装置，其特征在于包括：发出选择地去除在被加工衬底上形成的膜的一部分的激光的激光振荡器；将从激光振荡器发出的激光照射到上述被加工衬底的任意位置上的激光扫描照射系统；以及使从上述激光振荡器发出的激光仅对上述被加工衬底的必须去除的区域的膜垂直入射的入射装置。
根据本发明的另一个实施例的成膜系统，包括：保持1块以上的被加工衬底的承载台；向上述被加工衬底主面提供包含溶剂的涂膜形成用药液来在上述主面上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成装置；去除在上述涂敷液薄膜中包含的溶剂来形成涂敷薄膜的涂敷薄膜形成装置；从能量照射器向上述主面照射能量射线，选择地去除上述表面的至少上述涂敷薄膜的一部分的激光加工装置；连接上述承载台、涂敷液薄膜形成装置、涂敷薄膜形成装置和激光加工装置来运进运出上述被加工衬底的运送装置。
根据本发明的再一个实施例的图案形成系统，包括：保持1块以上的被加工衬底的承载台，该被加工衬底包含在主面侧上形成对位标记的半导体衬底；在上述被加工衬底主面上形成第一薄膜的第一薄膜形成装置；向上述主面提供包含感光剂和溶剂的涂膜形成用药液来在第一薄膜上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成装置；去除由上述涂敷液薄膜形成装置形成的上述第一涂敷液薄膜中包含的溶剂来形成感光性薄膜的涂敷薄膜形成装置；从能量照射器向上述主面照射能量射线，选择地去除上述被加工衬底上的至少上述感光性薄膜和第一薄膜的一部分的激光加工装置；检测上述主面侧的对位标记并基于检测到的对位标记的位置信息在上述感光性薄膜上形成潜像的潜像形成装置；在形成上述潜像的感光性薄膜表面上作用腐蚀液或腐蚀气体，选择地去除该感光性薄膜的至少一部分来形成感光性薄膜图案的感光性薄膜图案形成装置；连接上述承载台、涂敷液薄膜形成装置、涂敷薄膜形成装置和激光加工装置来运进运出上述被加工衬底的运送装置。
根据本发明的又一个实施例的半导体器件的制造方法，包括下列工序：在具有对位标记的半导体衬底的主面上形成第一薄膜；对包含上述对位标记的区域上的上述第一薄膜照射第一能量射线，选择地去除上述第一薄膜的一部分；向上述第一薄膜上提供包含感光物质和溶剂的药液来形成涂敷液薄膜；去除上述涂敷液薄膜中包含的溶剂来形成感光性薄膜；将上述半导体衬底移入潜像形成装置并经选择地去除上述第一薄膜的区域向上述对位标记照射参照光来识别该标记位置；基于识别的上述对位标记的位置向上述感光性薄膜上的规定位置照射第二能量射线来在该感光性薄膜上形成潜像；基于在上述感光性薄膜上形成的潜像选择地去除上述第一薄膜的至少一部分来形成第一薄膜图案。
根据本发明的还有一个实施例的半导体器件的制造方法，包括下列工序：在具有对位标记的半导体衬底的主面上形成第一薄膜；对上述第一薄膜提供包含感光性物质和溶剂的药液并在第一薄膜上形成涂敷液薄膜；去除上述涂敷液薄膜中包含的溶剂来形成感光性薄膜；对包含上述对位标记的区域上的上述感光性薄膜照射第一能量射线，选择地去除上述感光性薄膜和第一薄膜的一部分；经选择地去除地上述第一薄膜的区域向上述对位标记照射参照光来识别上述标记的位置；基于识别的上述对位标记的位置向上述感光性薄膜上的规定位置照射第二能量射线来在该感光性薄膜上形成潜像；基于上述感光性薄膜上形成的潜像选择地去除上述第一薄膜的一部分来形成感光性薄膜图案，照射第一能量射线时，至少向第一能量射线的照射区域提供液体。
根据本发明的另一个实施例的半导体器件的制造方法，包括下列工序：在具有对位标记的半导体衬底的主面上提供包含感光物质和溶剂的药液来形成涂敷液薄膜；去除上述涂敷液薄膜中包含的溶剂来在上述半导体衬底上形成感光性薄膜；向包含上述对位标记的区域上的上述感光性薄膜照射第一能量射线来选择地去除上述感光性薄膜的一部分；将上述半导体衬底移入潜像形成装置并经选择地去除上述感光性薄膜的区域向上述对位标记照射参照光来识别该标记位置；基于识别的对位标记的位置向上述感光性薄膜上的规定位置照射第二能量射线来在感光性薄膜上形成潜像；基于上述感光性薄膜上形成的潜像选择地去除上述薄膜来形成薄膜图案，照射第一能量射线时，至少向第一能量射线的照射区域提供液体。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第一实施例的激光加工装置的图；
图2是示意性地表示本发明的第二实施例的激光加工装置的图；
图3是示意性地表示本发明的第三实施例的激光加工装置的图；
图4是示意性地表示本发明的第四实施例的激光加工装置的图；
图5是示意性地表示本发明的第四实施例的激光加工装置的有孔板和孔切换机构的图；
图6是说明本发明的第四实施例的激光加工装置的孔旋转机构的图；
图7是示意性地表示本发明的第五实施例的激光加工装置的图；
图8是示意性地表示本发明的第六实施例的激光加工装置的图；
图9是表示本发明的第七实施例的图案形成系统的示意性构成方框图；
图10是表示图9的图案形成系统的变形例简略结构的框图；
图11是示意性地表示使用本发明的第八实施例的光学元件的孔和孔旋转机构的图；
图12是表示图11的光学元件和由此形成的光束形状的图；
图13是示意性地表示本发明的第九实施例的图案形成系统的框图；
图14是表示本发明的第十实施例的衬底运送机构运送被加工衬底的流程的图；
图15A～15J是用于说明第十实施例形成的半导体器件的制造工序的图；
图16是在第十实施例中形成的半导体器件的制造工序中腐蚀绝缘膜的状态的图；
图17A～17I是用于说明第十一实施例形成的半导体器件的制造工序的图；
图18是示意性地表示本发明的第十二实施例的图案形成系统的框图；
图19是示意性地表示本发明的第十三实施例的图案形成系统的框图；
图20A～20D是用于说明第十三实施例形成的半导体器件的制造工序的图；
图21是示意性地表示本发明的第十四实施例的图案形成系统的框图；
图22A～22C是用于说明第十四实施例形成的半导体器件的制造工序的图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施例。
图1示意性地表示本发明的第一实施例的激光加工装置100。
该激光加工装置100至少包括：激光振荡器102、可装载保持被加工衬底110的托台111、包围装载被加工衬底的托台111的罩181。
罩181具有防止向被加工衬底上提供的药液飞散的功能。罩181的底部设置用于排出药液108的排放口182。
设置对被加工衬底110的被加工面110a提供药液108的药液提供喷嘴183。从药液提供喷嘴183提供的药液有激光加工时使用的液体、去除该液体时使用的挥发性高的溶液、光刻胶药液等。药液提供喷嘴183上设置压电元件170及控制该压电元件170的驱动的压电元件驱动控制电路171。
压电元件170对被加工衬底110的至少加工面110a的激光照射区域的药液施加超声波振动，可去除通过激光照射产生的气泡。
可在被加工衬底110和隔板184之间移动药液提供喷嘴183，可向被加工衬底主面上可提供药液。或者暂时将窗口107a、药液提供喷嘴183、压电元件170向衬底上方移动。
对激光透明的隔板184和窗口107a至少具有防止药液108在激光加工时的散水功能、防止来自信息的喷溅等附着在被加工衬底110表面的功能。
