電子裝置的制造系統的制作方法

專利名稱：電子裝置的制造系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括用于形成半導體器件之類的電子裝置的激光加工系統、成膜系統和圖案形成系統的加工系統。
背景技術：
半導體器件的制造中的平版印刷(又稱光刻)工序中，在半導體晶片上進行光刻膠涂敷、曝光和顯影。該平版印刷工序中，需要上層的圖案和下層的圖案的對位來進行圖案曝光。圖案的曝光使用一般的曝光裝置。
曝光裝置中具有檢測下層圖案位置的對齊機構。對位機構通過檢測配置下層圖案的對位標記位置來計算曝光上層圖案的位置。平版印刷工序結光束后，為檢查第一層和第二層的位置偏差，而進行對合偏差檢查。通過對位偏差檢查來配置對位偏差檢查標記。對位偏差檢查裝置測定該對位偏差檢查標記的位置。對齊檢測和對位偏差位置檢測一般由光學位置檢測裝置進行。對齊標記和對位偏差檢查標記經過與半導體集成電路相同的處理過程，因此有時在標記上形成透明度低的膜。這樣，標記上形成透明度低的膜時，難以識別對齊標記和對位偏差檢查標記的位置。因此，需要去除對齊標記上形成的透明度低的膜。
但是，已有的激光加工裝置中，出現不能正確去除標記上的不透明膜，去除到不想去除的區域的問題。
上述的平版印刷工序中，曝光時的對位精度的變差成為問題。光刻膠從基底的凹凸處非對稱地成膜是該問題的主要成因。作為解決該問題的方法，日本專利特開平62-252136、特開昭63-117421、特開平2-298017號公報中公開了通過激光加工作為感光膜的光刻膠膜的方案。
但是，近年來通過引入化學機械拋光(CMP)把加工表面(主要是SiO2)平坦化來解決上述問題。然而，該襯底上形成光刻膠膜進行圖案化時，存在隨著駐波產生圖案變差的問題。駐波是由于突出光刻膠膜的曝光光通過氧化膜而在金屬、聚合硅等的反射面處返回的反射光在光刻膠膜中與入射光干涉產生的。因此，為防止光刻膠膜中產生的駐波，在光刻膠膜的下面使用用于抑制來自曝光光的底下的反射的反射防止膜。但是，通過形成反射防止膜，檢測曝光時被加工襯底上的圖案位置信息所需要的對齊標記的觀察變得困難。在經過為實現位置信息檢測的高精度化而安裝的將曝光光用于對齊光的掩模和透鏡的對齊中，由于有反射防止膜不能完全看到對齊標記的問題出現了。通過激光加工去除該反射防止膜的方法在特開平2001-15407號公報中公開。
通過激光去除有機膜有很多公開技術，如初始有日本專利特開昭62-252136、特開昭63-117421、特開平2-298017號公報，還有特開平5-3143、特開平5-198496、特開平7-161623、特開平10-113779號公報，但這些中的任何一個都是對被加工膜直接照射激光來使有機膜氣化，但此時產生的異物(有機膜的激光燒損殘渣)散布在被加工區域周圍，出現產生缺陷不良的問題。加工部邊界通過激光加工時產生的熱而卷曲的問題也出現了。
如上所述，原來的激光加工裝置中，不能正確去除標記上的不透明膜，去除到不想去除的區域中，包含對位標記的區域上的有機膜或無機膜通過激光的能量射線照射去除時，在去除區域周圍散布異物，出現產生缺陷不良的問題，所以要求一種加工系統，對被加工襯底照射激光進行去除時，在可僅正確去除去除區域的激光加工裝置和被加工襯底的加工面中，可抑制能量射線照射區域附近的損傷，減少伴隨能量射線照射的飛散物的產生。

發明內容
根據本發明的一個實施例的一種激光加工裝置，其特征在于包括發出選擇地去除在被加工襯底上形成的膜的一部分的激光的激光振蕩器；將從激光振蕩器發出的激光照射到上述被加工襯底的任意位置上的激光掃描照射系統；以及使從上述激光振蕩器發出的激光僅對上述被加工襯底的必須去除的區域的膜垂直入射的入射裝置。
