JP2002263877A - Laser beam machining equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工基板に対し
てレーザ光を照射して被加工基板の一部を選択的に除去
するレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for irradiating a substrate with a laser beam to selectively remove a part of the substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路のリソグラフィ工程で
は、半導体ウェハ上にレジスト塗布、露光、現像が行わ
れる。このリソグラフィ工程では、上層側のパターンと
下層側のパターンとの位置合わせを行なってパターンの
露光を行なう必要である。パターンの露光は一般に露光
装置が用いられる。2. Description of the Related Art In a lithography process of a semiconductor integrated circuit, a resist is applied, exposed, and developed on a semiconductor wafer. In this lithography step, it is necessary to align the upper layer pattern and the lower layer pattern to expose the pattern. An exposure apparatus is generally used for exposing the pattern.
【０００３】露光装置には、下層パターン位置を検出す
るアライメント機構を備えている。位置合わせ機構は下
層パターン配置した位置合わせマーク位置を検出するこ
とで、上層のパターンを露光する位置を算出する。リソ
グラフィ工程の終了後、１層目と２層目の位置ずれを検
査するために合わせすれ検査が行われる。合わせずれ検
査では合わせずれ検査マークが配置されている。合わせ
ずれ検査装置はこの合わせずれ検査マークの位置測定を
行なう。アライメント検出は合わせずれ位置検出は一般
には光学的な位置検出が行なわれる。アライメントマー
ク及び合わせずれ検査マークは半導体集積回路と同じプ
ロセス工程を経るため、マーク上に透明度の低い膜が形
成される場合が有る。このため、マーク上に透明度の低
い膜が形成される場合にはアライメントマーク及び合わ
せずれ検査マークの位置認識が困難になる。そこでアラ
イメントマーク上に形成された透明度の低い膜を除去す
る必要が有る。The exposure apparatus is provided with an alignment mechanism for detecting the position of the lower layer pattern. The alignment mechanism calculates the position where the upper layer pattern is exposed by detecting the alignment mark position where the lower layer pattern is arranged. After completion of the lithography process, alignment inspection is performed to inspect the first layer and the second layer for positional deviation. In the misalignment inspection, misalignment inspection marks are arranged. The misalignment inspection apparatus measures the position of the misalignment inspection mark. The alignment detection is generally performed by optical position detection. Since the alignment mark and the misalignment inspection mark go through the same process steps as the semiconductor integrated circuit, a film with low transparency may be formed on the mark. Therefore, when a film having low transparency is formed on the mark, it is difficult to recognize the positions of the alignment mark and the misalignment inspection mark. Therefore, it is necessary to remove the low-transparency film formed on the alignment mark.
【０００４】ところが、従来のレーザ加工装置では、マ
ーク上の不透明膜を正確に除去することができず、除去
したくない領域まで除去されるという問題があった。[0004] However, the conventional laser processing apparatus has a problem that the opaque film on the mark cannot be removed accurately, and the opaque film is removed to an area which is not desired to be removed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザ加工装置では、マーク上の不透明膜を正確に除
去することができず、除去したくない領域まで除去され
るという問題があった。As described above, in the conventional laser processing apparatus, there is a problem that the opaque film on the mark cannot be accurately removed and an area which is not desired to be removed is removed. .
【０００６】本発明の目的は、被加工基板に対してレー
ザ光を照射して除去する際、除去領域のみを正確に除去
することが可能なレーザ加工装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of accurately removing only a removed area when irradiating a substrate to be processed with a laser beam.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。Means for Solving the Problems [Configuration] The present invention is configured as follows to achieve the above object.
【０００８】（１）本発明（請求項１）に係わるレーザ
加工装置は、被加工基板の一部を選択的に除去するレー
ザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ発振器から発振
されたレーザ光を、前記被加工基板の任意の位置に照射
させる走査系と、前記レーザ発振器から発振されたレー
ザ光を前記被加工基板に対してほぼ垂直に入射させる入
射手段とを具備してなることを特徴とする。(1) A laser processing apparatus according to the present invention (claim 1) provides a laser oscillator that oscillates a laser beam for selectively removing a part of a substrate to be processed, and a laser oscillator that oscillates from the laser oscillator. A scanning system for irradiating an arbitrary position on the substrate to be processed, and an incidence unit for causing a laser beam oscillated from the laser oscillator to be incident substantially perpendicularly to the substrate to be processed. I do.
【０００９】本発明の好ましい実施態様を以下に記す。
前記被加工基板の少なくとも前記レーザ光の照射領域に
対して液体を供給する液体供給手段と、前記被処理基板
上に設置され、前記レーザ光に対して透明な透明板とを
更に具備してなること。前記垂直入射手段は、前記走査
系と前記被加工基板との間に配設されたコンデンサレン
ズであること。前記被加工基板を回転させる基板回転機
構をさらに具備してなること。Preferred embodiments of the present invention are described below.
Liquid supply means for supplying liquid to at least the laser light irradiation area of the substrate to be processed, and a transparent plate provided on the substrate to be processed and transparent to the laser light are further provided. thing. The vertical incidence means is a condenser lens provided between the scanning system and the substrate to be processed. A substrate rotating mechanism for rotating the substrate to be processed;
【００１０】前記レーザ発振器から発振されたレーザ光
の光路上に設置され、前記基板回転機構による被加工基
板の回転に応じて、前記被処理基板上のレーザ光の光学
像の大きさ及び形状を変更するレーザ光成形手段を具備
してなること。The size and shape of the optical image of the laser light on the substrate to be processed are set on the optical path of the laser light oscillated from the laser oscillator, and the rotation of the substrate to be processed is performed by the substrate rotating mechanism. It is provided with a laser beam shaping means for changing.
【００１１】前記レーザ光成形手段は、レーザ光をそれ
ぞれ所定の大きさ及び形状に成形する複数のアパーチャ
を具備すること。[0011] The laser beam shaping means includes a plurality of apertures for shaping the laser beam into predetermined sizes and shapes, respectively.
【００１２】前記レーザ光成形手段は、前記レーザ光を
所定の形状に成形する１以上のアパーチャと、前記アパ
ーチャを通過したレーザ光の大きさを変化させるレンズ
系とを具備してなること。[0012] The laser beam shaping means includes one or more apertures for shaping the laser beam into a predetermined shape, and a lens system for changing the size of the laser beam passing through the aperture.
【００１３】前記アパーチャは、前記基板回転機構によ
る被加工基板の回転に同期して回転すること。The aperture rotates in synchronization with the rotation of the substrate to be processed by the substrate rotating mechanism.
【００１４】前記走査系は、被加工基板の加工面に対し
て２次元方向にレーザ光を走査する走査ミラーを具備し
てなること。[0014] The scanning system includes a scanning mirror that scans the processing surface of the substrate to be processed with laser light in a two-dimensional direction.
