JPH05198496A - Device and method for removing thin film - Google Patents
Device and method for removing thin filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウェハや
ガラスプレート等の基板上に被着された薄膜（フォトレ
ジスト層）に選択的にエネルギー光を照射することによ
り、薄膜の所望の部分を除去する薄膜除去装置及び方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention selectively irradiates a thin film (photoresist layer) deposited on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate with energetic light so that a desired portion of the thin film can be exposed. A thin film removing apparatus and method for removing the thin film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子製造の光リソグラフィ工程で
は、ウェハの露光領域に付随して設けられたアライメン
ト（位置合わせ）マークからの光情報を光電検出するこ
とによって、重ね合わせ露光すべきレチクルやマクスと
ウェハとを相対的に位置合わせしている。通常、ウェハ
のアライメントは、アライメントマークに光を照射し、
そのマークからの反射光、散乱光、又は回折光等を光電
検出することによって行われる。しかしながら、露光前
のウェハには必然的にレジストが被着されているため、
アライメントマークの検出はレジスト層（１〜２μｍの
厚さ）を介して行われることになる。アライメントを露
光装置の投影光学系を介して行う場合（ＴＴＬ方式：Th
rough The Lens) 、投影光学系は強い色収差を有してい
るので、アライメントの際にも露光光を使用する必要が
あるが、当然ながら露光光はレジストに吸収されるた
め、アライメントマークから発生する光情報がレジスト
層の影響で弱められてしまうという不都合が生じる。2. Description of the Related Art In a photolithography process for manufacturing a semiconductor device, a reticle or mask to be superposed and exposed by photoelectrically detecting optical information from an alignment mark provided in association with an exposure area of a wafer. And the wafer are relatively aligned. Normally, wafer alignment is performed by irradiating the alignment mark with light.
It is performed by photoelectrically detecting reflected light, scattered light, diffracted light, or the like from the mark. However, since the resist is inevitably deposited on the wafer before exposure,
The alignment marks are detected through the resist layer (having a thickness of 1 to 2 μm). When alignment is performed via the projection optical system of the exposure apparatus (TTL method: Th
rough The Lens), the projection optical system has strong chromatic aberration, so it is necessary to use exposure light during alignment as well, but of course the exposure light is absorbed by the resist, so it occurs from the alignment mark. There is an inconvenience that the optical information is weakened by the influence of the resist layer.
【０００３】また、アライメントマークが微小な段差構
造をとることから、マーク周辺でレジストの膜厚が不均
一になることは避けられない。このため、薄膜固有の干
渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいはマーク
両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりすること
等によってアライメント精度が低下してしまう。Further, since the alignment mark has a minute step structure, it is inevitable that the resist film thickness is nonuniform around the mark. For this reason, the interference effect peculiar to the thin film becomes conspicuous in the vicinity of the mark, or the unevenness of the resist film thickness becomes asymmetrical on both sides of the mark.
【０００４】更に、パターンの微細化を図るために多層
レジストを使う場合等、アライメントマークそのものが
照明波長のもとで光学的に見えなくなるといった現象が
起こり得るため、アライメント精度の確保はなかなか難
しい問題となっている。Further, when a multilayer resist is used to miniaturize the pattern, a phenomenon that the alignment mark itself becomes optically invisible under the illumination wavelength may occur, so that it is difficult to secure the alignment accuracy. Has become.
【０００５】そこで、アライメント動作に先だって、エ
キシマレーザ等の紫外域の高エネルギービームを光学系
を介してマーク上部のレジスト層に照射することでレジ
ストを部分的に除去することが考えられている。このレ
ジスト除去のメカニズムは、有機高分子材料からなるレ
ジストにエキシマレーザのような高強度の短パルス紫外
光を照射すると、レーザを吸収した照射部分のレジスト
の分子結合が切断されて、分解・飛散するアブレーショ
ン過程に基づくものと考えられる。このアブレーション
による除去においては、除去される部分の断面がシャー
プであり、照射部分の周囲に熱的な損傷・歪がない等の
利点がある。Therefore, prior to the alignment operation, it is considered that the resist is partially removed by irradiating the resist layer above the mark with a high energy beam in the ultraviolet region such as an excimer laser through an optical system. The mechanism of this resist removal is that when a resist made of an organic polymer material is irradiated with high-intensity short-pulse ultraviolet light such as an excimer laser, the molecular bond of the resist in the irradiated part that absorbs the laser is broken and decomposed and scattered. It is considered to be based on the ablation process. This removal by ablation has advantages that the removed portion has a sharp cross-section, and there is no thermal damage or distortion around the irradiated portion.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
高エネルギービームによる薄膜除去の技術においては、
以下に説明するような問題点があった。まず、照射され
るレーザ光の最適なエネルギー値について、図５を用い
て説明する。図５はレジスト層に照射されるパルス当り
のエネルギー密度Ｐ（横軸）とレジスト層がアブレーシ
ョン過程によって除去される深さ（縦軸）との関係を示
したものである。ここでは横軸は対数目盛である。However, in the technique of thin film removal by the high energy beam as described above,
There was a problem described below. First, the optimum energy value of the emitted laser light will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the relationship between the energy density P per pulse applied to the resist layer (horizontal axis) and the depth of the resist layer removed by the ablation process (vertical axis). Here, the horizontal axis is a logarithmic scale.
