[发明专利]激光加工装置、激光加工系统和激光加工方法

说明书

本公开的一个观点的激光加工装置具有：载置台，其载置被加工物；光学系统，其将激光引导至被载置于载置台的被加工物；气体供给口，其向被加工物上的激光的照射区域的周边供给气体；气体回收口，其回收从气体供给口供给的气体；移动装置，其使被加工物上的激光的照射区域移动；以及控制装置，其根据照射区域的移动方向对从气体供给口向气体回收口流动的气体的气体流的方向进行控制，控制装置伴随着移动装置对照射区域的移动方向的变更，对气体流的方向进行变更，以使气体向与照射区域的移动方向相反的方向流动。

技术领域

本公开涉及激光加工装置、激光加工系统和激光加工方法。

背景技术

随着半导体集成电路的微细化和高集成化，在半导体曝光装置中要求分辨率的提高。下面，将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。因此，从曝光用光源输出的光的短波长化得以发展。在曝光用光源中代替现有的汞灯而使用气体激光装置。当前，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的ArF准分子激光装置。

作为当前的曝光技术，如下的液浸曝光已经实用化：利用液体充满曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙，通过改变该间隙的折射率，使曝光用光源的外观的波长变短。在使用ArF准分子激光装置作为曝光用光源进行液浸曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将该技术称为ArF液浸曝光。ArF液浸曝光也被称为ArF液浸光刻。

KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡的谱线宽度较宽，大约为350～400pm，因此，通过曝光装置侧的投影透镜缩小地投影到晶片上的激光(紫外线光)产生色像差，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到能够无视色像差的程度。谱线宽度也被称为谱宽度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内设置具有窄带化元件的窄带化部(Line Narrow Module)，通过该窄带化部实现谱宽度的窄带化。另外，窄带化元件也可以是标准具或光栅等。将这种谱宽度被窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。

此外，准分子激光的脉冲宽度大约为数10ns，波长较短分别为248.4nm和193.4nm，因此，有时用于高分子材料或玻璃材料等的直接加工。关于高分子材料，能够通过准分子激光切断高分子材料的结合，该准分子激光具有比结合能高的光子能量。因此，公知能够进行非加热加工，加工形状美观。

此外，玻璃或陶瓷等对准分子激光的吸收率较高，因此，公知还能够进行利用可视激光和红外线激光难以加工的材料的加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1美国专利申请公开第2017/0106471号说明书

专利文献2：日本特开平9-168885号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2008/0145567号说明书

专利文献4：美国专利申请公开第2008/0041832号说明书

发明内容

本公开的一个观点的激光加工装置具有：载置台，其载置被加工物；光学系统，其将激光引导至被载置于载置台的被加工物；气体供给口，其向被加工物上的激光的照射区域的周边供给气体；气体回收口，其回收从气体供给口供给的气体；移动装置，其使被加工物上的激光的照射区域移动；以及控制装置，其根据照射区域的移动方向对从气体供给口向气体回收口流动的气体的气体流的方向进行控制，控制装置伴随着移动装置对照射区域的移动方向的变更，对气体流的方向进行变更，以使气体向与照射区域的移动方向相反的方向流动。