药液108在被加工衬底110的加工面110a中可夺取激光照射区域附近的激光照射产生的热，而且，可减少通过激光照射产生蒸发物的趋势。药液中可实际使用纯水、氨的水溶液。基本上被加工衬底110的加工面110a的激光照射区域浸渍到药液中。
该激光加工装置100上还包括：控制激光振荡器102的激光振荡控制单元103、光学系统104、观测系统105和在激光与加工对象物的加工面之间相对移动的扫描系统106。
本装置中，激光振荡器102上使用Q-开关Nd YAG激光器。该激光振荡器102可照射基本波(波长1064nm)、二次谐波(波长532nm)、三次谐波(波长355nm)、四次谐波(波长266nm)中的任一波长的激光102a。从激光振荡器102照射的激光102a的脉冲宽度设定在约10nsec，激光照射区域通过未图示的分割机构在边长为10μm～500μm(10μm×10μm～500μm×500μm)的范围内进行调整。加工振荡器102的激光振荡频率设定为10kHz。该激光振荡器102的激光102a的振荡控制、照射区域的控制等由激光振荡控制单元103进行。
从激光振荡器102照射的激光102a顺序透过光学系统104、观测系统105、扫描系统106照射到被加工衬底110的加工面。观测系统105至少包括从光轴取出激光102a的半反射镜105a、和观察通过该半反射镜105a取出的激光的观测用相机105b。使用该观测系统105可调整激光照射位置的对齐。
扫描系统106至少包括在被加工衬底110的加工面110a中或移动激光102a的照射位置或连续扫描激光102a的扫描镜106a、和驱动控制该扫描镜106a的扫描控制部106b。即，该激光加工装置100中，通过扫描系统106的扫描镜106a可改变激光的照射位置。而且，扫描镜106a和被加工衬底110之间设置会聚透镜120，被加工衬底的加工面110a上大致垂直入射激光102a。
被加工衬底由连接于托台111的晶片旋转机构121旋转，被加工衬底110的旋转由传感器122和旋转控制机构123控制旋转角。该实施例中，将旋转机构连接驱动控制装置，在水平方向和垂直方向上移动夹持器，使得可改变激光的照射位置。
该实施例中，通过旋转机构，可实现会聚透镜120的小型化，减小扫描镜106a的旋转角度，可使激光加工系统小型化。
图2示意性地表示本发明的第二实施例的激光加工装置。图2中，对与图1相同的部件上附以相同的符号，其说明从略。
该实施例的激光加工装置100中，被加工衬底110装载在托台111上，该托台111可在贮存浸透渍其加工面110a的激光照射区域的液体(药液)的夹持器107中旋转。
对应装载的被加工衬底的形状，夹持器107的平面形状可适当变更。例如，装载半导体晶片这样的圆盘状被加工衬底时，可使用平面圆形形状的夹持器。液晶显示装置使用的石英玻璃衬底、装载印刷布线衬底这样的矩形形状的加工对象物时，可使用平面矩形形状的夹持器。当然，平面矩形形状的夹持器上可装载半导体晶片这样的圆盘形状的被加工衬底。
夹持器107还具有覆盖被加工衬底及至少浸渍加工面的液体、对激光透明的窗口107a。从激光振荡器102振荡的激光102a透过该窗口107a、液体108照射到被加工衬底110的加工面110a上。窗口107a至少具有防止夹持器107中贮存的液体108在激光加工时散水的功能和防止来自信息的喷溅等附着在被加工衬底110表面的功能。
液体108在被加工衬底110的加工面110a中可夺取激光照射区域附近的激光照射产生的热，而且，可减少通过激光照射产生蒸发物的趋势。液体中可实际使用纯水、氨的水溶液。基本上被加工衬底110的加工面110a的激光照射区域浸渍到液体中，但为更多地夺取热并且进一步减少蒸发物的趋势，被加工衬底整个浸在液体中。
该激光加工装置100包括使夹持器107中贮存的液体108流动的液体流动装置109。液体流动装置109基本上是泵，通过流入管109a和流出管109b连接于夹持器107，使流体108循环。即，流体流动器109使夹持器107中贮存的液体108流动，以连续去除通过激光照射在激光照射区域中产生的气泡，并且为使激光中不产生不规则的紊乱，可使液体沿着一定方向、以一定流速循环。流体流动器109可至少在进行激光加工时被驱动。
并且，本装置包括在夹持器107的里面上设置的压电元件170及控制该压电元件170的驱动的压电元件驱动控制电路171。压电元件170对被加工衬底110的至少加工面110a的激光照射区域的液体108施加超声波振动，可去除通过激光照射产生的气泡。
图3示意性地表示本发明的第三实施例的激光加工装置。图3中，对与图2相同的部件上附以相同的符号，其说明从略。
即，该实施例的激光加工装置100中，被加工衬底110直接装载，不在贮存浸渍其加工面110a的激光照射区域的液体的夹持器107中旋转。
夹持器107可在中央部分装载保持加工衬底，以在周围部分设置贮存液体的堤坝的托盘形状构成。与第二实施例同样，对应装载的被加工衬底的形状，夹持器107的平面形状可适当变更。
在扫描系统中不使用镜子，而是使用利用了应用声音光学效应的声音光学调制元件和声音光学偏向元件等声音光学元件的光束扫描器。扫描系统中使用声音光学元件，则与机械地改变镜子方向扫描被加工衬底表面的方式相比，扫描系统的大小减小。对于使用声音光学元件的扫描系统而言，例如在特开平10-83002号公报中有记载。
图4示意性地表示本发明的第四实施例的激光加工装置。图4中，与图2相同的部件上附以相同的符号，其说明从略。
即，在该实施例的激光加工装置100中，设置形成了将激光102a成形为规定大小和形状的多个孔的有孔板124。有孔板124通过孔切换机构125可交换为任意形式的孔。如图5所示，有孔板124上具有使各孔124a、与被加工衬底110的旋转角1同步地旋转2次的孔旋转机构124b。该孔旋转机构124b的旋转角与被加工衬底110的旋转角同步。
关于需要该孔旋转机构124b的理由，用图6A，B说明。在晶片芯片上配置对位标记等。如图6A所示，例如使被加工衬底110旋转角度1时，被加工衬底110内的各芯片110a内形成的对位标记110b也旋转。因此，如图6B所示，对应被加工衬底110(对位标记110b)的旋转，若改变使孔124a旋转角度2照射的激光的形状，则可去除对位标记110b上的膜。关于对标记的照射位置，通过扫描系统106从预先输入的标记坐标来进行控制。
图7示意性地表示本发明的第五实施例的激光加工装置。图7中，与图2相同的部件上附以相同的符号，其说明从略。
即，该实施例的激光加工装置100中，在有孔板124后设置用于放大缩小光束大小的光束透镜光学系统128。
第四实施例中，通过有孔板124上设置的孔124a改变激光的大小和形状。可设置在有孔板124上的孔的数目有限，但该实施例中，由于设置可变更激光大小的光束透镜光学系统128，可增加可形成的激光大小和形状的数目。
图8示意性地表示本发明的第六实施例的激光加工装置。图8中，与图2相同的部件上附以相同的符号，其说明从略。
本装置表示出包含反射或透射激光的光学部件(棱镜、反射镜等)，在封闭空间500中设置光学系统104、孔124、观测系统105、扫雪106、会聚透镜120，用来自清洗系统501的N2等清洗气体清洗封闭空间500内部的结构。
光学系统附近漂浮的化学污染引起与激光的光化学反应，产生浑浊，该实施例中对光学部件清洗保护其免受浑浊污染。