【０００７】この図から明らかなように、レーザ光の単
位パルス当りのエネルギー密度Ｐ(J/cm2・pulse) が閾値
Ｐthを越えるまでは、レーザ光が照射されてもレジスト
層は除去されないが、エネルギー密度が閾値Ｐthを越え
ると、レジスト層の除去深さはエネルギー密度Ｐの対数
に比例して増大する。As is clear from this figure, the resist layer is not removed even when the laser beam is irradiated until the energy density P (J / cm 2 · pulse) of the laser beam per unit pulse exceeds the threshold P th. However, when the energy density exceeds the threshold P th , the removal depth of the resist layer increases in proportion to the logarithm of the energy density P.
【０００８】この時に使用されるレーザ波長、例えばＫ
ｒＦエキシマレーザをその露光波長として設計されたレ
ジストに対してはＫｒＦエキシマレーザの波長（２４８
ｎｍ）よりも短いものが適当である。なぜならば、レジ
スト等のポリマーをアブレーション現象に於いて効率良
く除去するためには、ポリマー自身が照射エネルギー光
を効率良く吸収する必要がある。一方、レジストはその
露光波長に於いて、その吸収率が小さくなる様に設計さ
れ、また、一般にポリマーは波長の短い光ほど光吸収率
が大きくなるからである。The laser wavelength used at this time, for example, K
For a resist designed with the rF excimer laser as its exposure wavelength, the KrF excimer laser wavelength (248
Those shorter than (nm) are suitable. This is because the polymer itself must efficiently absorb the irradiation energy light in order to efficiently remove the polymer such as resist in the ablation phenomenon. On the other hand, the resist is designed so that its absorptance becomes small at the exposure wavelength, and in general, the light absorptance of the polymer becomes larger as the wavelength of the light becomes shorter.
【０００９】例えばレーザ光源として波長が１９３ｎｍ
のＡｒＦエキシマレーザを用いた場合の閾値Ｐthは、一
般のレジストでは３０〜４０ｍＪ／cm2・pulse の値を示
す。実験においてパルス当りのエネルギー密度を１００
ｍＪ／cm2・pulse として、厚さ１μｍのレジストを完全
に除去するのに約３０パルスのレーザ照射が必要であ
り、合計３Ｊ／cm2 を要することがわかった。For example, a laser light source has a wavelength of 193 nm
The threshold value P th in the case of using the ArF excimer laser of is a value of 30 to 40 mJ / cm 2 · pulse in a general resist. In the experiment, the energy density per pulse was 100
It has been found that about 30 pulses of laser irradiation is required to completely remove the resist having a thickness of 1 μm as mJ / cm 2 · pulse, and a total of 3 J / cm 2 is required.
【００１０】一方、所望の除去領域にレーザ光を照射す
るための対物レンズ（照射光学系）に用いられる石英ガ
ラス等の反射防止コートは、これら紫外のレーザ光波長
に対して十分な反射防止効果を持つ物は現在得られてい
ない。このため、この反射防止コートを施した石英ガラ
スからなる対物レンズでは数％のフレアがレーザ照射領
域周囲に発生する。照射領域のエネルギー密度が３Ｊ／
cm2 の場合、その周囲には数１０ｍＪ／cm2 の照射が行
われることとなる。On the other hand, an antireflection coating such as quartz glass used for an objective lens (irradiation optical system) for irradiating a desired removal area with laser light has a sufficient antireflection effect for these ultraviolet laser light wavelengths. The thing with is not obtained now. Therefore, in the objective lens made of quartz glass with the antireflection coating, several% of flare occurs around the laser irradiation area. Energy density of irradiation area is 3J /
For cm 2, so that the irradiation of a few 10 mJ / cm 2 is performed on the periphery.
【００１１】この時のフレアの発生の様子を図４を用い
て説明する。図において、対物レンズ６は複数のレンズ
６１，６２（図では代表して２つのレンズを示す）等で
構成され、ウエハ７２上に塗布されたレジスト層７１の
所望の除去領域にレーザ光ＬＢを集光させる。この際、
レーザ光ＬＢの一部は各レンズの表、裏各面で反射され
て、本来、レーザ光が照射されるべき領域の周囲に図
中、点線で示す様にフレアｆとして照射される。このフ
レアｆによる照射エネルギー密度はアブレーション現象
を起こすには不十分なため、レジストを除去することが
ないが、レジスト７１を感光するには十分なエネルギー
を与えることになり、後のパルス露光、現象後のレジス
トパターン形状に影響を与える不都合が生じる。例え
ば、レジスト７１がポジ型の場合には膜減り現象、ネガ
型の場合にはフレアｆによる照射がなされた部分のレジ
スト７１は全て残ってしまいパターン自身が形成されな
い場合がある。近年、開発が盛んな高感度を特徴とする
化学増幅型レジストではこの現象がより顕著になる。The appearance of flare at this time will be described with reference to FIG. In the figure, the objective lens 6 is composed of a plurality of lenses 61, 62 (two lenses are shown in the figure as a representative), and the laser beam LB is applied to a desired removal region of the resist layer 71 coated on the wafer 72. Focus. On this occasion,
A part of the laser light LB is reflected by the front and back surfaces of each lens, and is irradiated as a flare f around the area to be originally irradiated with the laser light as indicated by a dotted line in the figure. Since the irradiation energy density due to the flare f is not sufficient to cause the ablation phenomenon, the resist is not removed, but sufficient energy is applied to expose the resist 71. Inconvenience that affects the subsequent resist pattern shape occurs. For example, when the resist 71 is a positive type, there is a case where the film reduction phenomenon occurs, and when the resist 71 is a negative type, all the resist 71 in the portion irradiated by the flare f remains and the pattern itself may not be formed. In recent years, this phenomenon becomes more prominent in chemically amplified resists, which have been actively developed and are characterized by high sensitivity.