根據本發明的另一個實施例的成膜系統，包括保持1塊以上的被加工襯底的承載臺；向上述被加工襯底主面提供包含溶劑的涂膜形成用藥液來在上述主面上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成裝置；去除在上述涂敷液薄膜中包含的溶劑來形成涂敷薄膜的涂敷薄膜形成裝置；從能量照射器向上述主面照射能量射線，選擇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裝置；連接上述承載臺、涂敷液薄膜形成裝置、涂敷薄膜形成裝置和激光加工裝置來運進運出上述被加工襯底的運送裝置。
根據本發明的再一個實施例的圖案形成系統，包括保持1塊以上的被加工襯底的承載臺，該被加工襯底包含在主面側上形成對位標記的半導體襯底；在上述被加工襯底主面上形成第一薄膜的第一薄膜形成裝置；向上述主面提供包含感光劑和溶劑的涂膜形成用藥液來在第一薄膜上形成涂敷液薄膜的涂敷液薄膜形成裝置；去除由上述涂敷液薄膜形成裝置形成的上述第一涂敷液薄膜中包含的溶劑來形成感光性薄膜的涂敷薄膜形成裝置；從能量照射器向上述主面照射能量射線，選擇地去除上述被加工襯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裝置；檢測上述主面側的對位標記并基于檢測到的對位標記的位置信息在上述感光性薄膜上形成潛像的潛像形成裝置；在形成上述潛像的感光性薄膜表面上作用腐蝕液或腐蝕氣體，選擇地去除該感光性薄膜的至少一部分來形成感光性薄膜圖案的感光性薄膜圖案形成裝置；連接上述承載臺、涂敷液薄膜形成裝置、涂敷薄膜形成裝置和激光加工裝置來運進運出上述被加工襯底的運送裝置。
根據本發明的又一個實施例的半導體器件的制造方法，包括下列工序在具有對位標記的半導體襯底的主面上形成第一薄膜；對包含上述對位標記的區域上的上述第一薄膜照射第一能量射線，選擇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質和溶劑的藥液來形成涂敷液薄膜；去除上述涂敷液薄膜中包含的溶劑來形成感光性薄膜；將上述半導體襯底移入潛像形成裝置并經選擇地去除上述第一薄膜的區域向上述對位標記照射參照光來識別該標記位置；基于識別的上述對位標記的位置向上述感光性薄膜上的規定位置照射第二能量射線來在該感光性薄膜上形成潛像；基于在上述感光性薄膜上形成的潛像選擇地去除上述第一薄膜的至少一部分來形成第一薄膜圖案。
根據本發明的還有一個實施例的半導體器件的制造方法，包括下列工序在具有對位標記的半導體襯底的主面上形成第一薄膜；對上述第一薄膜提供包含感光性物質和溶劑的藥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劑來形成感光性薄膜；對包含上述對位標記的區域上的上述感光性薄膜照射第一能量射線，選擇地去除上述感光性薄膜和第一薄膜的一部分；經選擇地去除地上述第一薄膜的區域向上述對位標記照射參照光來識別上述標記的位置；基于識別的上述對位標記的位置向上述感光性薄膜上的規定位置照射第二能量射線來在該感光性薄膜上形成潛像；基于上述感光性薄膜上形成的潛像選擇地去除上述第一薄膜的一部分來形成感光性薄膜圖案，照射第一能量射線時，至少向第一能量射線的照射區域提供液體。
根據本發明的另一個實施例的半導體器件的制造方法，包括下列工序在具有對位標記的半導體襯底的主面上提供包含感光物質和溶劑的藥液來形成涂敷液薄膜；去除上述涂敷液薄膜中包含的溶劑來在上述半導體襯底上形成感光性薄膜；向包含上述對位標記的區域上的上述感光性薄膜照射第一能量射線來選擇地去除上述感光性薄膜的一部分；將上述半導體襯底移入潛像形成裝置并經選擇地去除上述感光性薄膜的區域向上述對位標記照射參照光來識別該標記位置；基于識別的對位標記的位置向上述感光性薄膜上的規定位置照射第二能量射線來在感光性薄膜上形成潛像；基于上述感光性薄膜上形成的潛像選擇地去除上述薄膜來形成薄膜圖案，照射第一能量射線時，至少向第一能量射線的照射區域提供液體。