【００１５】前記走査系は、前記レーザ光の大きさに対
して微小な向きがそれぞれ変更可能な複数の微小鏡がマ
トリクス状に配列された光学素子と、前記マークの位置
及び向きに応じて各微小鏡の向きをそれぞれ制御する制
御部とを具備してなること。The scanning system includes an optical element in which a plurality of micromirrors, each of which can be changed in a minute direction with respect to the size of the laser beam, are arranged in a matrix, and each of the micromirrors is arranged in accordance with the position and orientation of the mark. A control unit for controlling the orientation of each of the micromirrors.
【００１６】前記走査系は、音響光学効果を利用した音
響光学素子を具備してなること。The scanning system includes an acousto-optic device utilizing an acousto-optic effect.
【００１７】前記被加工基板と、前記走査系とを被加工
基板主面に平行な２次元平面内で相対的に移動させる手
段とを更に具備してなること。The apparatus further comprises means for relatively moving the substrate to be processed and the scanning system in a two-dimensional plane parallel to the main surface of the substrate to be processed.
【００１８】前記被加工基板は半導体基板上に形成され
た反射マークを具備し、該反射マークの位置座標が登録
されている光学装置からの情報に応じて、該マーク上に
前記レーザ光を照射して、該マーク上の膜を除去するこ
と。The substrate to be processed has a reflection mark formed on a semiconductor substrate, and the laser beam is irradiated onto the mark in accordance with information from an optical device in which the position coordinates of the reflection mark are registered. And removing the film on the mark.
【００１９】前記被加工基板の位置座標を検出する観測
系を更に具備してなること。An observation system for detecting position coordinates of the substrate to be processed is further provided.
【００２０】被加工基板に対するレーザ光の照射位置に
応じて、前記レーザ光の照射強度を制御する手段を具備
してなること。Means for controlling the irradiation intensity of the laser light in accordance with the irradiation position of the laser light on the substrate to be processed.
【００２１】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。[Function] The present invention has the following functions and effects by the above configuration.
【００２２】従来の装置で、被加工基板の一部を制御性
良く除去できないのは、加工面に対してレーザ光が垂直
に入射していないのが原因であった。すなわち、レーザ
光が傾いて入射することにより、除去領域以外の領域に
レーザ光が照射されていたのである。In the conventional apparatus, a part of the substrate to be processed cannot be removed with good controllability because the laser beam is not perpendicularly incident on the processing surface. That is, the laser light is irradiated onto the area other than the removal area by the laser light being incident obliquely.
【００２３】そこで、本発明では、被加工基板に対し
て、ほぼ垂直にレーザ光を入射させて、除去領域以外に
レーザ光が照射されることを抑制することによって、除
去領域のみを正確に除去することができる。Therefore, in the present invention, the laser beam is made to enter the substrate to be processed substantially perpendicularly, and the laser beam is prevented from being irradiated to the area other than the removal area, so that only the removal area is accurately removed. can do.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２５】［第１実施形態］レーザ加工装置の構成に
ついて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係
わるレーザ加工装置の構成を示す図である。[First Embodiment] The configuration of a laser processing apparatus will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【００２６】レーザ加工装置１００は、図１に示すよう
に、レーザ発振器１０２と、被加工基板１１０を保持
し、この被加工基板１１０の少なくとも加工面のレーザ
光照射領域を浸す液体を貯溜するホルダー１０７とを少
なくとも備えて構成されている。As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 holds a laser oscillator 102 and a substrate 110 to be processed, and holds a liquid for immersing at least a laser beam irradiation area on a processing surface of the substrate 110 to be processed. 107 are provided at least.
【００２７】このレーザ加工装置１００には、更にレー
ザ発振器１０２の制御を行うレーザ発振器制御ユニット
１０３と、光学系１０４と、観測系１０５と、レーザ光
と加工対象物の加工面との間を相対的に移動させる走査
系１０６とを備えて構成されている。The laser processing apparatus 100 further includes a laser oscillator control unit 103 for controlling a laser oscillator 102, an optical system 104, an observation system 105, and a laser beam and a processing surface of the object to be processed. And a scanning system 106 for moving the object.
【００２８】本装置において、レーザ発振器１０２には
Ｑ−Ｓｗｉｔｃｈ Ｎｄ ＹＡＧレーザが使用されてい
る。このレーザ発振器１０２は、基本波（波長１０６４
ｎｍ）、第２高調波（波長５３２ｎｍ）、第三高調波
（波長３５５ｎｍ）、第四高調波（波長２６６ｎｍ）の
いずれかの波長のレーザ光１０２ａを照射することが可
能である。さらに、レーザ発振器１０２から照射される
レーザ光１０２ａのパルス幅は約１０ｎｓｅｃに設定さ
れており、レーザ光照射領域は図示しないスリット機構
により一辺が１０μｍ〜５００μｍ（１０μｍ×１０μ
ｍ〜５００μｍ×５００μｍまでの範囲内において調整
を行うことができる。また、レーザ発振器１０２のレー
ザ光発振周波数は１０ｋＨｚに設定されている。このレ
ーザ発振器１０２のレーザ光１０２ａの発振制御、照射
領域の制御等はレーザ発振制御ユニット１０３により行
われている。In this apparatus, a Q-Switch Nd YAG laser is used for the laser oscillator 102. This laser oscillator 102 has a fundamental wave (wavelength 1064).
nm), the second harmonic (wavelength 532 nm), the third harmonic (wavelength 355 nm), or the fourth harmonic (wavelength 266 nm). Further, the pulse width of the laser light 102a emitted from the laser oscillator 102 is set to about 10 nsec, and the side of the laser light irradiation area is 10 μm to 500 μm (10 μm × 10 μm) by a slit mechanism (not shown).
The adjustment can be performed within a range of m to 500 μm × 500 μm. The laser light oscillation frequency of the laser oscillator 102 is set to 10 kHz. The oscillation control of the laser beam 102a of the laser oscillator 102, the control of the irradiation area, and the like are performed by a laser oscillation control unit 103.
【００２９】レーザ発振器１０２から照射されたレーザ
光１０２ａは、光学系１０４、観測系１０５、走査系１
０６、コンデンサレンズのそれぞれを順次透過し、被加
工基板１１０の加工面に照射されている。観測系１０５
は、レーザ光１０２ａを光軸から取り出すハーフミラー
１０５ａと、このハーフミラー１０５ａにより取り出さ
れたレーザ光を観測する観測用カメラ１０５ｂとを少な
くとも備えて構成されている。この観測系１０５を用い
て、レーザ光照射位置のアライメントを調整することが
できる。The laser light 102a emitted from the laser oscillator 102 is transmitted to the optical system 104, the observation system 105, and the scanning system 1
06 and the condenser lens are sequentially transmitted, and are irradiated on the processing surface of the substrate 110 to be processed. Observation system 105
Is provided with at least a half mirror 105a for extracting the laser beam 102a from the optical axis, and an observation camera 105b for observing the laser beam extracted by the half mirror 105a. Using this observation system 105, the alignment of the laser beam irradiation position can be adjusted.