作为激光加工装置，不限于上述实施例。例如，作为对于被加工衬底大致垂直入射激光的装置，结构可以是向其射出光对被加工衬底大致垂直入射的光纤入射激光，使光纤相对被加工衬底移动，将激光照射在被加工衬底的任意位置上。
对包含本发明的实施例的上述的激光加工装置的图案形成系统进行说明。
图9是示意性地表示上述的图案形成系统的框图。
如图9所示，用轨道241在被加工衬底的主面上涂敷光刻胶等。涂敷光刻胶后，通过设置在轨道241内部的激光加工装置208去除标记上的光刻胶膜和绝缘膜。之后，通过衬底运送机202将被加工衬底运送到曝光装置220来进行曝光。曝光后，通过运送机202将被加工衬底运送到轨道241上，进行光刻胶膜的显影处理。显影处理后，通过运送机202将被加工衬底运送到对位偏差检查装置243，检查与形成了对位偏差检查用标记(反射标记)的图案的偏差。
激光加工装置100、曝光装置220和对位偏差检查装置243由在线控制部244或在线接口连接。这样，激光加工装置激光加工对齐标记和对位偏差检查标记等时，在计算标记坐标时，在线地从曝光装置220和对位偏差检查装置243得到晶片芯片坐标、对齐标记位置、对位偏差检查标记位置。当然，激光加工装置100上也可直接输入。
如本系统所示，轨道241内装载激光加工装置100，使得可实现光刻胶涂敷、激光加工、曝光连续的工序，可缩短工序时间。
如图10所示，可将激光加工装置100与轨道241分别配置。图10中，与图9相同的装置附以相同的符号，省略其详细说明。
下面，示意性地表示使用本发明的第八实施例的光学元件的孔和孔旋转机构。
孔和孔旋转机构上使用将与激光的直径相比非常小的方向可更别改变的多个微反射镜二维排列的光学元件(例如，Digital Micromirror Device，(数字微反射镜器件，德州仪器公司的商标))。光学元件通过控制各个微反射镜的方向可形成任意大小和形状的光学像。因此，通过控制构成该光学元件的各个微反射镜的方向可照射对应于标记的大小和方向的光学像的激光。
即，如图11所示，具有入射激光102a的多个微反射镜排列成矩阵状的光学元件150和控制排列的各微反射镜的方向的控制部152。微反射镜150通过电信号等对各微反射镜等控制微反射镜的方向。
如图12A～C所示，在该微反射镜150中，通过控制各微反射镜151的方向，可形成希望的光束成形形状161a，161b，161c。
光束成形形状与晶片的旋转同步来旋转，如所示那样，通过控制各微反射镜151的方向，可旋转光束成形形状，具有作为孔和孔旋转机构的功能。该微反射镜150中希望的光束成形不限定于旋转，可任意改变膨胀伸缩等形状。
该光学元件可使用控制各微反射镜并将激光照射到被加工衬底的任意位置的扫描系统。
下面，作为本发明的第九实施例，说明组合了上述的激光加工装置的图案形成系统。
图13是表示图案形成系统的一例的框图。
图案形成系统20包括成膜系统200和曝光装置220。成膜系统200将衬底运送机202连接于可装载1块以上的被加工衬底的承载台201。衬底运送机202连接第一衬底调温装置203、防反射药液涂敷装置204a、第一溶剂去除装置204b、1单元的第二衬底调温装置205、旋转涂敷型的光刻胶药液涂敷装置206、2单元的第二溶剂去除装置207、1单元的激光加工装置100、1单元的第三衬底调温装置209、3单元的PEB(后曝光烘烤)工序用加热装置210、2单元的显影单元211。
成膜系统200中，狭义地讲，在虚线内部包围的部分是成膜系统，PEB工序用加热装置210、显影单元211是图案形成系统的结构，但PEB工序用加热装置210、显影单元211包含在成膜系统中。
曝光装置220与成膜系统200分别构成，连接于衬底运送机202上。曝光装置220使用以ArF受激准分子激光器(193nm)为光源，经曝光用掩模在衬底上复制掩模像的投影曝光装置。
作为本发明的第十实施例，使用上述的成膜系统200和曝光装置220的半导体器件的形成方法如下所述
图14中表示衬底运送机202运送的半导体衬底的流程。图15A~G是说明半导体器件的制造工序的剖面图。
该实施例中，说明光刻胶膜形成后进行激光加工，在激光照射时使用的液体为水的情况。
首先，半导体器件的形成过程中容纳12英寸(φ300mm)的半导体衬底300的支架装载在承载台201上。半导体衬底300如图15A所示，在半导体衬底301上形成的槽内埋置40个对位标记302和20个未示出的配合精度测定标记。半导体衬底301上形成布线等的图案303，覆盖图案303来形成将表面平坦化的绝缘膜304。通过衬底运送机202将半导体衬底300从承载台201运送到第一衬底调温装置203。半导体衬底300在第一衬底调温装置203中将衬底温度调整到预定温底，温度调整了的半导体衬底300运送到防反射药液涂敷装置204a中。
在防反射药液涂敷装置204a中一边将包含防反射膜的药液提供给被加工衬底主面的绝缘膜304一边且进行旋转，使得半导体衬底的主面上形成包含防反射材料的一定膜厚的液体膜。此时的液体膜的膜厚为60nm，相对于固体成分的溶剂量约为10％。接着，如图15B所示，将该半导体衬底300运送到第一溶剂去除装置204b，加热来去除液体膜中的残留的溶剂，在绝缘膜304上形成膜厚56nm的防反射膜305。接着，将上述半导体衬底300运送到第二衬底调温装置205中。
接着，在第二衬底调温装置205中将冷却的半导体衬底300运送到光刻胶药液涂敷装置206中。光刻胶药液涂敷装置206旋转上述半导体衬底同时在防反射膜上滴下以乙基乳酸为主成分的光刻胶溶剂，通过离心力拓宽，形成500nm的均匀的光刻胶液体膜。接着，如图15C所示，半导体衬底300被移动到第二溶剂去除装置207并加热，去除光刻胶液体膜中残留的溶剂，形成膜厚400nm的光刻胶膜306。
如图15D所示，在表面上形成光刻胶膜306的半导体衬底300运送到激光加工装置100中。激光加工装置100中将上述半导体衬底装载在夹持器107内的托台111上。边慢慢旋转半导体衬底300边通过流体流动装置109在夹持器107内贮存纯水并提供给衬底主面。另外，此时，通过压电元件170向液体108施加超声波。
通过观测系统105检测半导体衬底300的切口(notch)，大致识别坐标，在衬底面上设置的观测用相机(CCD相机)105b的图像和包含预先取得的对位标记的区域登记的图像模板进行对比，识别衬底上的对位标记的位置，基于该识别信息照射激光102a.按每个场所的500msec左右的照射时间进行激光加工，除去曝光装置220使用的对位标记302、配合精度测定标记部上的光刻胶膜306及其下面的防反射膜305。半导体衬底300的整个面用50秒结光束全部的标记加工。
观察激光加工后的光刻胶膜的结果是没有产生空洞、位错、隆起等缺陷。而且激光照射区域附近也未观察到飞散物。
该处理时间是比潜像形成系统的每一块的处理时间短的时间，是基于潜像形成装置的处理时间预先设定的值。是为达到该时间对激光加工装置的每个脉冲的激光输出和脉冲数作自动调整的结果得到的时间。
激光加工装置100的处理时间比潜像形成系统的处理时间短，从而潜像形成系统的处理结光束之前，可对潜像形成系统准备应新处理的被加工衬底，这样生产量不改变。