【００１２】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、エネルギー光の照射によって薄膜（レジスト
等）の所望領域を除去するにあたって、フレアにより除
去領域周辺の薄膜が変質することを防止できる薄膜除去
装置及び除去方法を提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made in view of the above point, and in removing a desired region of a thin film (resist or the like) by irradiation with energetic light, it is possible to prevent the thin film around the removed region from being deteriorated by flare. An object of the present invention is to provide a thin film removing device and a removing method.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項 1の薄膜除去装置
は、所定のエネルギー光を射出する光源と、基板上に被
着された薄膜の所望の部分にエネルギー光を照射する照
射光学系とを有し、前記エネルギー光の照射によって前
記薄膜の所望の部分を除去する薄膜除去装置において、
上記の課題を達成するために、前記基板と前記照射光学
系との間に、前記エネルギー光に対して不透明であり、
かつ所定形状の開口部を有する部材が設けられているも
のである。A thin film removing apparatus according to claim 1 comprises a light source for emitting a predetermined energy beam, and an irradiation optical system for irradiating a desired portion of the thin film deposited on the substrate with the energy beam. In a thin film removing apparatus for removing a desired portion of the thin film by irradiation with the energetic light,
To achieve the above object, between the substrate and the irradiation optical system is opaque to the energy light,
Moreover, a member having an opening of a predetermined shape is provided.
【００１４】請求項２の薄膜除去装置においては、前記
照射光学系は該照射光学系と前記基板との間の空間に前
記エネルギー光の集光点を形成し、該集光点上に前記不
透明部材が設けられている。In the thin film removing apparatus of claim 2, the irradiation optical system forms a condensing point of the energetic light in a space between the irradiation optical system and the substrate, and the opaque point is formed on the condensing point. A member is provided.
【００１５】請求項(3) の薄膜除去装置においては、前
記開口部の形状は、前記不透明部材の表面にほぼ等しい
平面と前記エネルギー光との重複領域にほぼ等しいもの
である。In the thin film removing apparatus of the third aspect, the shape of the opening is substantially equal to the overlapping area of the plane with the surface of the opaque member and the energy light.
【００１６】請求項５の薄膜除去方法は、基板上に被着
された薄膜に選択的にエネルギー光を照射することによ
って、前記薄膜の所望の部分を除去するにあたって、上
記の課題を達成するために、基板と照射光学系との間に
前記エネルギー光に対して不透明な部材を配置し、前記
薄膜に前記エネルギー光を照射するに先立って、前記不
透明部材に前記エネルギー光を照射することによって前
記不透明部材に前記エネルギー光が通過する開口部を設
け、しかる後、該開口部を介して前記エネルギー光を前
記薄膜に照射するものである。In the thin film removing method of the fifth aspect, the thin film deposited on the substrate is selectively irradiated with energetic light to remove a desired portion of the thin film. A member that is opaque to the energy light is disposed between the substrate and the irradiation optical system, and the opaque member is irradiated with the energy light prior to irradiating the thin film with the energy light. An opaque member is provided with an opening through which the energy light passes, and thereafter, the energy light is applied to the thin film through the opening.
【００１７】[0017]
【作用】本発明の薄膜除去装置で用いられる不透明部材
は、照射エネルギー光の波長において高い吸収率をもつ
例えばポリイミドフィルム等の部材であり、所定形状の
開口部を設ける。本発明では、薄膜除去を行なうにあた
って、不透明部材の開口部を介して薄膜にエネルギー光
を照射する。その際、エネルギー光が照射光学系のレン
ズで反射されフレアが発生するが、フレアはエネルギー
光とは異なる角度で放射されるため（図４参照）、ほと
んどのフレアは開口部を通過せず、不透明部材で遮断さ
れる。請求項２の装置では、不透明部材の開口部の形状
は不透明部材の表面にほぼ等しい平面とエネルギー光と
の重複領域にほぼ等しい形状となっているので、不透明
部材によって正規のエネルギー光の光量を低下させるこ
となく、かつ、開口部を通って薄膜上に到達するフレア
を最小限に抑えることができる。The opaque member used in the thin film removing apparatus of the present invention is a member having a high absorptivity at the wavelength of the irradiation energy light, such as a polyimide film, and is provided with an opening having a predetermined shape. In the present invention, when the thin film is removed, the thin film is irradiated with energetic light through the opening of the opaque member. At that time, the energetic light is reflected by the lens of the irradiation optical system to generate flare, but since the flare is emitted at an angle different from that of the energetic light (see FIG. 4), most of the flare does not pass through the opening, It is blocked by an opaque member. In the device of claim 2, since the shape of the opening of the opaque member is substantially the same as the overlapping area of the plane substantially equal to the surface of the opaque member and the energy light, the light amount of the regular energy light is changed by the opaque member. The flare reaching the thin film through the opening can be minimized without lowering.