【００３０】走査系１０６は、被加工基板１１０の加工
面１１０ａにおいてレーザ光１０２ａの照射位置を移動
したり、レーザ光１０２ａを連続的に走査させたりする
走査ミラー１０６ａと、この走査ミラー１０６ａを駆動
制御する走査制御部１０６ｂとを少なくとも備えて構成
されている。すなわち、このレーザ加工装置１００で
は、走査系１０６の走査ミラー１０６ａによりレーザ光
の照射位置を変えるようになっている。更に、走査ミラ
ー１０６ａと被加工基板１１０との間に、コンデンサレ
ンズ１２０が設けられ、任意の照射位置において、被加
工基板の加工面１１０ａに対してレーザ光１０２ａがほ
ぼ垂直に入射するように構成されている。The scanning system 106 moves the irradiation position of the laser beam 102a on the processing surface 110a of the substrate 110 to be processed, or continuously scans the laser beam 102a, and drives the scanning mirror 106a. And a scanning control unit 106b for controlling. That is, in the laser processing apparatus 100, the irradiation position of the laser beam is changed by the scanning mirror 106a of the scanning system 106. Further, a condenser lens 120 is provided between the scanning mirror 106a and the substrate 110 to be processed, and the laser beam 102a is incident on the processing surface 110a of the substrate to be processed at an arbitrary irradiation position almost perpendicularly. Have been.
【００３１】ホルダー１０７は、中央部分に被加工基板
を載置し保持することができ、周辺部部分に液体を貯留
するダムを配設したトレーのような形状で構成されてい
る。なお、載置される被加工基板の形状に応じて、ホル
ダー１０７の平面形状は適宜変更することができる。例
えば、半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載
置する場合には、平面円形形状のホルダーを使用するこ
とができる。また、液晶表示装置に使用される石英ガラ
ス基板、プリント配線基板等のような矩形形状の加工対
象物を載置する場合には、平面矩形形状のホルダーを使
用することができる。もちろん、平面矩形形状のホルダ
ーに半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載置
するようにしても良い。The holder 107 is configured in a shape like a tray on which a substrate to be processed can be placed and held at a central portion and a dam for storing a liquid is arranged at a peripheral portion. Note that the planar shape of the holder 107 can be changed as appropriate according to the shape of the substrate to be processed. For example, when a disk-shaped substrate to be processed such as a semiconductor wafer is mounted, a flat circular holder can be used. When a rectangular object to be processed, such as a quartz glass substrate or a printed wiring board, used for a liquid crystal display device is placed, a flat rectangular holder can be used. Of course, a disk-shaped substrate to be processed, such as a semiconductor wafer, may be placed on a flat rectangular holder.
【００３２】ホルダー１０７は、更に被加工基板及びそ
の少なくとも加工面を浸す液体を覆い、レーザ光に対し
て透明な窓１０７ａを備えている。レーザ発振器１０２
から発信されたレーザ光１０２ａはこの窓１０７ａ、液
体１０８のそれぞれを透過して被加工基板１１０の加工
面１１０ａに照射されるようになっている。窓１０７ａ
は、ホルダー１０７に貯溜された液体１０８のレーザ加
工時の散水を防止する機能、並びに情報から塵等が被加
工基板１１０表面に付着することを防止する機能とを少
なくとも備えている。The holder 107 further includes a window 107a that covers the substrate to be processed and a liquid that immerses at least the processing surface thereof and is transparent to laser light. Laser oscillator 102
Is transmitted through the window 107a and the liquid 108 to irradiate the processing surface 110a of the substrate 110 to be processed. Window 107a
Has at least a function of preventing water spraying of the liquid 108 stored in the holder 107 at the time of laser processing, and a function of preventing dust or the like from adhering to the surface of the substrate 110 based on information.
【００３３】液体１０８は、被加工基板１１０の加工面
１１０ａにおいて、レーザ光照射領域近傍のレーザ光照
射により発生する熱を奪い去ることができ、更にレーザ
光照射により発生する蒸発物の勢いを減少させることが
できるようになっている。液体には、純水、アンモニア
水溶液のそれぞれを実用的に使用することができる。基
本的には、被加工基板１１０の加工面１１０ａのレーザ
光照射領域が液体に浸されていればよいが、熱を多く奪
い去り、且つ蒸発物の勢いをより一層減少させるため
に、被加工基板の全体が液体に浸されるようになってい
る。The liquid 108 can remove heat generated by laser light irradiation in the vicinity of the laser light irradiation area on the processing surface 110a of the substrate 110 to be processed, and further reduce the momentum of evaporant generated by laser light irradiation. It can be made to be. Pure water and aqueous ammonia solution can be practically used as the liquid. Basically, the laser beam irradiation area of the processing surface 110a of the processing target substrate 110 may be immersed in the liquid. However, in order to remove much heat and further reduce the momentum of the evaporant, the processing The whole substrate is immersed in the liquid.
【００３４】更に、レーザ加工装置１００は、ホルダー
１０７に貯溜される液体１０８を流動させる液体流動装
置１０９を備えている。液体流動装置１０９は、基本的
にはポンプであり、流入管１０９ａ並びに流出管１０９
ｂを通してホルダー１０７に連接され、流体１０８を循
環させるようになっている。すなわち、流体流動装置１
０９はホルダー１０７に貯溜された液体１０８に、レー
ザ光の照射によりレーザ光照射領域に発生する気泡を連
続的に取り除くことができように流れを持たせ、更にレ
ーザ光に不規則な乱れを生じないように、一定方向に一
定流速において液体を循環させることができる。流体流
動装置１０９は少なくともレーザ加工が実際に行われて
いる際に駆動されていればよい。Further, the laser processing apparatus 100 includes a liquid flowing device 109 for flowing the liquid 108 stored in the holder 107. The liquid flow device 109 is basically a pump, and includes an inflow pipe 109a and an outflow pipe 109.
b, it is connected to the holder 107 to circulate the fluid 108. That is, the fluid flow device 1
Reference numeral 09 indicates that the liquid 108 stored in the holder 107 has a flow so that bubbles generated in the laser light irradiation area by the laser light irradiation can be continuously removed, and further, irregular turbulence occurs in the laser light. The liquid can be circulated at a constant flow rate in a certain direction so that the liquid does not flow. The fluid flow device 109 only needs to be driven at least when laser processing is actually performed.
【００３５】更に、本装置は、ホルダー１０７の裏面に
配設された圧電素子１７０と、この圧電素子１７０の駆
動を制御する圧電素子駆動制御回路１７１とを備えてい
る。圧電素子１７０は、被加工基板１１０の少なくとも
加工面１１０ａのレーザ光照射領域の液体１０８に超音
波振動を与え、レーザ光の照射により発生する気泡を取
り除くことができるようになっている。Further, the present apparatus includes a piezoelectric element 170 disposed on the back surface of the holder 107, and a piezoelectric element drive control circuit 171 for controlling the driving of the piezoelectric element 170. The piezoelectric element 170 can apply ultrasonic vibration to the liquid 108 in at least the laser light irradiation area of the processing surface 110a of the processing target substrate 110, and can remove bubbles generated by laser light irradiation.