圖1是示意性地表示本發明的第一實施例的激光加工裝置的圖；圖2是示意性地表示本發明的第二實施例的激光加工裝置的圖；圖3是示意性地表示本發明的第三實施例的激光加工裝置的圖；圖4是示意性地表示本發明的第四實施例的激光加工裝置的圖；圖5是示意性地表示本發明的第四實施例的激光加工裝置的有孔板和孔切換機構的圖；圖6是說明本發明的第四實施例的激光加工裝置的孔旋轉機構的圖；圖7是示意性地表示本發明的第五實施例的激光加工裝置的圖；圖8是示意性地表示本發明的第六實施例的激光加工裝置的圖；圖9是表示本發明的第七實施例的圖案形成系統的示意性構成方框圖；圖10是表示圖9的圖案形成系統的變形例簡略結構的框圖；圖11是示意性地表示使用本發明的第八實施例的光學元件的孔和孔旋轉機構的圖；圖12是表示圖11的光學元件和由此形成的光束形狀的圖；圖13是示意性地表示本發明的第九實施例的圖案形成系統的框圖；圖14是表示本發明的第十實施例的襯底運送機構運送被加工襯底的流程的圖；圖15A～15J是用于說明第十實施例形成的半導體器件的制造工序的圖；圖16是在第十實施例中形成的半導體器件的制造工序中腐蝕絕緣膜的狀態的圖；圖17A～17I是用于說明第十一實施例形成的半導體器件的制造工序的圖；圖18是示意性地表示本發明的第十二實施例的圖案形成系統的框圖；圖19是示意性地表示本發明的第十三實施例的圖案形成系統的框圖；圖20A～20D是用于說明第十三實施例形成的半導體器件的制造工序的圖；圖21是示意性地表示本發明的第十四實施例的圖案形成系統的框圖；圖22A～22C是用于說明第十四實施例形成的半導體器件的制造工序的圖。
具體實施例方式
下面參考

本發明的實施例。
圖1示意性地表示本發明的第一實施例的激光加工裝置100。
該激光加工裝置100至少包括激光振蕩器102、可裝載保持被加工襯底110的托臺111、包圍裝載被加工襯底的托臺111的罩181。
罩181具有防止向被加工襯底上提供的藥液飛散的功能。罩181的底部設置用于排出藥液108的排放口182。
設置對被加工襯底110的被加工面110a提供藥液108的藥液提供噴嘴183。從藥液提供噴嘴183提供的藥液有激光加工時使用的液體、去除該液體時使用的揮發性高的溶液、光刻膠藥液等。藥液提供噴嘴183上設置壓電元件170及控制該壓電元件170的驅動的壓電元件驅動控制電路171。
壓電元件170對被加工襯底110的至少加工面110a的激光照射區域的藥液施加超聲波振動，可去除通過激光照射產生的氣泡。
可在被加工襯底110和隔板184之間移動藥液提供噴嘴183，可向被加工襯底主面上可提供藥液。或者暫時將窗口107a、藥液提供噴嘴183、壓電元件170向襯底上方移動。
對激光透明的隔板184和窗口107a至少具有防止藥液108在激光加工時的散水功能、防止來自信息的噴濺等附著在被加工襯底110表面的功能。
藥液108在被加工襯底110的加工面110a中可奪取激光照射區域附近的激光照射產生的熱，而且，可減少通過激光照射產生蒸發物的趨勢。藥液中可實際使用純水、氨的水溶液。基本上被加工襯底110的加工面110a的激光照射區域浸漬到藥液中。
該激光加工裝置100上還包括控制激光振蕩器102的激光振蕩控制單元103、光學系統104、觀測系統105和在激光與加工對象物的加工面之間相對移動的掃描系統106。
本裝置中，激光振蕩器102上使用Q-開關Nd YAG激光器。該激光振蕩器102可照射基本波(波長1064nm)、二次諧波(波長532nm)、三次諧波(波長355nm)、四次諧波(波長266nm)中的任一波長的激光102a。從激光振蕩器102照射的激光102a的脈沖寬度設定在約10nsec，激光照射區域通過未圖示的分割機構在邊長為10μm～500μm(10μm×10μm～500μm×500μm)的范圍內進行調整。加工振蕩器102的激光振蕩頻率設定為10kHz。該激光振蕩器102的激光102a的振蕩控制、照射區域的控制等由激光振蕩控制單元103進行。