接着，在排出夹持器107中储存的水108后，半导体衬底300高速旋转，把表面的水大体去除。之后，再将半导体衬底300运送到第二溶剂去除装置207进行加热。半导体衬底300的加热温度为200度。这里进行半导体衬底300的加热是为了去除光刻胶膜306表面的吸附水，使整个光刻胶膜面同样在曝光环境中。不进行该处理的情况下，与水接触的部分中，由于稍微残留了水分，使得曝光产生的酸在膜中移动，产生图案的不良。
接着，使用衬底运送机202将该半导体衬底300从成膜系统200通过联机运送到曝光装置220处。
曝光装置220中，首先如图15E所示，由使用与曝光波长相同波长的对齐光307的对位检测器检测半导体衬底300的对位标记302。此时，对位标记302上的防反射膜被去除了，因此得到良好的检测强度。如原来那样，未去除对位标记302上的防反射膜时，不能全部检测出对位标记302。
基于对位标记的位置信息，如图15F所示，对光刻胶膜306的曝光部306a曝光，在光刻胶膜306上形成潜像。潜像形成工序后，将半导体衬底300运送到PEB工序用加热装置210中，进行半导体衬底的加热处理(PEB)。加热处理实施来进行使用的光刻胶(化学增强型光刻胶)与酸的催化剂反应。
该加热处理后，如图15G所示，向显影单元211运送半导体衬底300进行光刻胶膜306的显影，形成光刻胶图案309。形成的光刻胶图案309的对位精度在±5nm以下。
接着，从图案形成系统收回衬底，运送到腐蚀装置212中，将光刻胶图案309作为掩模腐蚀绝缘膜304。这里如图16所示，为观察对位标记302，通过激光加工去除光刻胶膜306和防反射膜305的区域有时在后面的工序中出现问题(腐蚀标记，表面形状变差等)。这样问题出现时，曝光工序结光束后到腐蚀之前的时间里，如图15H所示，用有机膜等保护膜310选择地覆盖对位膜。保护膜310通过后面的腐蚀工序中将选择比高的材料选择地放置在去除光刻胶膜的区域中来形成。选择的涂敷通过从喷嘴(例如注射针)落下药液来进行。
之后，如图15I所示，防反射膜305和绝缘膜304顺序腐蚀，形成槽。随后，如图15J所示，去除保护膜310、光刻胶图案309和防反射膜305。
如以上说明，本实施例中，激光照射区域中流动液体，使得可抑制激光照射区域附近的损伤，并且可减少随着能量射线的照射产生的飞散物。将激光加工装置设置在图案形成系统(成膜系统)中，可抑制激光加工时制品形成需要的时间。
而且，用装载在成膜、潜像形成、显影(腐蚀)构成的图案形成系统(此时的激光加工装置是成膜系统)，可非常有效地达到目的。
该实施例的作用效果如特开平7-161623号公报那样，在曝光装置中设置激光加工装置，难以将流动性液体提供给被加工衬底的加工点或处理后进行加热。另一方面，该激光加工装置单独设置时，如特开平7-161623号公报那样仅用一个批处理来进行激光加工，制品形成需要的时间增大了。
本实施例中，潜像形成系统中使用ArF投影曝光装置，但并不限于此。潜像形成系统中，ArF投影曝光装置自不必说，可使用具有其他曝光光源的装置、曝光电子射线曝光装置、X射线曝光装置、EUV(Extreme Ultra Violet，超紫外)曝光装置等这样的潜像形成装置。
为去除光刻胶膜和防反射膜照射了激光，但除激光外，即便使用离子光束或电子射线等的能量射线也可去除光刻胶膜和防反射膜。
该实施例中，激光加工时，向作为液体的纯水施加超声波来使用。超声波用于使异物容易从衬底、膜表面剥离。不简单地使用纯水，若是边氧化分解异物边去除的目的，则可使用臭氧、氧等的氧化性气体。在容易去除异物的情况下，不可使用超声波施加(装置)。
在异物容易附着在光刻胶膜表面上时，可边使用溶解了氢的含氢水边进行激光加工。由于处于其他异物容易剥离的环境中，可使用溶解氯化氢等的酸性水、溶解了氨等的碱性水等。
另外，激光加工时使用的液体可使用光刻胶表面不受到损坏的有机溶剂。有机溶剂是快干性的，若不吸附在光刻胶表面，则可不进行后工序的加热处理。
本发明中，从成膜系统，从潜像形成系统(曝光装置)、从潜像形成系统(曝光装置)的显影系统之间都通过机械运送按单片式构成。但不限于此，曝光装置与成膜系统分别设置时，在其间通过手工运送或机械运送以数块的批量形式进行也无妨。
激光加工装置的结构不限于图示的装置，可以是在半导体衬底的加工区域表面上产生液体流同时进行激光照射的形式。
该实施例中，用旋转涂敷法形成防反射液体膜和光刻胶膜(涂敷液体膜)，但可使用从药液喷嘴将药液滴落在被加工衬底表面上并相对移动该衬底和该喷嘴的线状涂敷法等来形成。此时，液体膜中的溶剂量非常多，因此去除溶剂过程中替代加热装置而使用减压装置。此时，暴露于饱和蒸汽压附近的减压状态来去除溶剂，也可进行加热。在激光加工机中设置加热装置或在成膜系统内设置第三溶剂去除装置，使用它们来进行激光加工后的加热。
作为本发明的第十一实施例，对将在纯水中溶解臭氧的溶液用作激光照射时使用的液体来去除防反射膜的例子进行说明。
本实施例中使用的成膜系统200的结构与第九实施例相同，因此仅说明半导体器件的制造过程
图17A～17I表示本发明的第十一实施例的半导体器件的制造工序。
首先，半导体器件的形成过程中的12英寸(φ300mm)的半导体衬底300装载在承载台201上。上述半导体衬底300如图17A所示，在半导体衬底301上形成的槽内埋置40个对位标记302和20个未示出的配合精度测定标记。半导体衬底301上形成布线等的图案303，覆盖图案303来形成将表面平坦化的绝缘膜304。通过衬底运送机202将半导体衬底300从承载台201运出。运出的半导体衬底300插入在第一衬底调温装置203中，将衬底温度调整到预定温度。温度调整了的半导体衬底300运送到防反射药液涂敷装置204a中。
防反射药液涂敷装置204a中将包含防反射膜的药液边提供给其主面的绝缘膜304上边旋转衬底。使得在半导体衬底301上形成一定膜厚的液体膜。此时的液体膜的膜厚为60nm，相对于固体成分的溶剂量约为10％。
接着，如图17B所示，将该半导体衬底300运送到第一溶剂去除装置204b，加热来去除液体膜中的残留的溶剂，形成膜厚56nm的防反射膜305。接着，将上述半导体衬底300运送到第二衬底调温装置205中并冷却。
主面上形成防反射膜的衬底被运送到如上述的例如图1所示的激光加工装置中。
接着，如图17C所示，边慢慢旋转衬底边将对在纯水中溶解了臭氧气体的溶液(下面叫做臭氧水)施加了超声波的液体提供给衬底主面。臭氧水对激光的透射率非常高，但考虑激光加工的稳定性(焦点位置、加工位置变动)，在半导体衬底上方经0.5mm的间隙设置与半导体衬底平行地石英玻璃板107a，半导体衬底和石英板构成的空间中提供臭氧水108。检测出半导体衬底300的切口大致识别坐标，衬底上面设置的观测用相机105b的图像和包含预先取得的对位标记的区域登记的图像模板进行对比，识别衬底上的标记。接着基于对位标记的识别信息照射激光来加工防反射膜。
按每个场所的500msec左右进行激光照射，除去潜像形成系统使用的40个对位标记部和20个配合精度测定标记的防反射膜。衬底的整个面用50秒结光束全部的标记加工。该时间是比潜像形成系统的每一块的处理时间短的时间，是基于潜像形成装置的处理时间预先设定的值。是为达到该时间对激光加工装置的每个脉冲的激光输出和脉冲数作自动调整的结果得到的时间。