【００３６】次に、このレーザ加工装置を用いた半導体
装置の製造工程を説明する。なお、本実施形態では、位
置合わせマーク（反射マーク）が形成された被加工基板
上に感光性ポリイミド膜を形成した後、感光性ポリイミ
ド膜に対して純水を供給しつつレーザ加工を行った場合
について説明する。Next, a manufacturing process of a semiconductor device using this laser processing apparatus will be described. In this embodiment, after the photosensitive polyimide film is formed on the substrate on which the alignment mark (reflection mark) is formed, laser processing is performed while supplying pure water to the photosensitive polyimide film. The case will be described.
【００３７】次に、本システムを用いた半導体装置の感
光性ポリイミドの形成及びパターニング工程について、
図２の工程断面図を用いて説明する。Next, the steps of forming and patterning photosensitive polyimide of a semiconductor device using the present system will be described.
This will be described with reference to the process cross-sectional view of FIG.
【００３８】先ず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板２０１上にシリコン窒化膜２０２中に位置合わせマ
ーク２０３及びパッド２０４、感光性ポリイミド膜２０
５が形成されている被加工基板を用意する。First, as shown in FIG. 2A, an alignment mark 203 and a pad 204 and a photosensitive polyimide film 20 are formed in a silicon nitride film 202 on a silicon substrate 201.
A substrate to be processed on which 5 is formed is prepared.
【００３９】次に、被加工基板を図１に示したレーザ加
工装置１００に搬送する。ウェハのノッチ及びウエハエ
ッジを検出することにより、レーザ光軸と基板とのアラ
イメント調整を行った。Next, the substrate to be processed is transferred to the laser processing apparatus 100 shown in FIG. By detecting the notch and the wafer edge of the wafer, the alignment between the laser optical axis and the substrate was adjusted.
【００４０】次に、被加工基板の全体が純水に浸しつ
つ、レーザ照射を行うことにより、図２（ｂ）に示すよ
うに、位置合わせマーク２０３を含む領域上の感光性ポ
リイミド膜２０５を除去する。この時、被加工基板に対
してレーザ光を照射する際、コンデンサレンズによって
加工面に対して常にほぼ垂直に入射するので、除去した
い領域を正確に除去することができる。Next, by irradiating the entire substrate to be processed with pure water with laser irradiation, as shown in FIG. 2B, the photosensitive polyimide film 205 on the region including the alignment mark 203 is removed. Remove. At this time, when the processing target substrate is irradiated with the laser beam, the laser light is always incident on the processing surface almost perpendicularly by the condenser lens, so that the region to be removed can be accurately removed.
【００４１】レーザ加工に用いたレーザ発振器として
は、Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ ＹＡＧの第４高調波、第３高調
波及び第２高調波のいずれかを選択する事が可能であ
り、高調波の波長は、それぞれ２６６ｎｍ、３５５ｎｍ
及び５３２ｎｍである。ポリイミド下層に形成されてい
る材料及び、ポリイミド膜厚により最適の加工条件とな
るように、適宜波長は選択できるようになっている。As the laser oscillator used for the laser processing, any one of the fourth, third and second harmonics of Q-switch YAG can be selected, and the wavelength of the harmonic is 266 nm, 355 nm respectively
And 532 nm. The wavelength can be appropriately selected so that the optimum processing conditions are obtained depending on the material formed in the polyimide lower layer and the polyimide film thickness.
【００４２】本実施形態においては、下層に形成された
シリコン窒化膜２０２を加工しないために、波長３５５
ｎｍの波長を用いた。例えばポリイミドのみならず、下
層のシリコン窒化膜まで除去する場合には、波長２６６
ｎｍを用いた方が良い。In this embodiment, the wavelength 355 is set in order not to process the silicon nitride film 202 formed below.
A wavelength of nm was used. For example, when removing not only polyimide but also the underlying silicon nitride film, a wavelength of 266 is used.
It is better to use nm.
【００４３】感光性ポリイミド膜２０４の膜厚は３μｍ
であり、レーザ照射エネルギー密度は１パルスあたり
０．５Ｊ／ｃｍ2 とした。０．５Ｊ／ｃｍ2 のエネルギ
ー照射での加工速度は、１パルスあたり約０．３μｍ／
ｐｕｌｓｅとなる。しかしながら、ポリイミド膜厚の局
所的なばらつき等の影響、あるいはレーザエネルギーの
面内の不均一性の影響で約±２０％程度は加工速度が変
化する。The thickness of the photosensitive polyimide film 204 is 3 μm.
And the laser irradiation energy density was 0.5 J / cm 2 per pulse. The processing speed with energy irradiation of 0.5 J / cm 2 is about 0.3 μm / pulse.
pulse. However, the processing speed changes by about ± 20% due to the influence of local variations in the polyimide film thickness or the effect of in-plane non-uniformity of the laser energy.
【００４４】したがって、本装置は、観測系１０５を用
いてポリイミドが除去されたか否か、その場観察を自動
で行いながら加工を施し、照射場所により適宜パルス数
及びパルスエネルギーを制御しつつ加工を行う。Accordingly, the present apparatus performs processing while automatically performing in-situ observation to determine whether polyimide has been removed using the observation system 105, and performs processing while appropriately controlling the number of pulses and pulse energy depending on the irradiation location. Do.
【００４５】厚さ３μｍのポリイミドを０．５Ｊ／ｃｍ
2 の照射エネルギーで除去する場合には、１０〜１５の
パルス数で位置合わせマーク上の感光性ポリイミド膜を
除去する事が可能であった。もし、観測系１０５を具備
しないレーザ加工装置においても１５パルスのレーザ光
を照射すれば全ての領域を除去することが可能となる。0.5 J / cm of 3 μm thick polyimide
When removing with the irradiation energy of 2 , it was possible to remove the photosensitive polyimide film on the alignment mark with the pulse number of 10 to 15. If the laser processing apparatus without the observation system 105 is irradiated with a laser beam of 15 pulses, all areas can be removed.
【００４６】しかしながら、観測系１０５と加工形状を
判断する機構とを設けることにより、自動的にパルス数
やエネルギーを制御できるので、無駄な照射を行う必要
がなくなり、処理時間を飛躍的に向上する事が可能とな
る。However, by providing the observation system 105 and a mechanism for judging the processing shape, the number of pulses and energy can be automatically controlled, so that unnecessary irradiation need not be performed, and the processing time is drastically improved. Things become possible.
【００４７】このレーザ加工時には、少なくともレーザ
照射中に圧電素子１７０には４０ｋＨｚ、５０Ｗの電力
を印加した。図２（ｂ）に示したように、レーザ加工領
域及び加工領域周辺に加工くずの飛散は観測されなかっ
た。また、剥れやクラック等の照射損傷も観測されてい
ない。During the laser processing, a power of 40 kHz and 50 W was applied to the piezoelectric element 170 at least during the laser irradiation. As shown in FIG. 2B, no scattering of processing chips was observed in the laser processing area and the periphery of the processing area. In addition, irradiation damage such as peeling or cracking was not observed.