從激光振蕩器102照射的激光102a順序透過光學系統104、觀測系統105、掃描系統106照射到被加工襯底110的加工面。觀測系統105至少包括從光軸取出激光102a的半反射鏡105a、和觀察通過該半反射鏡105a取出的激光的觀測用相機105b。使用該觀測系統105可調整激光照射位置的對齊。
掃描系統106至少包括在被加工襯底110的加工面110a中或移動激光102a的照射位置或連續掃描激光102a的掃描鏡106a、和驅動控制該掃描鏡106a的掃描控制部106b。即，該激光加工裝置100中，通過掃描系統106的掃描鏡106a可改變激光的照射位置。而且，掃描鏡106a和被加工襯底110之間設置會聚透鏡120，被加工襯底的加工面110a上大致垂直入射激光102a。
被加工襯底由連接于托臺111的晶片旋轉機構121旋轉，被加工襯底110的旋轉由傳感器122和旋轉控制機構123控制旋轉角。該實施例中，將旋轉機構連接驅動控制裝置，在水平方向和垂直方向上移動夾持器，使得可改變激光的照射位置。
該實施例中，通過旋轉機構，可實現會聚透鏡120的小型化，減小掃描鏡106a的旋轉角度，可使激光加工系統小型化。
圖2示意性地表示本發明的第二實施例的激光加工裝置。圖2中，對與圖1相同的部件上附以相同的符號，其說明從略。
該實施例的激光加工裝置100中，被加工襯底110裝載在托臺111上，該托臺111可在貯存浸漬其加工面110a的激光照射區域的液體(藥液)的夾持器107中旋轉。
對應裝載的被加工襯底的形狀，夾持器107的平面形狀可適當變更。例如，裝載半導體晶片這樣的圓盤狀被加工襯底時，可使用平面圓形形狀的夾持器。液晶顯示裝置使用的石英玻璃襯底、裝載印刷布線襯底這樣的矩形形狀的加工對象物時，可使用平面矩形形狀的夾持器。當然，平面矩形形狀的夾持器上可裝載半導體晶片這樣的圓盤形狀的被加工襯底。
夾持器107還具有覆蓋被加工襯底及至少浸漬加工面的液體、對激光透明的窗口107a。從激光振蕩器102振蕩的激光102a透過該窗口107a、液體108照射到被加工襯底110的加工面110a上。窗口107a至少具有防止夾持器107中貯存的液體108在激光加工時散水的功能和防止來自信息的噴濺等附著在被加工襯底110表面的功能。
液體108在被加工襯底110的加工面110a中可奪取激光照射區域附近的激光照射產生的熱，而且，可減少通過激光照射產生蒸發物的趨勢。液體中可實際使用純水、氨的水溶液。基本上被加工襯底110的加工面110a的激光照射區域浸漬到液體中，但為更多地奪取熱并且進一步減少蒸發物的趨勢，被加工襯底整個浸在液體中。
該激光加工裝置100包括使夾持器107中貯存的液體108流動的液體流動裝置109。液體流動裝置109基本上是泵，通過流入管109a和流出管109b連接于夾持器107，使流體108循環。即，流體流動器109使夾持器107中貯存的液體108流動，以連續去除通過激光照射在激光照射區域中產生的氣泡，并且為使激光中不產生不規則的紊亂，可使液體沿著一定方向、以一定流速循環。流體流動器109可至少在進行激光加工時被驅動。
并且，本裝置包括在夾持器107的里面上設置的壓電元件170及控制該壓電元件170的驅動的壓電元件驅動控制電路171。壓電元件170對被加工襯底110的至少加工面110a的激光照射區域的液體108施加超聲波振動，可去除通過激光照射產生的氣泡。
圖3示意性地表示本發明的第三實施例的激光加工裝置。圖3中，對與圖2相同的部件上附以相同的符號，其說明從略。
即，該實施例的激光加工裝置100中，被加工襯底110直接裝載，不在貯存浸漬其加工面110a的激光照射區域的液體的夾持器107中旋轉。
夾持器107可在中央部分裝載保持被加工襯底，以在周圍部分設置貯存液體的堤壩的托盤形狀構成。與第二實施例同樣，對應裝載的被加工襯底的形狀，夾持器107的平面形狀可適當變更。
在掃描系統中不使用鏡子，而是使用利用了應用聲音光學效應的聲音光學調制元件和聲音光學偏向元件等聲音光學元件的光束掃描器。掃描系統中使用聲音光學元件，則與機械地改變鏡子方向掃描被加工襯底表面的方式相比，掃描系統的大小減小。對于使用聲音光學元件的掃描系統而言，例如在特開平10-83002號公報中有記載。