接着，通过高速旋转大体去除半导体衬底300的表面的臭氧水108，而且运送到第一溶剂去除装置204b。半导体衬底300的加热温度为200度。这里进行加热是为了去除防反射膜305表面的吸附水，使曝光环境相同。不进行该处理的情况下，与水接触的部分中，由于稍微残留了水分，使得曝光产生的酸在膜中移动，产生图案的不良。
接着，将加热的半导体衬底300运送到第二衬底调温装置205并冷却后，将冷却的半导体衬底300运送到光刻胶药液涂敷装置206处。光刻胶药液涂敷装置206中旋转半导体衬底300并在防反射膜305上滴落以乙基乳酸为主成分的光刻胶溶剂，通过离心力拓宽，形成500nm的均匀的光刻胶液体膜。
接着，将在表面上形成光刻胶液体膜的半导体衬底300移动到第二溶剂去除装置207并加热，如图17D所示，去除光刻胶液体膜中残留的溶剂，形成膜厚400nm的光刻胶膜306。
接着使用衬底运送机将半导体衬底从成膜系统运送到潜像形成系统，进行在联机运送。
曝光装置220中，首先如图17E所示，由在对齐307时使用与曝光波长相同波长的对位检测器检测半导体衬底300的对位标记。此时，得到良好的检测强度。
如图17F所示，基于对位检测器测定的位置信息，对光刻胶膜306曝光形成曝光部306a。如原来那样，未去除对位标记上的防反射膜时，不能全部检测出对位标记(强制进行时，在后面进行显影形成的光刻胶图案的配合精度为±70nm，几乎不能制造半导体器件)。
潜像形成工序后，运送到成膜系统200的PEB工序用加热装置210中，进行上述半导体衬底300的加热处理。加热处理(PEB)实施来进行使用的光刻胶(化学增强型光刻胶)与酸的催化剂反应。
该加热处理后，如图17G所示，运送到显影单元211，进行光刻胶膜306的显影，形成光刻胶图案309。形成配合精度在±5nm以下的希望的光刻胶图案309。
如图17H所示，将光刻胶图案309作为掩模腐蚀下面的防反射膜305和绝缘膜304，如图17I所示，去除光刻胶图案309和防反射膜305。
如以上说明，本实施例中，激光照射区域中流动液体，使得可抑制激光照射区域附近的损伤，并且可减少随着能量射线的照射产生的飞散物。将激光加工装置设置在图案形成系统(成膜系统)中，可抑制激光加工时制品形成需要的时间。
激光加工时，向在纯水溶解了臭氧的溶液施加超声波来使用。使用溶解臭氧的纯水目的是通过臭氧氧化分解防反射膜上的异物。同样的目的，可在纯水中溶解氧等氧化性气体来使用。
在异物容易附着在防反射膜表面上时，可边使用在纯水中溶解了氢的含氢水边进行激光加工。由于处于其他异物容易剥离的环境中，可使用在纯水中溶解氯化氢等的酸性水、纯水中溶解了氨等的碱性水等。超声波用于使异物容易从衬底和膜表面剥离。
本实施例潜像形成系统中使用ArF投影曝光装置，但并不限于此。潜像形成系统中，ArF投影曝光装置自不必说，可使用具有其他曝光光源的装置、曝光电子射线曝光装置、X射线曝光装置、EUV曝光装置等这样的潜像形成装置。
本发明中，从成膜系统，从潜像形成系统(曝光装置)、从潜像形成系统(曝光装置)的显影系统之间都通过机械运送按单片式构成。但不限于此，曝光装置与成膜系统分别设置时，在其间通过手工运送或机械运送以数块的批量形式进行也无妨。
图18是表示使用组合了本发明的第十二实施例的涂敷膜形成装置和激光加工装置的成膜系统200的图案形成系统的框图。图18中，与图13相同的装置附以相同符号，其说明从略。
该成膜系统中，第九实施例中作为分开的装置的光刻胶药液涂敷装置和激光加工装置为一个装置，设置带激光加工器的光刻胶药液涂敷装置406。该装置406也使用旋转涂敷类型。
该实施例中，作为潜像形成系统，使用将KrF受激准分子激光器(248nm)作为曝光光源，经曝光用掩模在衬底上转录图像的投影曝光装置。
接着，说明使用如图18所示的系统的半导体器件的制造工序，但由于制造工序与第十实施例相同，因此省略详细的制造工序的说明，仅说明与激光加工和光刻胶膜涂敷相关的工序。
在被加工衬底上形成防反射膜后，在将被加工衬底移入带激光加工器光刻胶药液涂敷装置。对于被加工衬底，首先进行去除40个潜像形成装置使用的对位标记部处和20个配合精度测定标记处的防反射膜的药液工序。
带激光加工器光刻胶药液涂敷装置大概是除图1所示之外，在被加工衬底110和隔板184之间可移动光刻胶提供喷嘴183，在被加工衬底主面上提供光刻胶药液。
首先，将被加工衬底装载在托台111上。接着在衬底上方配置向衬底上提供对光刻胶溶液中使用的溶剂具有溶解性的乙基乳酸(光刻胶溶液中包含的溶剂之一)溶剂的喷嘴，边慢慢地旋转衬底边开始提供药液。乙基乳酸为对于加工用的激光波长256nm具有透过性的厚度，和衬底表面之间设置0.2mm的间隙并配置石英板，流向该空间。检测衬底的切口大致识别坐标，在衬底上面上设置的观测用相机105b的图像和包含预先取得的对位标记的区域登记的图像模板进行对比，识别被加工衬底上的标记，基于该识别信息进行激光加工。按每个场所300msec左右进行激光加工，在衬底的整个面用30秒结光束全部的标记加工。
该时间是比潜像形成装置的每一块的处理时间短的时间，是基于潜像形成装置的处理时间预先设定的值。是为达到该时间对激光加工装置的每个脉冲的激光输出和脉冲数作自动调整的结果得到的时间。
激光加工后，为在被加工衬底整个面上提供乳酸乙酯溶剂，进行溶剂供给和被加工衬底的旋转。供给乙基乳酸的部分和不供给的部分中，由于对光刻胶溶液的防反射膜的耐湿性不同，一度将衬底表面整个面暴露于乙基乳酸中。此后，从被加工衬底表面振去乙基乳酸，从被加工衬底去除大部分。
该处理具有在被加工衬底上残留激光加工使用的溶剂的性质，在下面的光刻胶涂敷过程中影响涂敷特性的情况下进行。激光加工时使用的溶剂是快干性的，在衬底表面上不产生变化时，不需要进行上述处理。
乙基乳酸包含在之后涂敷的光刻胶溶液中，不用说可溶解在光刻胶溶液中。该实施例中，作为溶解在光刻胶溶剂中的溶剂，使用其中包含的乙基乳酸，但不限于此，具有与光刻胶溶剂的可溶解性的溶剂均可。
被加工衬底上在衬底主面上方配置图1未示出的光刻胶溶剂供给装置，滴落以乙基乳酸为主成分的光刻胶溶剂，通过旋转力拓宽，形成500nm的均匀的光刻胶液体膜。接着将该衬底运送到第二溶剂去除装置207中，进行加热，去除光刻胶液体膜上残留的溶剂，形成400nm膜厚的光刻胶膜。
之后的工序的潜像形成、曝光和腐蚀工序与下述第十实施例相同，因此省略其说明。
本实施例中，潜像形成装置中使用KrF投影曝光装置，但并不限于此。潜像形成系统中，KrF投影曝光装置自不必说，可使用具有其他曝光光源的装置、曝光电子射线曝光装置、X射线曝光装置、EUV曝光装置等这样的潜像形成装置。
激光加工装置包含在成膜装置中，但激光加工使用的流动性液体为纯水情况下，可将其供给系统与显影装置或腐蚀装置部分共用。
带激光加工器光刻胶药液涂敷装置406不限于图1所示的装置，只要是在被加工衬底的加工区域表面上产生液体流并进行激光照射，什么样的结构都可以。
该实施例中，用旋转涂敷法制作涂敷液体膜，但可使用线装涂敷来制作。此时，由于液体膜中溶剂量非常多，为去除溶剂，替代加热装置，可使用减压装置。这种情况下，暴露在饱和蒸汽压附近的减压中去除溶剂，进行加热即可。
防反射膜不必要是本实施例这种有机膜，例如可以是通过溅射法和CVD法等形成的SiNxOy(x，y是组成比)和碳之类的无机膜。
平版印刷工序中对半导体制造装置的最上层的感光性聚酰亚胺图案化时，用于用聚酰亚胺膜吸收或衰减光，出现即便使用通常的可见光，也难以观察到对位标记的问题。当然，将与曝光光相同波长的光用作对齐标记观察光时，不能检测到标记。