【００１８】請求項５の薄膜除去方法では、基板と照射
光学系との間にエネルギー光に対して不透明な部材を配
置し、薄膜にエネルギー光を照射するに先立って、不透
明部材に前記エネルギー光を照射する。エネルギー光が
照射された部分の不透明部材は、アブレーション現象に
よって除去され、不透明部材にエネルギー光が通過でき
る孔（開口部）が形成される。この時にできる開口部の
形状は不透明部材の表面にほぼ等しい平面とエネルギー
光との重複領域にほぼ等しい形状、換言すれば、不透明
部材の配置位置におけるエネルギー光の断面形状にほぼ
一致する形状となり、上述したようにフレアの影響が最
小限に抑えられる。この請求項５の方法によれば、除去
領域の形状（エネルギー光の照射領域の形状）が頻繁に
変わるような場合でも、薄膜除去に先立って不透明部材
にエネルギー光を照射するだけで対応可能であり、作業
効率を落とすことなくフレアの悪影響を避けることがで
きる。In the thin film removing method of the fifth aspect, a member opaque to energy light is disposed between the substrate and the irradiation optical system, and the energy light is applied to the opaque member before the thin film is irradiated with the energy light. Irradiate. The opaque member in the portion irradiated with the energetic light is removed by an ablation phenomenon, and a hole (opening) through which the energetic light can pass is formed in the opaque member. The shape of the opening formed at this time is a shape substantially equal to the overlapping area of the plane with the surface of the opaque member and the energy light, in other words, a shape substantially corresponding to the cross-sectional shape of the energy light at the arrangement position of the opaque member, As mentioned above, the effect of flare is minimized. According to the method of claim 5, even when the shape of the removal area (the shape of the irradiation area of energy light) is frequently changed, it is possible to deal with it by simply irradiating the opaque member with energy light prior to thin film removal. Yes, it is possible to avoid the adverse effect of flare without lowering work efficiency.
【００１９】又、請求項２の薄膜除去装置では、照射光
学系と薄膜との間の空間内にエネルギー光の集光点が形
成されるように照射光学系が構成され、集光点上に不透
明部材が設けられる。エネルギー光の密度は、集光点に
おいて最大となるため、請求５の方法のようにアブレー
ション現象によって不透明部材に開口部を形成するのに
好都合である。Further, in the thin film removing apparatus according to the second aspect, the irradiation optical system is configured so that the condensing point of the energetic light is formed in the space between the irradiation optical system and the thin film, and the condensing point is formed on the condensing point. An opaque member is provided. Since the density of energetic light is maximum at the converging point, it is convenient to form an opening in the opaque member by the ablation phenomenon as in the method of claim 5.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。先ず、図２は本実施例による薄膜除去装置の概略
的な構成を示すブロック図である。図において、レーザ
光源１から射出した紫外域に発振波長を有するレーザ光
ＬＢは、可変絞り２によって所定のビーム形状に成形さ
れた後、その大部分がビームスプリッタ３を透過してシ
ャッター４に至る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the thin film removing apparatus according to the present embodiment. In the figure, the laser light LB emitted from the laser light source 1 and having an oscillation wavelength in the ultraviolet region is shaped into a predetermined beam shape by the variable diaphragm 2, and most of the laser light passes through the beam splitter 3 and reaches the shutter 4. ..
【００２１】シャッター４はレーザ光ＬＢを通過又は遮
断させるものであり、シャッター４を透過したレーザ光
はミラー５で反射された後、対物レンズ６に入射する。
レーザ光は対物レンズ６で集光され、可変絞り２の開口
形状となって、ウェハ７上のレジスト層（図２では図
１、図３のウエハ７２とレジスト層７１を合わせてウエ
ハ(7) として示す）を照射する。対物レンズ６とウエハ
７との間には所定形状の開口部を有する不透明部材１６
が挿脱自在に配置されており、レーザ光ＬＢは不透明部
材１６の開口部を通ってレジスト層に照射される。不透
明部材１６については、後に詳しく説明する。The shutter 4 passes or blocks the laser beam LB, and the laser beam transmitted through the shutter 4 is reflected by the mirror 5 and then enters the objective lens 6.
The laser light is condensed by the objective lens 6 and becomes the opening shape of the variable diaphragm 2. The resist layer on the wafer 7 (in FIG. 2, the wafer 72 and the resist layer 71 in FIGS. ). An opaque member 16 having an opening of a predetermined shape between the objective lens 6 and the wafer 7.
Are arranged so that they can be inserted and removed freely, and the laser beam LB is applied to the resist layer through the opening of the opaque member 16. The opaque member 16 will be described in detail later.
【００２２】レジスト層を除去するレーザ光としては、
エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波、Ａ
ｒイオンレーザの５１４．５ｎｍの発振線の第２高調波
等のように波長域１５０ｎｍ〜３６０ｎｍに発振線をも
つものが好適である。As the laser light for removing the resist layer,
Excimer laser, third harmonic of Nd: YAG laser, A
Those having an oscillation line in the wavelength range of 150 nm to 360 nm, such as the second harmonic of the 514.5 nm oscillation line of the r-ion laser, are suitable.
【００２３】ウェハ７は、ステージコントローラ８によ
り制御されてｘ方向とｙ方向とに二次元的に移動するｘ
ｙステージ９の上に載置されている。ｘｙステージ９の
位置はレーザ干渉計等によって常時検出され、ステージ
コントローラ８に位置情報としてフィードバックされ、
レーザ光ＬＢの照射位置はｘｙステージ９を動かすこと
によってウェハ７上で例えば±０．０１μｍの精度で位
置決めされる。The wafer 7 is controlled by the stage controller 8 to move two-dimensionally in the x and y directions.
