[发明专利]激光加工方法以及激光加工系统

说明书

一种激光加工方法，使用激光加工系统对相对于紫外线透明的透明材料实施激光加工，该激光加工系统具有：激光装置，其输出紫外线的脉冲激光；转印掩模，其形成有使脉冲激光透过的转印图案；以及转印光学系统，其对转印像进行转印，该转印像是通过使脉冲激光透过转印图案而形成的，且形状与转印图案对应，其中，该激光加工方法具有以下的步骤：A.定位步骤，在脉冲激光的光轴方向上进行由转印光学系统转印的转印像的转印位置与透明材料之间的相对定位，该定位使得转印位置在光轴方向上成为从透明材料的表面向透明材料的内部进入了规定的深度ΔZsf的位置；以及B.照射步骤，对透明材料照射脉冲宽度为1ns～100ns的范围且转印位置处的射束的直径为10μm以上且150μm以下的脉冲激光。

技术领域

本公开涉及激光加工方法以及激光加工系统。

背景技术

随着半导体集成电路的微细化、高集成化，在半导体曝光装置中要求提高分辨率。以下，将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。为此，正在推进从曝光用光源输出的光的短波长化。在曝光用光源中，使用气体激光装置来代替以往的汞灯。目前，作为曝光用的气体激光装置，使用了输出中心波长约为248.4nm的紫外线的KrF准分子激光装置以及输出中心波长约为193.4nm的紫外线的ArF准分子激光装置。

作为目前的曝光技术，实用化了如下的浸液曝光：通过用液体充满曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙来改变该间隙的折射率，从而缩短曝光用光源的目击波长。在使用ArF准分子激光装置作为曝光用光源进行浸液曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将这种技术称为ArF浸液曝光。ArF浸液曝光也被称为ArF浸液光刻。

由于KrF、ArF准分子激光装置在自然振荡中的谱线宽度宽至大约350pm～400pm，所以由曝光装置侧的投影透镜缩小投影到晶片上的激光(紫外线光)产生色像差而导致分辨率降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化，直到色像差达到能够忽略的程度。谱线宽度也被称为谱宽。因此，在气体激光装置的激光谐振器内设置有具有窄带化元件的窄带化部(Line Narrow Module)，通过该窄带化部实现了谱宽的窄带化。另外，窄带化元件也可以是标准具或光栅等。将谱宽被以这种方式窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。

另外，准分子激光的脉冲宽度为1ns～100ns，中心波长分别短至248.4nm和193.4nm。利用这样的特性，准分子激光除了曝光用途以外，有时还用于高分子材料、玻璃材料等的直接加工。对于高分子材料，通过具有比结合能量高的准分子能量的准分子激光，能够将高分子材料的结合切断。因此，公知能够进行非加热加工，加工形状变得美观。另外，已知玻璃、陶瓷等对准分子激光的吸收率高，因此也能够对在可见和红外线激光下难以加工的材料进行加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-284792号公报

专利文献2：日本特开平11-224839号公报

专利文献3：日本特许3799060号公报

专利文献4：日本特开平3-157917号公报

专利文献5：日本特开2000-031574号公报

发明内容

本公开的1个观点的激光加工方法使用激光加工系统对相对于紫外线透明的透明材料实施激光加工，该激光加工系统具有：激光装置，其输出紫外线的脉冲激光；转印掩模，其形成有使脉冲激光透过的转印图案；以及转印光学系统，其对转印像进行转印，该转印像是通过使脉冲激光透过转印图案而形成的，且形状与转印图案对应，其中，该激光加工方法具有以下的步骤：

A.定位步骤，在脉冲激光的光轴方向上进行由转印光学系统转印的转印像的转印位置与透明材料之间的相对定位，其中，该定位使得转印位置在光轴方向上成为从透明材料的表面向透明材料的内部进入了规定的深度ΔZsf的位置；以及