下面的实施例中，说明进行感光性聚酰亚胺膜的涂敷、形成和图案化的图案形成装置。
图19是表示本发明的第十三实施例的图案形成系统的框图。图中，与图13相同的装置上附以相同的符号，并省略其详细说明。
如图19所示，本系统中，具有感光性聚酰亚胺药液涂敷装置506和溶剂去除装置507。另外，还包括在感光性聚酰亚胺膜形成后，去除包含对位标记的区域上的感光性聚酰亚胺膜的激光加工装置100。
接着，使用图20A-D说明使用本系统的感光性聚酰亚胺的形成和图案化工序。
首先，在Si衬底601上准备在层间绝缘膜602上形成对位标记603和垫片604的半导体衬底。将半导体衬底装添到承载台201上。这里，层间绝缘膜是以氧化硅膜、包含甲基等的氧化硅膜为主成分的低介电膜、有机材料构成的低介电膜或在氮化硅膜等半导体衬底上形成的绝缘膜。
使用衬底运送机202将承载台201内的半导体衬底运送到感光性聚酰亚胺药液涂敷装置506。感光性聚酰亚胺药液涂敷装置506中在半导体衬底的主面的层间绝缘膜602上形成感光性聚酰亚胺液体膜。接着，使用运送机202将半导体衬底从感光性聚酰亚胺药液涂敷装置506运送到溶剂去除装置507中。在溶剂去除装置507中，加热半导体衬底使液体膜中的溶剂挥发，如图20A所示，形成感光性聚酰亚胺膜605。接着，使用衬底运送机202将半导体衬底从溶剂去除装置507运送到衬底调温装置508，冷却半导体衬底。
随后，使用衬底运送机202将半导体衬底从衬底调温装置508运送到激光加工装置100中。接着按与第十一实施例相同的工序向半导体衬底表面提供纯水并对感光性聚酰亚胺膜进行激光加工，如图20B所示，去除包含对位标记603的区域上的感光性聚酰亚胺膜605。
作为激光加工用的激光振荡器，可选择Q-开关YAG的四次谐波、三次谐波、二次谐波中的任一个，高谐波的波长分别为266nm，355nm，53nm。为使聚酰亚胺下层形成的材料和聚酰亚胺膜厚为最适当的加工条件，可选择适当波长。
该实施例中，为不加工下层形成的层间绝缘膜602而使用波长355nm的波长。层间绝缘膜的最上层形成氮化硅膜的情况下，在例如去除到不仅是聚酰亚胺，而是到其氮化硅膜的情况下，使用266nm的波长更好。
感光性聚酰亚胺膜605的膜厚为3微米，激光照射能量密度为每个脉冲0.5J/cm2。0.5J/cm2的能量照射下的加工速度为每个脉冲约0.3微米/脉冲。但是，在聚酰亚胺膜厚的局部偏差等影响、或激光能量的面内不均匀性的影响下加工速度大约变化±20％左右。
因此，本装置边使用观测系统105自动观察是否去除聚酰亚胺边实施加工，由照射场所适当控制脉冲数和脉冲能量并进行加工。
用0.5J/cm2的照射能量去除厚3微米的聚酰亚胺时，用10脉冲～15脉冲的脉冲数可去除标记上聚酰亚胺。而且，在不具有观测系统205的激光加工装置中，若照射15脉冲的激光，可去除全部区域。
但是，通过设置观测系统105和判断加工形状的机构，可自动控制脉冲数和能量，因此不必要进行无用的照射，可急剧地提高处理时间。
该激光加工时，激光照射中至少向压电元件270施加40kHz、50W的功率。如图20B所示，激光加工区域和加工区域周围未观测到加工屑的飞散。也未观测到剥离、裂纹等的照射损伤。
通过激光加工去除包含对位标记603的区域上的感光性聚酰亚胺膜605，使用利用了可见光的对齐镜仪器(scope)的情况下，标记观察变容易，可飞速简要对位错误，急剧提高成品率。另外，将曝光光用作对齐光时，形成聚酰亚胺后，与不能全部观察到标记相反。通过去除可观察到对齐标记。
接着，使用衬底运送机202将半导体衬底从激光加工装置100运送到溶剂去除装置507中。随后，在溶剂去除装置507中，加热半导体衬底使表面干燥。随后，使用衬底运送机202将半导体衬底从感光性聚酰亚胺膜形成装置运送到调温装置508进行冷却。该实施例中，作为激光加工时的冷却媒体，使用纯水，但在使用冲淡剂等的溶剂的情况下，不需要干燥工序。
接着，用衬底运送机202将半导体衬底从调温装置508运送到曝光装置220中。曝光装置220中首先通过将与曝光波长相同的波长用作对齐光307的对位检测器检测半导体衬底上的对位标记。接着，基于通过对位检测器测定的位置信息对感光性聚酰亚胺膜605曝光。使用衬底运送机202将半导体衬底从曝光装置220运送到显影单元211，如图20C所示，对曝光的感光性聚酰亚胺膜605进行显影，形成感光性聚酰亚胺膜图案。
接着，将半导体衬底运送到腐蚀装置(RIE装置)212中，如图20D所示，将感光性聚酰亚胺膜图案用作掩模进行层间绝缘膜602的腐蚀，露出垫片604。
如上说明，在纯水等的冷却液体中对感光性聚酰亚胺膜进行激光加工，去除冷却液体飞散液体，可改善在大气加工中成为问题的读取误差和对周围的图案化产生的不良影响造成的成品率的降低
作为标记上的聚酰亚胺通过激光照射去除，容易进行标记观察的激光加工装置，如特开平10-113779那样，提出在大气中通过激光照射去除聚酰亚胺的装置。但是，该提案中，由于是大气中的激光照射，去除区域和去除区域周围加工屑飞散，标记读取误差增大，并且对周围的图案化产生不良影响，产生成品率降低的问题。
第十三实施例中，说明去除标记上的聚酰亚胺的工序。第十四实施例中，说明使用激光加工来对聚酰亚胺直接实施垫片开口和保险丝窗形成的图案化的方法这里是连接于电路和电路的。
图21是表示本发明的第十四实施例的成膜系统的简要结构的框图。图中与图19相同的装置附以相同的符号，其说明从略。
由于不形成光刻胶膜图案，图21所示的成膜系统与图19所示的图案形成系统不同，没有潜像形成系统、显影单元。作为药液涂敷装置的是聚酰亚胺药液涂敷装置706。
接着，使用图22A-C的工序剖面图说明本发明的第十四实施例的半导体器件的制造工序。
首先，如图22A所示，准备在Si衬底601上的层间绝缘膜602内形成垫片604和保险丝611的半导体衬底。接着，运送到聚酰亚胺药涂敷装置706涂敷聚酰亚胺药液后，运送到溶剂去除装置并去除涂敷膜内的溶剂，在层间绝缘膜602上形成聚酰亚胺膜612。此时，聚酰亚胺膜612不需要第十三实施例中使用的感光性聚酰亚胺。因此可使用非常廉价的聚酰亚胺。
接着将半导体衬底运送到图2所示的激光加工装置，进行激光加工。激光加工时使用的激光是Q-开关YAG的三次谐波，波长为355nm。
聚酰亚胺膜的膜厚为3微米，激光照射能量密度为每个脉冲0.5J/cm2。本装置边使用图2所示的观测系统自动观察是否去除聚酰亚胺边实施加工，由照射场所适当控制脉冲数和脉冲能量并进行加工。
用图2的装置去除垫片604上和保险丝611上的聚酰亚胺膜后的形状如图22B所示。该加工时至少在激光照射中向压电元件施加40kHz、50W的功率。
此时的对齐使用可见光观察对齐标记，但对齐观察困难产生对齐错误时，按前面实施例所示的那样通过预先去除对齐标记上的聚酰亚胺而可容易地进行对齐标记的观察。如图22B所示，激光加工区域和加工区域周围观察不到加工屑的飞散。也未观测到剥离、裂纹等的照射损伤。
接着将被加工衬底移入RIE装置，将聚酰亚胺膜612作为掩模进行层间绝缘膜602的腐蚀，露出垫片604的同时形成保险丝窗。