【００４８】なお、被加工基板の照射位置に応じて、レ
ーザ光の照射エネルギーを変更するようにしても良い。
回転塗布法で塗布膜を形成した場合、中央部より周辺部
の膜厚が厚くなりやすい。そのため、一定のエネルギー
でレーザ光を照射すると、除去膜が除去されない、或い
は除去すべきではない膜が除去されるということが生じ
る。そのため、照射エネルギーを中央部では弱く、周辺
部は強くというように、レーザ光の照射エネルギーを照
射位置に応じて変更することによって、マーク上の膜を
制御性良く除去することができる。The irradiation energy of the laser beam may be changed according to the irradiation position of the substrate to be processed.
When a coating film is formed by the spin coating method, the thickness of the peripheral portion tends to be larger than that of the central portion. Therefore, when the laser beam is irradiated with constant energy, the removal film is not removed, or a film that should not be removed is removed. Therefore, the film on the mark can be removed with good controllability by changing the irradiation energy of the laser beam according to the irradiation position, such that the irradiation energy is weak at the center and strong at the periphery.
【００４９】レーザ加工により位置合わせマーク２０３
を含む領域上の感光性ポリイミド膜２０５を除去するこ
とで、可視光を用いたアライメントスコープを用いた場
合にはマークの観察が容易となり位置合わせエラーを飛
躍的に減少する事が可能となり歩留まりが飛躍的に向上
する。さらには、露光光をアライメント光として用いた
場合には、ポリイミドが形成されているとマークは全く
観察できないのに対し、除去する事によって位置合わせ
マークの観察が可能となる。The alignment mark 203 is formed by laser processing.
By removing the photosensitive polyimide film 205 on the region including the mark, when an alignment scope using visible light is used, the mark can be easily observed, and the alignment error can be drastically reduced. Improve dramatically. Further, when the exposure light is used as the alignment light, the mark cannot be observed at all when the polyimide is formed, but by removing the polyimide, the alignment mark can be observed.
【００５０】次に、感光性ポリイミド膜２０５に対して
露光・現像を順次行い、図２（ｃ）に示すように、感光
性ポリイミド膜２０５に開口を形成する。Next, exposure and development are sequentially performed on the photosensitive polyimide film 205 to form an opening in the photosensitive polyimide film 205 as shown in FIG.
【００５１】次に、感光性ポリイミド膜２０５をマスク
にＲＩＥを行って、図２（ｄ）に示すように、パッド２
０４を露出させる。Next, RIE is performed using the photosensitive polyimide film 205 as a mask, and as shown in FIG.
04 is exposed.
【００５２】本実施形態では、感光性ポリイミド膜に対
して、コンデンサレンズを介してレーザ光を照射するこ
とによって、加工面に対してレーザ光がほぼ垂直に入射
し加工領域以外にレーザ光が照射されることがないの
で、正確に位置合わせマーク上の感光性ポリイミド膜を
除去することができる。また、純水中でレーザ加工を行
うことで、マーク上の感光性ポリイミド膜の加工くずの
生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。In this embodiment, by irradiating the photosensitive polyimide film with laser light through a condenser lens, the laser light is incident almost perpendicularly on the processing surface and the laser light is irradiated on the area other than the processing area. Therefore, the photosensitive polyimide film on the alignment mark can be accurately removed. Further, by performing laser processing in pure water, it becomes possible to perform processing while suppressing generation of processing debris and irradiation damage of the photosensitive polyimide film on the mark.
【００５３】尚、走査系に鏡を用いるのではなく、音響
光学効果を利用した音響光学変調素子や音響光学偏向素
子等の音響光学素子を用いた光ビーム走査機を用いるこ
とも可能である。走査系に音響光学素子を用いることに
よって、機械的に鏡の向きを変えて被加工基板面上を走
査する方式に比べて、走査系の大きさを小さくすること
ができる。音響光学素子を用いた走査系につては、例え
ば特開平１０−８３００２号公報に記載されている。Instead of using a mirror in the scanning system, a light beam scanner using an acousto-optic device such as an acousto-optic modulation device or an acousto-optic deflection device utilizing an acousto-optic effect can be used. By using an acousto-optical element for the scanning system, the size of the scanning system can be reduced as compared with a system in which the direction of the mirror is mechanically changed and scanning is performed on the substrate surface. A scanning system using an acousto-optic device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-83002.
【００５４】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略構成を示す模
式図である。なお、図３において、図１と同一な部位に
は同一符号を付し、その説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the laser processing apparatus concerning embodiment of 1st. In FIG. 3, the same portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００５５】本実施形態のレーザ加工装置１００は、図
３に示すように、被加工基板１１０はホルダー１０７上
に直接載置されているのではなく、基板回転機構１２１
に接続されたステージ１１１上に載置され、被加工基板
１１０が回転可能な構成になっている。In the laser processing apparatus 100 of this embodiment, as shown in FIG. 3, the substrate to be processed 110 is not directly placed on the holder 107, but a substrate rotating mechanism 121.
The substrate to be processed 110 is mounted on a stage 111 connected to the substrate and rotatable.
【００５６】センサ１２２によって回転角が被加工基板
の回転角が測定され、回転制御機構１２３にセンサ１２
２によって測定された回転角に応じて基板回転機構１２
１を制御して、被加工基板１１０の回転角が制御され
る。The rotation angle of the substrate to be processed is measured by the sensor 122, and the rotation
Substrate rotation mechanism 12 according to the rotation angle measured by
1 to control the rotation angle of the substrate 110 to be processed.
【００５７】本実施形態では、レーザ光が被加工基板全
面に走査可能なように走査系１０６を構成する必要がな
いので、コンデンサレンズ１２０の小型化、走査ミラー
１０６ａの回転角度を小さくできるなど、レーザ加工シ
ステムの小型化が可能になる。In the present embodiment, it is not necessary to configure the scanning system 106 so that the laser beam can scan the entire surface of the substrate to be processed, so that the condenser lens 120 can be downsized and the rotation angle of the scanning mirror 106a can be reduced. The size of the laser processing system can be reduced.
【００５８】なお、液体１０８表面を照明窓１０７ａの
裏面に一致させることで、液体１０８の乱流化を抑制
し、レーザ光が散乱することなく被加工基板１１０表面
を照射できる。By making the surface of the liquid 108 coincide with the back surface of the illumination window 107a, turbulence of the liquid 108 can be suppressed, and the surface of the substrate 110 can be irradiated without scattering laser light.
【００５９】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略構成を示す模
式図である。図４において、図１，３と同一な部分には
同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。本装置
は、図４に示すように、レーザ光１０２ａを所定の大き
さ及び形状に成形する複数のアパーチャが形成されたア
パーチャ板１２４が設けられている。アパーチャ板１２
４は、アパーチャ切り替え機構１２５によって任意の形
のアパーチャに交換できる。また、図５に示すように、
アパーチャ板１２４には、には、被加工基板１１０の回
転角θ１に同期して各アパーチャ１２４ａをθ２だけ回
転させるアパーチャ回転機構１２４ｂを有する。このア
パーチャ回転機構１２４ｂの回転角は被加工基板１１０
の回転角と同期させる。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the laser processing apparatus concerning embodiment of 1st. 4, the same portions as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, the present apparatus is provided with an aperture plate 124 having a plurality of apertures for forming the laser beam 102a into a predetermined size and shape. Aperture plate 12
The aperture 4 can be replaced with an aperture of any shape by the aperture switching mechanism 125. Also, as shown in FIG.