It is mounted on the y stage 9. The position of the xy stage 9 is constantly detected by a laser interferometer or the like and fed back to the stage controller 8 as position information.
The irradiation position of the laser beam LB is positioned on the wafer 7 with an accuracy of, for example, ± 0.01 μm by moving the xy stage 9.
【００２４】一方、ビームスプリッタ３で反射したわず
かな量のレーザ光は集光レンズ１０によって照射光量計
１１の受光面に集められ、照射光量計１１はその光量
（光エネルギー）に応じた光電信号をシステムコントロ
ーラ１２に出力する。システムコントローラ１２は、ス
テージコントローラ８にウェハ７のレーザ光ＬＢに対す
る位置決めのための指令を発すると共に、レーザ光源１
の制御系１５、又はシャッター４に最適なレーザ照射光
量が得られるような制御信号を発する。On the other hand, a small amount of laser light reflected by the beam splitter 3 is collected by the condenser lens 10 on the light receiving surface of the irradiation photometer 11, and the irradiation photometer 11 produces a photoelectric signal corresponding to the light quantity (light energy). Is output to the system controller 12. The system controller 12 issues a command for positioning the wafer 7 with respect to the laser light LB to the stage controller 8 and also outputs the laser light source 1
The control system 15 or the shutter 4 emits a control signal for obtaining the optimum laser irradiation light amount.
【００２５】例えばレーザ光源１がエキシマレーザ等の
ようにパルスレーザを発生するものの場合、システムコ
ントローラ１２は照射光量系１１からの光電信号に基づ
いて、最適なレーザ出力値と必要とされるパルス数とを
算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御系１５に
出力する。For example, when the laser light source 1 generates a pulsed laser such as an excimer laser, the system controller 12 determines the optimum laser output value and the required number of pulses based on the photoelectric signal from the irradiation light amount system 11. Is calculated and a control signal corresponding thereto is output to the laser control system 15.
【００２６】またレーザ光源１がＣＷレーザを発生する
ものの場合、システムコントローラ１２は光電信号に基
づいて最適なレーザ照射エネルギーと必要とされる照射
時間とを算出し、出力値に関してはレーザ制御系１５に
制御信号を送り、照射時間に関してはシャッター４に制
御信号を送る。When the laser light source 1 emits a CW laser, the system controller 12 calculates the optimum laser irradiation energy and the necessary irradiation time based on the photoelectric signal, and the laser control system 15 calculates the output value. The control signal is sent to the shutter 4 and the control signal is sent to the shutter 4 regarding the irradiation time.
【００２７】また、ウェハ７上に形成されたアライメン
トマークを検出するためのアライメント光学系１３が、
例えば対物レンズ６と異なる位置に設けられ、光電検出
器等を含むマーク検出器１４と共に、オフアクシス方式
でウェハ７のアライメント計測を行う。マーク検出器１
４からアライメント信号がシステムコントローラ１２に
供給される。Further, an alignment optical system 13 for detecting an alignment mark formed on the wafer 7 is
For example, alignment measurement of the wafer 7 is performed by an off-axis method together with the mark detector 14 provided at a position different from the objective lens 6 and including a photoelectric detector and the like. Mark detector 1
An alignment signal is supplied from 4 to the system controller 12.
【００２８】このアライメント信号はウェハ７上の特定
位置に設けられたマークを検出したとき発生するもので
あり、その発生したときのｘｙステージ９の位置をシス
テムコントローラ１２が基準点として記憶することによ
り、レーザ光ＬＢの照射位置とウェハ７上の任意の点と
の対応付け（グローバルアライメント）が完了する。な
お、このグローバルアライメントの際には、マークはレ
ジストで覆われているわけであるが、レジストを除去す
る際の位置決め精度は回路パターンを露光する際に要求
される程の精度を要求されないので、問題にはならな
い。This alignment signal is generated when a mark provided at a specific position on the wafer 7 is detected, and the system controller 12 stores the position of the xy stage 9 at that time as a reference point. The association (global alignment) between the irradiation position of the laser beam LB and an arbitrary point on the wafer 7 is completed. In this global alignment, the marks are covered with resist, but the positioning accuracy when removing the resist is not required to be as accurate as when exposing the circuit pattern. It doesn't matter.
【００２９】レーザ光ＬＢの照射位置をレジストを除去
すべきアライメントマーク上に合致させた後、不透明部
材１６の開口部を介して所定強度のレーザ光ＬＢを照射
する。照射部分のレジストは、レーザ光ＬＢのエネルギ
ーによりその分子結合が切断され、更には気体または微
粒子となってレジスト層より飛散する。この際、対物レ
ンズ６で発生したフレアのほとんどは不透明部材１６で
さえぎられ、除去領域周囲のレジスト層が感光すること
はない。After the irradiation position of the laser beam LB is aligned with the alignment mark where the resist is to be removed, the laser beam LB having a predetermined intensity is irradiated through the opening of the opaque member 16. The resist in the irradiated portion has its molecular bonds broken by the energy of the laser beam LB, and is further scattered as gas or fine particles from the resist layer. At this time, most of the flare generated by the objective lens 6 is blocked by the opaque member 16, and the resist layer around the removal area is not exposed.