圖4示意性地表示本發明的第四實施例的激光加工裝置。圖4中，與圖2相同的部件上附以相同的符號，其說明從略。
即，在該實施例的激光加工裝置100中，設置形成了將激光102a成形為規定大小和形狀的多個孔的有孔板124。有孔板124通過孔切換機構125可交換為任意形式的孔。如圖5所示，有孔板124上具有使各孔124a、與被加工襯底110的旋轉角1同步地旋轉2次的孔旋轉機構124b。該孔旋轉機構124b的旋轉角與被加工襯底110的旋轉角同步。
關于需要該孔旋轉機構124b的理由，用圖6A，B說明。在晶片芯片上配置對位標記等。如圖6A所示，例如使被加工襯底110旋轉角度1時，被加工襯底110內的各芯片110a內形成的對位標記110b也旋轉。因此，如圖6B所示，對應被加工襯底110(對位標記110b)的旋轉，若改變使孔124a旋轉角度2照射的激光的形狀，則可去除對位標記110b上的膜。關于對標記的照射位置，通過掃描系統106從預先輸入的標記坐標來進行控制。
圖7示意性地表示本發明的第五實施例的激光加工裝置。圖7中，與圖2相同的部件上附以相同的符號，其說明從略。
即，該實施例的激光加工裝置100中，在有孔板124后設置用于放大縮小光束大小的光束透鏡光學系統128。
第四實施例中，通過有孔板124上設置的孔124a改變激光的大小和形狀。可設置在有孔板124上的孔的數目有限，但該實施例中，由于設置可變更激光大小的光束透鏡光學系統128，可增加可形成的激光大小和形狀的數目。
圖8示意性地表示本發明的第六實施例的激光加工裝置。圖8中，與圖2相同的部件上附以相同的符號，其說明從略。
本裝置表示出包含反射或透射激光的光學部件(棱鏡、反射鏡等)，在封閉空間500中設置光學系統104、孔124、觀測系統105、掃雪106、會聚透鏡120，用來自清洗系統501的N2等清洗氣體清洗封閉空間500內部的結構。
光學系統附近漂浮的化學污染引起與激光的光化學反應，產生渾濁，該實施例中對光學部件清洗保護其免受渾濁污染。
作為激光加工裝置，不限于上述實施例。例如，作為對于被加工襯底大致垂直入射激光的裝置，結構可以是向其射出光對被加工襯底大致垂直入射的光纖入射激光，使光纖相對被加工襯底移動，將激光照射在被加工襯底的任意位置上。
對包含本發明的實施例的上述的激光加工裝置的圖案形成系統進行說明。
圖9是示意性地表示上述的圖案形成系統的框圖。
如圖9所示，用軌道241在被加工襯底的主面上涂敷光刻膠等。涂敷光刻膠后，通過設置在軌道241內部的激光加工裝置208去除標記上的光刻膠膜和絕緣膜。之后，通過襯底運送機202將被加工襯底運送到曝光裝置220來進行曝光。曝光后，通過運送機202將被加工襯底運送到軌道241上，進行光刻膠膜的顯影處理。顯影處理后，通過運送機202將被加工襯底運送到對位偏差檢查裝置243，檢查與形成了對位偏差檢查用標記(反射標記)的圖案的偏差。
激光加工裝置100、曝光裝置220和對位偏差檢查裝置243由在線控制部244或在線接口連接。這樣，激光加工裝置激光加工對齊標記和對位偏差檢查標記等時，在計算標記坐標時，在線地從曝光裝置220和對位偏差檢查裝置243得到晶片芯片坐標、對齊標記位置、對位偏差檢查標記位置。當然，激光加工裝置100上也可直接輸入。
如本系統所示，軌道241內裝載激光加工裝置100，使得可實現光刻膠涂敷、激光加工、曝光連續的工序，可縮短工序時間。
如圖10所示，可將激光加工裝置100與軌道241分別配置。圖10中，與圖9相同的裝置附以相同的符號，省略其詳細說明。
下面，示意性地表示使用本發明的第八實施例的光學元件的孔和孔旋轉機構。
孔和孔旋轉機構上使用將與激光的直徑相比非常小的方向可更別改變的多個微反射鏡二維排列的光學元件(例如，Digital MicromirrovDevice，(數字微反射鏡器件，德州儀器公司的商標))。光學元件通過控制各個微反射鏡的方向可形成任意大小和形狀的光學像。因此，通過控制構成該光學元件的各個微反射鏡的方向可照射對應于標記的大小和方向的光學像的激光。