如该实施例所示，液体中进行激光加工，可抑制加工屑的生成和照射损伤并加工标记上、垫片上和上的聚酰亚胺。根据该方式，半导体器件的成品率提高的同时，由于可去除平版印刷工序中的显影工序、药液工序，从而对环境的不良影响降低了。
本发明并不限于上述实施例，在不背离其主旨的情况下可进行各种变形。
如上说明，根据本发明，对被加工衬底入射大致垂直的激光，通过抑制激光照射到去除区域以外的区域中可正确地仅把去除区域去除。
通过在液体中进行激光加工，可抑制加工屑的生成和照射损伤并加工标记上、垫片上和保险丝上的聚酰亚胺。
激光加工装置中通过运送机连接用于形成光刻胶膜和SOG膜等的涂敷膜的涂敷液体薄膜形成装置和涂敷薄膜形成装置，因此可线性地进行从涂敷膜形成到激光加工的工序，从而可缩短制造时的时间。
另外，激光加工装置中通过运送机连接用于形成光刻胶膜和SOG膜等的涂敷膜的涂敷液体薄膜形成装置和涂敷薄膜形成装置，因此可线性地进行从涂敷膜形成到激光加工的工序，从而可缩短制造时的时间。

Claims (51)

1.一种激光加工装置，其特征在于包括：
发出选择地去除在被加工衬底上形成的膜的一部分的激光的激光振荡器；
将从激光振荡器发出的激光照射到上述被加工衬底的任意位置上的激光扫描照射系统；以及
使从上述激光振荡器发出的激光仅对上述被加工衬底的必须去除的区域的膜垂直入射的入射装置。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还包括：至少对上述被加工衬底的上述激光的照射区域提供液体的液体提供装置、和设置在上述被处理衬底上并对上述激光透明的透明板。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于上述入射装置是配置在上述激光扫描照射系统与上述被加工衬底之间的会聚透镜。
4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还包括使上述被加工衬底旋转的衬底旋转机构。
5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于包括激光成形装置，其设置在上述激光振荡器发出的激光的光路上，对应上述衬底旋转机构产生的被加工衬底的旋转，变更上述被处理衬底上的激光的光学像的大小和形状。
6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于上述激光成形装置包括分别将激光成形为规定的大小和形状的多个孔。
7.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于上述激光成形装置包括将上述激光成形为规定的形状的1个以上的孔和改变通过上述孔的激光的大小的透镜系统。
8.根据权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于上述孔与上述衬底旋转机构产生的被加工衬底的旋转同步地旋转。
9.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于上述激光扫描照射系统包括对被加工衬底的加工面在2维方向上扫描激光的扫描镜。
10.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还包括与激光大小对应地排列可分别控制方向的微小反射镜的光学元件、和分别控制这些微小反射镜的方向的控制部。
11.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于上述激光扫描照射系统包括利用声音光学效应的声音光学元件。
12.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还具有使上述被加工衬底和上述激光扫描照射系统在与被加工衬底主面平行的2维平面内相对移动的装置。
13.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还具有检测上述被加工衬底的位置坐标的观测系统。
14.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于具有对应激光对被加工衬底的照射位置来控制上述激光的照射强度的装置。
15.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于还具有反射或透射上述激光的光学部件，且具有封闭上述光学部件的一部分或全部的封闭部件、和向该封闭部件提供清洗气体的清洗系统。
16.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于上述液体使用对激光有透过性的纯水或有机溶剂。
17.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于上述液体从在纯水中溶解臭氧、氧、氢、氨、二氧化碳、氯化氢中的至少一种气体的氧化性水、还原性水、碱性水、酸性水之一中选择。
18.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于具有向上述液体施加超声波的装置。
19.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于在上述被加工衬底上设置的对上述激光透明的透明板是石英。
20.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于上述被加工衬底具有在半导体衬底上形成的反射标记，对应来自登记该反射标记的位置坐标的光学装置的信息，向上述标记上照射上述激光，去除上述标记上的膜。
21.一种成膜系统，其特征在于包括：
保持1块以上的被加工衬底的承载台；
向上述被加工衬底主面提供包含溶剂的涂膜形成用药液，在上述主面上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成装置；
去除在上述涂敷液薄膜中包含的溶剂，形成涂敷薄膜的涂敷薄膜形成装置；
从能量照射器向上述主面照射能量射线，选择地去除上述表面的至少上述涂敷薄膜的一部分的激光加工装置；以及
连接上述承载台、涂敷液薄膜形成装置、涂敷薄膜形成装置和激光加工装置，运进运出上述被加工衬底的运送装置。
22.根据权利要求21的成膜系统，其特征在于上述激光加工装置组装到上述涂敷液薄膜形成装置中。
23.根据权利要求21的成膜系统，其特征在于上述激光加工装置中设置向上述主面上的涂敷薄膜表面提供液体的液体提供装置，具有经上述液体提供装置提供的流动性的薄膜从上述能量照射器向上述主面照射能量射线，选择地去除上述主面上的至少涂敷薄膜的一部分的功能。
24.根据权利要求23的成膜系统，其特征在于还具有从上述主面去除从上述液体提供装置提供的液体的加热装置。
25.一种图案形成系统，其特征在于包括：
保持1块以上的被加工衬底的承载台，该被加工衬底包含在主面侧上形成对位标记的半导体衬底；
在上述被加工衬底主面上形成第一薄膜的第一薄膜形成装置；
向上述主面提供包含感光剂和溶剂的涂膜形成用药液，在第一薄膜上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成装置；
去除由上述涂敷液薄膜形成装置形成的上述第一涂敷液薄膜中包含的溶剂，形成感光性薄膜的涂敷薄膜形成装置；