【００３０】次に、図 1(a)、(b)、(c) を参照して本実施
例におけるレジスト除去の方法について工程をおって説
明する。先ず、レジスト層７１へのレーザ光ＬＢの照射
に先だって、ウエハ７（図２）を対物レンズ６の光軸外
に退避させた状態で、対物レンズ６とレジスト層７１
（ウエハ７２）との間の空間にポリイミドフィルムなど
からなる不透明部材１６を駆動系１７により配置する。
この時、不透明部材は１６はなるべくレジスト層７１表
面に近い位置に配置することが望ましい。またフレアに
よる感光を防止するには不透明部材１６をレジスト層７
１上に密着させることも考えられるが、レジスト層７１
と接触あるいは密着させることはレジスト層７１表面を
汚染する恐れがあるためここでは不透明部材を対物レン
ズ６とレジスト層７１との間の空間に設けてある。Next, with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), the method for removing the resist in this embodiment will be described step by step. First, before irradiating the resist layer 71 with the laser beam LB, the wafer 7 (FIG. 2) is retracted out of the optical axis of the objective lens 6, and the objective lens 6 and the resist layer 71 are removed.
An opaque member 16 made of a polyimide film or the like is placed in a space between the wafer 72 and the wafer 72 by a drive system 17.
At this time, it is desirable that the opaque member 16 is arranged as close to the surface of the resist layer 71 as possible. In order to prevent exposure due to flare, the opaque member 16 is used as the resist layer 7.
Although it is conceivable that the resist layer 71 is closely contacted with the resist layer 71,
Since contacting or closely contacting with the resist layer 71 may contaminate the surface of the resist layer 71, an opaque member is provided in the space between the objective lens 6 and the resist layer 71 here.
【００３１】この状態で、図１(a) のように、不透明部
材１６に対してレーザ光ＬＢの照射を行う。ここでこの
不透明部材１６についても前述のアブレーション現象に
よって開口部を設けることが可能であり、不透明部材１
６についても図５に示したような関係は成り立つ。この
時の不透明部材１６上におけるレーザ光ＬＢのエネルギ
ー密度は不透明部材１６をアブレーション現象によって
加工するのに十分な大きさになるようにレーザ光源１
（図２参照）の出力を調整する。換言すれば不透明部材
１６の除去が開始されるときのエネルギー密度の閾値を
Ｐth1 とするとレーザ光源１の出力を閾値Ｐth1 以上と
なるように調整する。このレーザ光ＬＢの照射は不透明
部材１６に開口部１６ａが形成されてレーザ光が不透明
部材１６を通過するまで続ける。In this state, the opaque member 16 is irradiated with the laser beam LB as shown in FIG. Here, the opaque member 16 can also be provided with an opening by the ablation phenomenon described above.
For 6 as well, the relationship as shown in FIG. 5 is established. At this time, the energy density of the laser beam LB on the opaque member 16 is set to be large enough to process the opaque member 16 by the ablation phenomenon.
Adjust the output (see FIG. 2). In other words, assuming that the threshold value of the energy density when the removal of the opaque member 16 is started is P th1 , the output of the laser light source 1 is adjusted to be the threshold value P th1 or more. The irradiation of the laser light LB is continued until the opening 16a is formed in the opaque member 16 and the laser light passes through the opaque member 16.
【００３２】次に、図１(b) の様に対物レンズ６の焦点
位置にレジスト（レジスト層７１）を塗布したウェハ７
を配置し、レーザ光ＬＢのレジスト面上におけるエネル
ギー密度がアブレーション現象によってレジストを除去
するのに適当な大きさとなるよう調整した上で、換言す
ればレジスト層７１の除去が開始されるときのエネルギ
ー密度の閾値をＰth2 とすると光源１の出力を閾値Ｐ
th2 以上となるように調整した上で、レーザ光ＬＢの照
射を行う。レーザ光ＬＢは不透明部材１６の開口部１６
ａを通ってレジスト層７１に至り、照射領域のレジスト
が除去される。開口部１６ａを設ける工程は、ウエハ７
が対物レンズ６の光軸内にある場合に行ってもよい。Next, as shown in FIG. 1B, a wafer 7 having a resist (resist layer 71) applied to the focal position of the objective lens 6
Is adjusted so that the energy density of the laser beam LB on the resist surface becomes an appropriate size for removing the resist by the ablation phenomenon. In other words, the energy when the removal of the resist layer 71 is started. If the density threshold is P th2 , the output of the light source 1 is the threshold P
Irradiation with the laser beam LB is performed after adjusting to be th2 or more. The laser beam LB is applied to the opening 16 of the opaque member 16.
It reaches the resist layer 71 through a and the resist in the irradiation region is removed. The process of providing the opening 16a is performed by the wafer 7
May be within the optical axis of the objective lens 6.