The aperture plate 124 has an aperture rotation mechanism 124b that rotates each aperture 124a by θ2 in synchronization with the rotation angle θ1 of the substrate 110 to be processed. The rotation angle of the aperture rotation mechanism 124b is
Synchronize with the rotation angle of.
【００６０】このアパーチャ回転機構１２４ｂが必要な
理由に関しては図６を用いて説明する。位置合わせマー
ク等はウエハチップ上に配置されている。図６（ａ）に
示すように、被加工基板１１０を例えば角度θ１回転さ
せると、図６（ｂ）に示すように被加工基板１１０内内
の各チップ１１０ａ内に形成されている位置合わせマー
ク１１０ｂも回転する。そのため、図６（ｃ）に示すよ
うに、被加工基板１１０（位置合わせマーク１１０ｂ）
の回転に応じて、アパーチャ１２４ａを角度θ２回転さ
せて照射されるレーザ光の形状を変えなければ、位置合
わせマーク１１０ｂ上の膜を除去することができない。
マークへの照射位置に関してはあらかじめ入力されたマ
ーク座標から走査系１０６によって制御される。The reason why the aperture rotating mechanism 124b is necessary will be described with reference to FIG. The alignment mark and the like are arranged on the wafer chip. As shown in FIG. 6A, when the substrate 110 is rotated, for example, by an angle θ1, an alignment mark formed in each chip 110a in the substrate 110 as shown in FIG. 110b also rotates. Therefore, as shown in FIG. 6C, the substrate to be processed 110 (the alignment mark 110b)
The film on the alignment mark 110b cannot be removed unless the shape of the irradiated laser beam is changed by rotating the aperture 124a by the angle θ2 in accordance with the rotation of.
The irradiation position on the mark is controlled by the scanning system 106 from the mark coordinates input in advance.
【００６１】（第４の実施形態）本発明の第４の実施形
態で用いるレーザ加工装置の概略構成に関して図７を用
いて説明する。(Fourth Embodiment) A schematic configuration of a laser processing apparatus used in a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００６２】図７は、本発明の第３の実施形態に係わる
レーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。図７に
おいて、図１，３，４と同一な部分には同一符号を付
し、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、アパ
ーチャ板１２４後にビームの大きさを拡大・縮小するズ
ームレンズ光学系１２８が設けられている。FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. 7, the same parts as those in FIGS. 1, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, a zoom lens optical system 128 for enlarging / reducing the beam size after the aperture plate 124 is provided.
【００６３】第３の実施形態では、アパーチャ板１２４
に設置されたアパーチャ１２４ａによりレーザ光の大き
さ及び形状を変化させていた。アパーチャ板１２４に設
置できるアパーチャの数には限りがあるが、本実施形態
では、レーザ光の大きさの変更するズームレンズ光学系
１２８が設けられているので、形成可能なレーザ光の大
きさ及び形状の数を増やすことができる。In the third embodiment, the aperture plate 124
The size and the shape of the laser beam are changed by the aperture 124a installed in the laser beam. Although the number of apertures that can be installed on the aperture plate 124 is limited, in the present embodiment, since the zoom lens optical system 128 that changes the size of the laser light is provided, the size of the laser light that can be formed and the The number of shapes can be increased.
【００６４】（第５の実施形態）本実施形態では、前の
実施形態で示したレーザ加工装置を含むパターン形成シ
ステムについて説明する。(Fifth Embodiment) In this embodiment, a pattern forming system including the laser processing apparatus shown in the previous embodiment will be described.
【００６５】図８は、本発明の第５の実施形態に係わる
パターン形成システムの概略構成を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to the fifth embodiment of the present invention.
【００６６】図８に示すように、トラック１４１にて被
加工基板主面にレジスト等が塗布される。レジストの塗
布後、トラック１４１内部に設けられたレーザ加工装置
１００によりマーク上のレジスト膜及び絶縁膜が除去さ
れる。その後、搬送機１４２により被加工基板が露光装
置１４０に搬送されて露光が行われる。露光後、搬送機
１４２により被加工基板がトラック１４１に搬送され、
レジスト膜の現像処理が行われる。現像処理後、搬送機
１４０２により被加工基板が合わせずれ検査装置１４３
に搬送され、合わせずれ検査用マーク（反射マーク）と
形成されたパターンとのズレが検査される。As shown in FIG. 8, a resist or the like is applied to the main surface of the substrate to be processed by the track 141. After the application of the resist, the resist film and the insulating film on the mark are removed by the laser processing device 100 provided inside the track 141. After that, the substrate to be processed is transferred to the exposure device 140 by the transfer device 142 to perform exposure. After the exposure, the substrate to be processed is transported to the track 141 by the transporter 142,
The resist film is developed. After the development processing, the substrate to be processed is shifted by the transfer device 1402 to the misalignment inspection device 143
And a deviation between the misalignment inspection mark (reflection mark) and the formed pattern is inspected.
【００６７】レーザ加工装置１００と露光装置１４０及
び合わせずれ検査装置１４３はオンライン制御部１４４
若しくはオンラインインターフェイスによって接続す
る。このことで、レーザ加工器がアライメントマーク及
び合わせずれ検査マークなどをレーザ加工する場合、マ
ーク座標を算出するには、ウエハチップ座標、アライメ
ントマーク位置、合わせずれ検査マーク位置の座標情報
がオンラインによって露光装置１４０や合わせずれ検査
装置１４３から入手できることを特徴とする。もちろん
マーク座標は、レーザ加工装置１００に直接入力しても
よい。The laser processing apparatus 100, the exposure apparatus 140, and the misalignment inspection apparatus 143 are connected to an online control unit 144.
Or connect via an online interface. Thus, when the laser processing machine laser-processes the alignment mark and the misalignment inspection mark, the coordinate information of the wafer chip coordinates, the alignment mark position, and the misalignment inspection mark position is exposed online in order to calculate the mark coordinates. It can be obtained from the apparatus 140 or the misalignment inspection apparatus 143. Of course, the mark coordinates may be directly input to the laser processing apparatus 100.
【００６８】本システムに示すように、トラック１４１
内にレーザ加工装置１００が搭載されることで、レジス
ト塗布、レーザ加工、露光と、連続した工程が実現で
き、工程時間の短縮が実現できる。なお、図９に示すよ
うに、トラック１４１外に配置しても良い。図９におい
て、図８と同一な部位には同一符号を付し、その詳細な
説明を省略する。As shown in the present system, the track 141
By mounting the laser processing apparatus 100 therein, a continuous process of resist coating, laser processing, and exposure can be realized, and the process time can be reduced. Note that, as shown in FIG. 9, it may be arranged outside the track 141. 9, the same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００６９】（第６の実施形態）また、アパーチャ及び
アパーチャ回転機構に、レーザ光の径に比べて非常に小
さく、向きがそれぞれ変更可能な複数の微小鏡を複数２
次元配列された光学素子（例えばDigital Micromirror
Device（テキサス・インスツルメンツ社の商標））を用
いても良い。光学素子は、それぞれの微小鏡の向きを制
御することによって、任意の大きさ及び形状の光学像を
形成することができる。従って、この光学素子を構成す
るそれぞれの微小鏡を向きを制御することによって、マ
ークの大きさ及び向きに応じた光学像のレーザ光を照射
することができる。(Sixth Embodiment) Also, a plurality of micro mirrors, each of which is very small in comparison with the diameter of the laser beam and whose direction can be changed, are provided in the aperture and the aperture rotating mechanism.