即，如圖11所示，具有入射激光102a的多個微反射鏡排列成矩陣狀的光學元件150和控制排列的各微反射鏡的方向的控制部152。微反射鏡150通過電信號等對各微反射鏡等控制微反射鏡的方向。
如圖12A～C所示，在該微反射鏡150中，通過控制各微反射鏡151的方向，可形成希望的光束成形形狀161a，161b，161c。
光束成形形狀與晶片的旋轉同步來旋轉，如所示那樣，通過控制各微反射鏡151的方向，可旋轉光束成形形狀，具有作為孔和孔旋轉機構的功能。該微反射鏡150中希望的光束成形不限定于旋轉，可任意改變膨脹伸縮等形狀。
該光學元件可使用控制各微反射鏡并將激光照射到被加工襯底的任意位置的掃描系統。
下面，作為本發明的第九實施例，說明組合了上述的激光加工裝置的圖案形成系統。
圖13是表示圖案形成系統的一例的框圖。
圖案形成系統20包括成膜系統200和曝光裝置220。成膜系統200將襯底運送機202連接于可裝載1塊以上的被加工襯底的承載臺201。襯底運送機202連接第一襯底調溫裝置203、防反射藥液涂敷裝置204a、第一溶劑去除裝置204b、1單元的第二襯底調溫裝置205、旋轉涂敷型的光刻膠藥液涂敷裝置206、2單元的第二溶劑去除裝置207、1單元的激光加工裝置100、1單元的第三襯底調溫裝置209、3單元的PEB(后曝光烘烤)工序用加熱裝置210、2單元的顯影單元211。
成膜系統200中，狹義地講，在虛線內部包圍的部分是成膜系統，PEB工序用加熱裝置210、顯影單元211是圖案形成系統的結構，但PEB工序用加熱裝置210、顯影單元211包含在成膜系統中。
曝光裝置220與成膜系統200分別構成，連接于襯底運送機202上。曝光裝置220使用以ArF受激準分子激光器(193nm)為光源，經曝光用掩模在襯底上復制掩模像的投影曝光裝置。
作為本發明的第十實施例，使用上述的成膜系統200和曝光裝置220的半導體器件的形成方法如下所述。
圖14中表示襯底運送機202運送的半導體襯底的流程。圖15A～G是說明半導體器件的制造工序的剖面圖。
該實施例中，說明光刻膠膜形成后進行激光加工，在激光照射時使用的液體為水的情況。
首先，半導體器件的形成過程中容納12英寸(φ300mm)的半導體襯底300的支架裝載在承載臺201上。半導體襯底300如圖15A所示，在半導體襯底301上形成的槽內埋置40個對位標記302和20個未示出的配合精度測定標記。半導體襯底301上形成布線等的圖案303，覆蓋圖案303來形成將表面平坦化的絕緣膜304。通過襯底運送機202將半導體襯底300從承載臺201運送到第一襯底調溫裝置203。半導體襯底300在第一襯底調溫裝置203中將襯底溫度調整到預定溫度。溫度調整了的半導體襯底300運送到防反射藥液涂敷裝置204a中。
在防反射藥液涂敷裝置204a中一邊將包含防反射膜的藥液提供給被加工襯底主面的絕緣膜304一邊且進行旋轉，使得半導體襯底的主面上形成包含防反射材料的一定膜厚的液體膜。此時的液體膜的膜厚為60nm，相對于固體成分的溶劑量約為10％。接著，如圖15B所示，將該半導體襯底300運送到第一溶劑去除裝置204b，加熱來去除液體膜中的殘留的溶劑，在絕緣膜304上形成膜厚56nm的防反射膜305。接著，將上述半導體襯底300運送到第二襯底調溫裝置205中。
接著，在第二襯底調溫裝置205中將冷卻的半導體襯底300運送到光刻膠藥液涂敷裝置206中。光刻膠藥液涂敷裝置206旋轉上述半導體襯底同時在防反射膜上滴下以乙基乳酸為主成分的光刻膠溶劑，通過離心力拓寬，形成500nm的均勻的光刻膠液體膜。接著，如圖15C所示，半導體襯底300被移動到第二溶劑去除裝置207并加熱，去除光刻膠液體膜中殘留的溶劑，形成膜厚400nm的光刻膠膜306。