从能量照射器向上述主面照射能量射线，选择地去除上述被加工衬底上的至少上述感光性薄膜和第一薄膜的一部分的激光加工装置；
检测上述主面侧的对位标记，并基于检测到的对位标记的位置信息在上述感光性薄膜上形成潜像的潜像形成装置；
在形成上述潜像的感光性薄膜表面上作用腐蚀液或腐蚀气体，选择地去除该感光性薄膜的至少一部分，形成感光性薄膜图案的感光性薄膜图案形成装置；以及
连接上述承载台、涂敷液薄膜形成装置、涂敷薄膜形成装置和激光加工装置，运进运出上述被加工衬底的运送装置。
26.根据权利要求25的图案形成系统，其特征在于上述激光加工装置的一部分包含在上述涂敷液薄膜形成装置中。
27.根据权利要求25的图案形成系统，其特征在于上述激光加工装置中设置向上述主面上的涂敷薄膜提供液体的液体提供装置，具有经上述液体提供装置提供的流动性的薄膜从能量照射器向上述涂敷薄膜照射能量射线，选择地去除上述主面的至少上述涂敷薄膜的一部分的功能。
28.根据权利要求27的图案形成系统，其特征在于还具有从上述半导体衬底主面上去除从上述液体提供装置提供的液体膜的加热装置。
29.根据权利要求25的图案形成系统，其特征在于，上述激光加工装置在由上述潜像形成装置处理1块上述被加工衬底的时间内，为结束上述被加工衬底的激光加工，对应激光加工数目和感光性薄膜以及第一薄膜的损伤阈值能量，变更激光脉冲数和每一脉冲的激光输出。
30.根据权利要求25的图案形成系统，其特征在于上述潜像形成装置是从投影曝光装置、电子射线绘制装置、电子射线曝光装置和X射线曝光装置中选择的一个。
31.根据权利要求25的图案形成系统，其特征在于上述潜像形成装置连接上述运送装置。
32.一种半导体器件的制造方法，其特征在于包括下列工序：
在具有对位标记的半导体衬底的主面上形成第一薄膜；
对包含上述对位标记的区域上的上述第一薄膜照射第一能量射线，选择地去除上述第一薄膜的一部分；
向上述第一薄膜上提供包含感光物质和溶剂的药液来形成涂敷液薄膜；
去除上述涂敷液薄膜中包含的溶剂来形成感光性薄膜；
将上述半导体衬底移入潜像形成装置，并经选择地去除上述第一薄膜的区域向上述对位标记照射参照光来识别该标记位置；
基于识别的上述对位标记的位置向上述感光性薄膜上的规定位置照射第二能量射线，在该感光性薄膜上形成潜像；以及
基于在上述感光性薄膜上形成的潜像选择地去除上述第一薄膜的至少一部分，形成第一薄膜图案。
33.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述液体使用从对第一能量射线有透过性的纯水或有机溶剂中选择出的一个。
34.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述液体使用从在纯水中溶解臭氧、氧、氢、氨、二氧化碳、氯化氢中的至少一种气体的氧化性水、还原性水、碱性水、酸性水中选择的一个。
35.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于向上述液体施加超声波。
36.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于选择地去除上述第一薄膜的一部分后，加热上述半导体衬底，去除上述主面上残留的液体。
37.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述第一薄膜降低上述感光性薄膜的下层反射的上述第二能量射线的反射光强度。
38.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述参照光的光源使用与上述第二能量射线相同的光源。
39.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于选择地去除上述第一薄膜的一部分的工序和形成上述涂敷液薄膜的工序在同一装置内连续进行，上述液体使用溶解上述药液的溶液。
40.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在选择地去除上述第一薄膜的一部分的工序和形成上述涂敷液薄膜的工序之间，包括加热上述半导体衬底来去除上述主面上残留的液体的工序。
41.根据权利要求32所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在从上述液体薄膜去除溶剂的工序中，使上述半导体衬底暴露在加热或减压的环境中。
42.一种半导体器件的制造方法，其特征在于包括下列工序：
在具有对位标记的半导体衬底的主面上提供包含感光物质和溶剂的药液，形成涂敷液薄膜；
去除上述涂敷液薄膜中包含的溶剂，在上述半导体衬底上形成感光性薄膜；
向包含上述对位标记的区域上的上述感光性薄膜照射第一能量射线来选择地去除上述感光性薄膜的一部分；
将上述半导体衬底移入潜像形成装置，并经选择地去除上述感光性薄膜的区域向上述对位标记照射参照光来识别该标记位置；
基于识别的对位标记的位置向上述感光性薄膜上的规定位置照射第二能量射线，在感光性薄膜上形成潜像；以及
基于上述感光性薄膜上形成的潜像选择地去除上述薄膜，形成薄膜图案，且
照射第一能量射线时，至少向第一能量射线的照射区域提供液体。
43.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述液体使用从对第一能量射线有透过性的纯水或有机溶剂中选择出的一个。
44.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述液体使用从在纯水中溶解臭氧、氧、氢、氨、二氧化碳、氯化氢中的至少一种气体的氧化性水、还原性水、碱性水、酸性水中选择的一个。
45.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于向上述液体施加超声波。
46.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于选择地去除上述第一薄膜的一部分后，加热上述半导体衬底，去除上述主面上残留的液体。
47.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述感光性薄膜对第二能量射线具有从吸收和衰减特性中选择的一个。
48.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于上述参照光的光源使用与上述第二能量射线相同的光源。
49.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在上述感光性薄膜上形成潜像后，覆盖选择地去除上述第一薄膜的区域的至少一部分。
50.根据权利要求42所述的半导体器件的制造方法，其特征在于从上述液体薄膜去除溶剂的工序中，使上述半导体衬底暴露在加热或减压的环境中。
51.根据权利要求41所述的半导体器件的制造方法，其特征在于在形成上述涂敷液薄膜之前，形成降低上述第二能量射线的反射光强度的第二薄膜，在照射了上述第一能量时上述第二薄膜也被有选择地除去。
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