【００３３】一方、開口部１６ａの形状は、所定位置に
配置された不透明部材１６の表面とほぼ等しい平面とレ
ーザ光ＬＢとの重複領域にほぼ等しいため、換言すれば
不透明部材１６の配置位置におけるレーザ光ＬＢの断面
形状とほぼ一致するため、正規のレーザ光ＬＢとは異な
る角度で放射されるフレアｆはその大部分が不透明部材
１６によって遮断されレジスト層７１に達することはな
い。一部のフレア（図１(c) 中のｆ1 で示す）は開口部
１６ａを通ってレジスト層７１表面に到達してレジスト
を感光させるが、この感光範囲はごく僅かであり（正規
のエネルギー光とほぼ同じ方向に進むフレアでなければ
開口部を通過できないので、開口部を通ったフレアは除
去領域内又はその近傍に到達する）、後のＩＣ製造工程
で問題にならない程度のものである（図１(c) ）。以上
のようにして、実質的にフレアの影響を受けずに、所望
の領域のレジストを除去することができる。図１(a) で
説明した不透明部材１６の加工（開口部１６ａの形成）
工程は、レジストを除去すべき領域の形状や大きさが変
わるごとに行えば良い。又、ウエハ交換毎に不透明部材
１６も交換し、ウエハ毎に所望の加工工程を行うように
してもよい。さらに予めウエハに合わせて加工を加えた
不透明部材を対物レンズ６とレジスト層７１との間に所
定の位置関係で配置してもよい。On the other hand, the shape of the opening 16a is substantially equal to the overlapping area of the plane of the opaque member 16 arranged at a predetermined position and the laser beam LB, and in other words, at the position where the opaque member 16 is arranged. Since the flare f emitted at an angle different from that of the regular laser beam LB is almost blocked by the opaque member 16, it does not reach the resist layer 71 because it substantially matches the cross-sectional shape of the laser beam LB. Some flare (indicated by f 1 in FIG. 1 (c)) reaches the surface of the resist layer 71 through the opening 16a and exposes the resist, but this exposure range is very small (normal energy). Since a flare that does not travel in substantially the same direction as the light can pass through the opening, the flare that passes through the opening reaches the removal region or its vicinity and is of a degree that does not pose a problem in the subsequent IC manufacturing process. (Fig. 1 (c)). As described above, the resist in a desired region can be removed without being substantially affected by flare. Processing of opaque member 16 described in FIG. 1 (a) (formation of opening 16a)
The process may be performed each time the shape or size of the region where the resist is to be removed changes. Also, the opaque member 16 may be replaced every time the wafer is replaced, and a desired processing step may be performed on each wafer. Further, an opaque member which has been previously processed according to the wafer may be arranged between the objective lens 6 and the resist layer 71 in a predetermined positional relationship.
【００３４】次に図３は本発明の第２実施例による薄膜
除去装置の要部構成図である。第２実施例の装置の全体
的な構成は第１実施例（図２参照）と同様であるが、対
物レンズ２６が、対物レンズ２６とレジスト層７１との
間の空間上にエネルギー光の集光点Ｐが形成されるよう
に構成され、集光点Ｐ上に不透明部材１６が配置されて
いる点が第１実施例と異なる。集光点Ｐにおいてレーザ
光ＬＢのエネルギー密度は最も高くなるので、この位置
に不透明部材１６を配置することによって、開口部を形
成する際に密度の高いエネルギー光を照射しなければな
らない材料（アブレーション現象の起こる閾値の高い材
料）を不透明部材１６として用いる場合でも容易に開口
部を形成することができる。また開口部１６ａ1 の大き
さが図１の開口部１６ａの大きさより小さいため、レジ
スト層７１に達するフレアは開口部１６ａに比べて少な
くなる。Next, FIG. 3 is a schematic view of the essential parts of a thin film removing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The overall configuration of the device of the second embodiment is similar to that of the first embodiment (see FIG. 2), but the objective lens 26 is arranged so that the energy light is collected in the space between the objective lens 26 and the resist layer 71. It is different from the first embodiment in that the light spot P is formed and the opaque member 16 is arranged on the condensing point P. Since the energy density of the laser light LB is highest at the condensing point P, by disposing the opaque member 16 at this position, a material that must be irradiated with high-density energy light when forming the opening (ablation). Even when a material having a high threshold value in which a phenomenon occurs) is used as the opaque member 16, the opening can be easily formed. Since the size of the opening 16a 1 is smaller than the size of the opening 16a in FIG. 1, flare reaching the resist layer 71 is smaller than that of the opening 16a.
【００３５】さらに、集光点Ｐでのエネルギー密度をＰ
th3 とすると、Ｐth3 ＞Ｐth1 ならば、前述の閾値Ｐ
th1 が閾値Ｐth2 より小さい場合はもちろん、大きい場
合でも、レーザ光ＬＢのエネルギー密度をレジスト層７
１に合わせて、閾値Ｐth2 以上となるように調整するだ
けで開口部１６ａの形成とレジスト層７１の除去が可能
となる。この場合、エネルギー密度の調整は不要となる
ためウエハ７を対物レンズ６の光軸外に退避させた状態
でレーザ光ＬＢの照射を行う工程が不要となる。尚、Ｐ
th3 ＜Ｐth1 の場合でもこのような配置はエネルギー密
度の調整量を小さくできるという利点がある。なお、上
記の実施例では、ウエハ上に塗布されたフォトレジスト
を部分的に除去する場合について説明したが、本発明は
感光性を有しない薄膜の部分的な除去にも適用できるこ
とは言うまでもない。Further, the energy density at the focal point P is P
If th3 , then if P th3 > P th1, then the above-mentioned threshold P
Not only when th1 is smaller than the threshold P th2 but also when it is large, the energy density of the laser beam LB is set to the resist layer 7
In accordance with 1, it is possible to form the opening 16a and remove the resist layer 71 only by adjusting the threshold P th2 or more. In this case, the adjustment of the energy density is not necessary, and thus the step of irradiating the laser beam LB with the wafer 7 retracted from the optical axis of the objective lens 6 is unnecessary. In addition, P
Even when th3 <P th1 , such an arrangement has an advantage that the adjustment amount of the energy density can be reduced. In the above embodiments, the case where the photoresist applied on the wafer is partially removed has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to the partial removal of a thin film having no photosensitivity.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上の様に本発明に於いては、エネルギ
ー光の照射によって薄膜の所望の領域を除去する際に、
不透明部材に形成された所定形状の開口部を介してエネ
ルギー光を照射するので、薄膜に到達するフレアを最小
限に抑えることができ、フレアにより除去領域周辺の薄
膜が変質、例えばフォトレジストにあっては感光するこ
とを防止できる。As described above, according to the present invention, when a desired region of a thin film is removed by irradiation with energetic light,
Since the energetic light is radiated through the opening of a predetermined shape formed in the opaque member, flare reaching the thin film can be minimized, and the thin film around the removal region is degenerated due to the flare, for example, in the photoresist. It can prevent exposure to light.