Dimensionally arranged optical elements (for example, Digital Micromirror
Device (trademark of Texas Instruments) may be used. The optical element can form an optical image of any size and shape by controlling the direction of each micromirror. Therefore, by controlling the direction of each of the micromirrors constituting the optical element, it is possible to irradiate a laser beam of an optical image according to the size and direction of the mark.
【００７０】図１０は、第６の実施形態に係わる光学素
子を用いたアパーチャ及びアパーチャ回転機構の構成を
示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of an aperture and an aperture rotating mechanism using an optical element according to the sixth embodiment.
【００７１】本装置１００の走査系１０６は、図１０に
示すように、レーザ光１０２ａが入射する複数の微小鏡
がマトリクス状に配列された光学素子１５０と、配列さ
れた各微小鏡の向きを制御する制御部１５２とを具備す
る。マイクロミラー１５０は各微小鏡等を電気信号等に
よって微小鏡の向きを制御するものである。As shown in FIG. 10, the scanning system 106 of the apparatus 100 includes an optical element 150 in which a plurality of micromirrors on which the laser beam 102a is incident are arranged in a matrix, and a direction of each of the arranged micromirrors. And a control unit 152 for controlling. The micromirror 150 controls the direction of each micromirror or the like by an electric signal or the like.
【００７２】図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、このマイクロミラー１５０において、各微小鏡１５
１の向きを制御することによって、所望のビーム成形形
状１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃを形成することができ
る。As shown in FIGS. 11A, 11B and 11C, each micro mirror 15
By controlling the direction of 1, the desired beam shaping shapes 161a, 161b, 161c can be formed.
【００７３】また、ビーム成形形状をウエハの回転に同
期して回転させることで、に示すように、各微小鏡１５
１の向きを制御することによって、ビーム成形形状を回
転させることができ、アパーチャ及びアパーチャ回転機
能アパーチャとしての機能を有する。このマイクロミラ
ー１５０において所望のビーム成形は回転に限定するこ
となく、膨張伸縮など形状は任意に変えることができ
る。また、この光学素子は、各微小鏡の向きを制御しレ
ーザ光を被加工基板の任意の位置に照射させる、走査系
として用いることも可能である。By rotating the beam shaping shape in synchronization with the rotation of the wafer, each micro mirror 15
By controlling the direction of 1, the beam shaping shape can be rotated, and it has a function as an aperture and an aperture rotation function aperture. The desired beam shaping in the micromirror 150 is not limited to the rotation, and the shape such as expansion and contraction can be arbitrarily changed. This optical element can also be used as a scanning system that controls the direction of each micromirror and irradiates a laser beam to an arbitrary position on a substrate to be processed.
【００７４】（第７の実施形態）図１２は、本発明の第
７の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略構成を示す
図である。図１２において、図１と同一な部位には同一
符号を付し、その説明を省略する。(Seventh Embodiment) FIG. 12 is a view showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. 12, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００７５】本装置は、図１２に示すように、レーザ光
が反射或いは透過する光学部材（プリズム，ミラー等）
を含む、光学系１０４，アパーチャ１２４，観測系１０
５，走査系１０６，コンデンサレンズ１２０を密閉空間
５００内に設置して、密閉空間５００内をパージシステ
ム５０１からＮ2などのパージガスでパージできる構成
を示したものである。As shown in FIG. 12, the present apparatus has an optical member (prism, mirror, etc.) through which laser light is reflected or transmitted.
Optical system 104, aperture 124, observation system 10
5, a configuration in which a scanning system 106 and a condenser lens 120 are installed in a closed space 500 and the inside of the closed space 500 can be purged from a purge system 501 with a purge gas such as N 2 .
【００７６】光学系付近に漂うケミカルコンタミネーシ
ョンがレーザ光と光化学反応を起こして曇りが発生す
る。本発明では光学部材をパージしてこの曇りから保護
する。The chemical contamination floating near the optical system causes a photochemical reaction with the laser light, and fogging occurs. In the present invention, the optical member is purged to protect from the fogging.
【００７７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、被加工基板に対してレーザ光
をほぼ垂直に入射させる手段としては、出射光が被加工
基板主面に対してほぼ垂直に入射する光ファイバーにレ
ーザ光を入射させ、光ファイバーを被加工基板に対して
相対的に移動させて、レーザ光を被加工基板の任意の位
置に照射する構成であっても良い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as means for making the laser light incident on the substrate to be processed substantially perpendicularly, the laser light is made incident on an optical fiber in which the emitted light is incident almost perpendicularly on the main surface of the substrate to be processed, and the optical fiber is incident on the substrate to be processed. The laser beam may be irradiated to an arbitrary position on the substrate to be processed by relatively moving the substrate.
【００７８】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
【００７９】[0079]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
加工基板に対して、ほぼ垂直にレーザ光を入射させて、
除去領域以外の領域にレーザ光が照射されることを抑制
することによって、除去領域のみを正確に除去すること
ができる。As described above, according to the present invention, a laser beam is made to enter a substrate to be processed substantially vertically.
By suppressing the irradiation of the area other than the removal area with the laser beam, only the removal area can be accurately removed.
【図１】第１の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略
構成を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a first embodiment.
【図２】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造工程
を示す工程断面図。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.
【図３】第２の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略
構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a second embodiment.
【図４】第３の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略
構成を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a third embodiment.
【図５】第３の実施形態に係わるアパーチャ板及びアパ
ーチャ切り替え機構の概略構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an aperture plate and an aperture switching mechanism according to a third embodiment.
【図６】アパーチャ回転機構１２４ｂが必要な理由の説
明に用いる図。FIG. 6 is a diagram used to explain the reason why an aperture rotation mechanism 124b is required.
【図７】第４の実施形態に係わるレーザ加工装置の概略
構成を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment.
【図８】第５の実施形態に係わるパターン形成システム
の概略構成を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to a fifth embodiment.
【図９】第５の実施形態に係わるパターン形成システム
の概略構成を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to a fifth embodiment.
【図１０】第６の実施形態に係わる、光学素子を用いた
アパーチャ及びアパーチャ回転機構の構成を示す模式
図。FIG. 10 is a schematic view showing a configuration of an aperture using an optical element and an aperture rotating mechanism according to a sixth embodiment.
【図１１】図１０に示す光学素子、並びに光学素子で成
形されるビーム形状を示す図。11 is a diagram showing the optical element shown in FIG. 10 and a beam shape formed by the optical element.
【図１２】第７の実施形態に係わるレーザ加工装置の概
略構成を示す模式図。FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment.
１００…レーザ加工装置 １０２…レーザ発振器 １０２ａ…レーザ光 １０３…レーザ発振器制御ユニット １０４…光学系 １０５…観測系 １０６…走査系 １０６ａ…走査ミラー １０７…ホルダー １０７ａ…照明窓 １０８…液体 １１０…被加工基板 １１１…ステージ １２０…コンデンサレンズ REFERENCE SIGNS LIST 100 laser processing device 102 laser oscillator 102 a laser beam 103 laser oscillator control unit 104 optical system 105 observation system 106 scanning system 106 a scanning mirror 107 holder 107 a illumination window 108 liquid 110 substrate to be processed 111 ... stage 120 ... condenser lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０５ // Ｂ２３Ｋ 101:40 Ｂ２３Ｋ 101:40 (72)発明者 伊藤 信一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 早坂 伸夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2H041 AA12 AB14 AC04 AZ00 2H045 AB01 BA12 CA64 CB24 2H097 AA03 AB07 BA10 BB10 CA17 EA01 LA10 2K002 AA04 AB03 BA12 HA10 4E068 CB05 CC02 CD05 CD10 CD13 CE02 CE04 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/20 505 G03F 7/20 505 // B23K 101: 40 B23K 101: 40 (72) Inventor Shin Ito 1 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Yokohama office (72) Inventor Nobuo Hayasaka 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term in the Toshiba Yokohama office (reference) 2H041 AA12 AB14 AC04 AZ00 2H045 AB01 BA12 CA64 CB24 2H097 AA03 AB07 BA10 BB10 CA17 EA01 LA10 2K002 AA04 AB03 BA12 HA10 4E068 CB05 CC02 CD05 CD10 CD13 CE02 CE04
Claims (16)
ザ光を発振するレーザ発振器と、 レーザ発振器から発振されたレーザ光を、前記被加工基
板の任意の位置に照射させる走査系と、 前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を前記被加工
基板に対してほぼ垂直に入射させる入射手段とを具備し
てなることを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser oscillator for oscillating laser light for selectively removing a part of a substrate to be processed, and a scanning system for irradiating laser light oscillated from the laser oscillator to an arbitrary position on the substrate to be processed. A laser processing apparatus comprising: an incidence unit configured to make a laser beam oscillated from the laser oscillator be incident on the substrate to be processed substantially perpendicularly.
の照射領域に対して液体を供給する液体供給手段と、 前記被処理基板上に設置され、前記レーザ光に対して透
明な透明板とを更に具備してなることを特徴とする請求
項１に記載のレーザ加工装置。2. A liquid supply means for supplying a liquid to at least a region of the substrate to be irradiated with the laser light, and a transparent plate provided on the substrate to be processed and transparent to the laser light. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising:
基板との間に配設されたコンデンサレンズであることを
特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。3. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said incident means is a condenser lens disposed between said scanning system and said substrate to be processed.
をさらに具備してなることを特徴とする請求項１〜３の
何れかに記載のレーザ加工装置。4. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a substrate rotating mechanism for rotating said substrate to be processed.
の光路上に設置され、前記基板回転機構による被加工基
板の回転に応じて、前記被処理基板上のレーザ光の光学
像の大きさ及び形状を変更するレーザ光成形手段を具備
してなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
のレーザ加工装置。5. The method according to claim 1, further comprising: setting a size of an optical image of the laser beam on the substrate to be processed in accordance with rotation of the substrate to be processed by the substrate rotating mechanism. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a laser beam shaping means for changing a shape.
ぞれ所定の大きさ及び形状に成形する複数のアパーチャ
を具備することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加
工装置。6. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein said laser beam shaping means includes a plurality of apertures for shaping the laser beam into predetermined sizes and shapes, respectively.
所定の形状に成形する１以上のアパーチャと、前記アパ
ーチャを通過したレーザ光の大きさを変化させるレンズ
系とを具備してなることを特徴とする請求項５に記載の
レーザ加工装置。7. The laser beam shaping means comprises: one or more apertures for shaping the laser beam into a predetermined shape; and a lens system for changing the size of the laser beam passing through the aperture. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein:
る被加工基板の回転に同期して回転することを特徴とす
る請求項６又は７に記載のレーザ加工装置。8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the aperture rotates in synchronization with rotation of the substrate to be processed by the substrate rotating mechanism.
て２次元方向にレーザ光を走査させする走査ミラーを具
備してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
載のレーザ加工装置。9. The scanning system according to claim 1, wherein said scanning system includes a scanning mirror for scanning the processing surface of the substrate to be processed with laser light in a two-dimensional direction. The laser processing apparatus according to the above.
の大きさに対して小さい微小鏡が配列された光学素子
と、これらの微小鏡の向きをそれぞれ制御する制御部と
をさらに具備してなることを特徴とする特許請求項１〜
３のいずれかに記載のレーザ加工装置。10. An optical element in which micro-mirrors each having a small size relative to the size of the laser beam, each of which can be controlled in direction, are further provided, and a control unit for controlling the directions of these micro-mirrors is further provided. Claims 1 to 3 characterized by the following.
4. The laser processing apparatus according to any one of 3.
音響光学素子を具備してなることを特徴とする請求項１
〜３の何れかに記載のレーザ加工装置。11. The scanning system according to claim 1, wherein the scanning system includes an acousto-optic device utilizing an acousto-optic effect.
4. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
工基板主面に平行な２次元平面内で相対的に移動させる
手段とを更に具備してなることを特徴とする請求項１〜
３の何れかに記載のレーザ加工装置。12. The apparatus according to claim 1, further comprising means for relatively moving said substrate to be processed and said scanning system in a two-dimensional plane parallel to the main surface of said substrate to be processed. ~
4. The laser processing apparatus according to any one of 3.
れた反射マークを具備し、該反射マークの位置座標が登
録されている光学装置からの情報に応じて、該マーク上
に前記レーザ光を照射して、該マーク上の膜を除去する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のレーザ
加工装置。13. The substrate to be processed has a reflection mark formed on a semiconductor substrate, and the laser light is placed on the mark in accordance with information from an optical device in which the position coordinates of the reflection mark are registered. 4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated to remove the film on the mark.
測系を更に具備してなることを特徴とする請求項１〜３
の何れかに記載のレーザ加工装置。14. The apparatus according to claim 1, further comprising an observation system for detecting a position coordinate of said substrate to be processed.
The laser processing device according to any one of the above.
に応じて、前記レーザ光の照射強度を制御する手段を具
備してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
載のレーザ加工装置。15. The laser according to claim 1, further comprising means for controlling the irradiation intensity of the laser light in accordance with the irradiation position of the laser light on the substrate to be processed. Processing equipment.
材を更に具備し、前記光学部材の一部若しくは全てを密
閉する密閉部材と、この密閉部材にパージガスを供給す
るパージシステムとを具備することを特徴とした特許請
求項１〜３のいずれかに記載のレーザ加工装置。16. An optical member for reflecting or transmitting the laser light, further comprising a sealing member for sealing a part or all of the optical member, and a purge system for supplying a purge gas to the sealing member. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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