【図１】本発明第１実施例における薄膜除去工程を説明
する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a thin film removing step in a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明第１実施例の薄膜除去装置の概略的な構
成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a thin film removing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明第２実施例による薄膜除去装置の要部構
成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of a thin film removing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来装置における問題点を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a problem in the conventional device.
【図５】エネルギー光の密度と除去深さの関係を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a density of energetic light and a removal depth.
６，２６…対物レンズ、７，７２…ウエハ、７１…レジ
スト層、１６…不透明部材、１６ａ…開口部、ｆ…フレ
ア、ＬＢ…レーザ光。6, 26 ... Objective lens, 7, 72 ... Wafer, 71 ... Resist layer, 16 ... Opaque member, 16a ... Aperture, f ... Flare, LB ... Laser light.
Claims (5)
基板上に被着された薄膜の所望の部分に前記エネルギー
光を照射する照射光学系とを有し、前記エネルギー光の
照射によって前記薄膜の所望の部分を除去する薄膜除去
装置において、 前記基板と前記照射光学系との間の空間に、前記エネル
ギー光に対してほぼ不透明、かつ所定形状の開口部を有
する部材が設けられていることを特徴とする薄膜除去装
置。1. A light source which emits light of predetermined energy,
An irradiation optical system that irradiates the desired portion of the thin film deposited on the substrate with the energy light, and a thin film removal apparatus that removes the desired portion of the thin film by irradiation of the energy light, wherein the substrate A thin film removing apparatus characterized in that a member having an opening of a predetermined shape, which is substantially opaque to the energetic light, is provided in a space between the irradiation optical system.
板との間の空間に前記エネルギー光の集光点を形成し、
該集光点上に前記不透明部材を設けたことを特徴とする
請求項１記載の薄膜除去装置。2. The irradiation optical system forms a converging point of the energy light in a space between the irradiation optical system and the substrate,
The thin film removing apparatus according to claim 1, wherein the opaque member is provided on the condensing point.
けられており、該開口部の形状は、前記不透明部材の表
面にほぼ等しい平面と前記エネルギー光との重複領域に
ほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の薄膜除去装
置。3. The opaque member is provided with an opening having a predetermined shape, and the shape of the opening is substantially equal to an overlapping region of a plane substantially equal to the surface of the opaque member and the energy light. The thin film removing device according to claim 1.
光性を有するレジストであることを特徴とする請求項１
に記載の薄膜除去装置。4. The thin film is a resist having photosensitivity to the energetic light.
The thin film removing apparatus described in 1.
ルギー光を照射することによって、前記薄膜の所望の部
分を除去する薄膜除去方法において、 前記基板と前記照射光学系との間に前記エネルギー光に
対して不透明な部材を配置し、前記薄膜に前記エネルギ
ー光を照射するに先立って、前記不透明部材に前記エネ
ルギー光を照射することによって、前記不透明部材に前
記エネルギー光が通過する開口部を設け、しかる後、該
開口部を介して前記エネルギー光を前記薄膜に照射し、
前記薄膜の所望の部分を除去することを特徴とする薄膜
除去方法。5. A thin film removal method for removing a desired portion of the thin film by selectively irradiating the thin film deposited on the substrate with energy light, wherein the thin film is removed between the substrate and the irradiation optical system. An opening through which the energy light passes through the opaque member by arranging a member opaque to the energy light and irradiating the opaque member with the energy light prior to irradiating the thin film with the energy light. And then irradiating the thin film with the energetic light through the opening,
A method of removing a thin film, which comprises removing a desired portion of the thin film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031281A JPH05198496A (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Device and method for removing thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031281A JPH05198496A (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Device and method for removing thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198496A true JPH05198496A (en) | 1993-08-06 |
Family
ID=12326938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031281A Pending JPH05198496A (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Device and method for removing thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198496A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6168910B1 (en) | 1996-12-11 | 2001-01-02 | Nitto Denko Corporation | Method for removing residue and method for production of printed board having hole |
| US6730447B2 (en) | 2001-03-09 | 2004-05-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing system in electronic devices |
| JP2008270568A (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Canon Inc | Exposure and device manufacturing method |
| US8951387B2 (en) | 2011-06-13 | 2015-02-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Method and apparatus for peeling protection film for flat display panel |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP4031281A patent/JPH05198496A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6168910B1 (en) | 1996-12-11 | 2001-01-02 | Nitto Denko Corporation | Method for removing residue and method for production of printed board having hole |
| US6730447B2 (en) | 2001-03-09 | 2004-05-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing system in electronic devices |
| JP2008270568A (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Canon Inc | Exposure and device manufacturing method |
| US8951387B2 (en) | 2011-06-13 | 2015-02-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Method and apparatus for peeling protection film for flat display panel |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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