如圖15D所示，在表面上形成光刻膠膜306的半導體襯底300運送到激光加工裝置100中。激光加工裝置100中將上述半導體襯底裝載在夾持器107內的托臺111上。邊慢慢旋轉半導體襯底300邊通過流體流動裝置109在夾持器107內貯存純水并提供給襯底主面。另外，此時，通過壓電元件170向液體108施加超聲波。
通過觀測系統105檢測半導體襯底300的切口(notch)，大致識別坐標，在襯底面上設置的觀測用相機(CCD相機)105b的圖像和包含預先取得的對位標記的區域登記的圖像模板進行對比，識別襯底上的對位標記的位置，基于該識別信息照射激光102a。按每個場所的500msec左右的照射時間進行激光加工，除去曝光裝置220使用的對位標記302、配合精度測定標記部上的光刻膠膜306及其下面的防反射膜305。半導體襯底300的整個面用50秒結光束全部的標記加工。
觀察激光加工后的光刻膠膜的結果是沒有產生空洞、位錯、隆起等缺陷。而且激光照射區域附近也未觀察到飛散物。
該處理時間是比潛像形成系統的每一塊的處理時間短的時間，是基于潛像形成裝置的處理時間預先設定的值。是為達到該時間對激光加工裝置的每個脈沖的激光輸出和脈沖數作自動調整的結果得到的時間。
激光加工裝置100的處理時間比潛像形成系統的處理時間短，從而潛像形成系統的處理結光束之前，可對潛像形成系統準備應新處理的被加工襯底，這樣生產量不改變。
接著，在排出夾持器107中儲存的水108后，半導體襯底300高速旋轉，把表面的水大體去除。之后，再將半導體襯底300運送到第二溶劑去除裝置207進行加熱。半導體襯底300的加熱溫度為200度。這里進行半導體襯底300的加熱是為了去除光刻膠膜306表面的吸附水，使整個光刻膠膜面同樣在曝光環境中。不進行該處理的情況下，與水接觸的部分中，由于稍微殘留了水分，使得曝光產生的酸在膜中移動，產生圖案的不良。
接著，使用襯底運送機202將該半導體襯底300從成膜系統200通過聯機運送到曝光裝置220處。
曝光裝置220中，首先如圖15E所示，由使用與曝光波長相同波長的對齊光307的對位檢測器檢測半導體襯底300的對位標記302。此時，對位標記302上的防反射膜被去除了，因此得到良好的檢測強度。如原來那樣，未去除對位標記302上的防反射膜時，不能全部檢測出對位標記302。
基于對位標記的位置信息，如圖15F所示，對光刻膠膜306的曝光部306a曝光，在光刻膠膜306上形成潛像。潛像形成工序后，將半導體襯底300運送到PEB工序用加熱裝置210中，進行半導體襯底的加熱處理(PEB)。加熱處理實施來進行使用的光刻膠(化學增強型光刻膠)與酸的催化劑反應。
該加熱處理后，如圖15G所示，向顯影單元211運送半導體襯底300進行光刻膠膜306的顯影，形成光刻膠圖案309。形成的光刻膠圖案309的對位精度在±5nm以下。
接著，從圖案形成系統收回襯底，運送到腐蝕裝置212中，將光刻膠圖案309作為掩模腐蝕絕緣膜304。這里如圖16所示，為觀察對位標記302，通過激光加工去除光刻膠膜306和防反射膜305的區域有時在后面的工序中出現問題(腐蝕標記，表面形狀變差等)。這樣問題出現時，曝光工序結光束后到腐蝕之前的時間里，如圖15H所示，用有機膜等保護膜310選擇地覆蓋對位膜。保護膜310通過后面的腐蝕工序中將選擇比高的材料選擇地放置在去除光刻膠膜的區域中來形成。選擇的涂敷通過從噴嘴(例如注射針)落下藥液來進行。
之后，如圖15I所示，防反射膜305和絕緣膜304順序腐蝕，形成槽。隨后，如圖15J所示，去除保護膜310、光刻膠圖案309和防反射膜305。
如以上說明，本實施例中，激光照射區域中流動液體，使得可抑制激光照射區域附近的損傷，并且可減少隨著能量射線的照射產生的飛散物。將激光加工裝置設置在圖案形成系統(成膜系統)中，可抑制激光加工時制品形成需要的時間。
而且，用裝載在成膜、潛像形成、顯影(腐蝕)構成的圖案形成系統(此時的激光加工裝置是成膜系統)，可非常有效地達到目的。
該實施例的作用效果如特開平7-161623號公報那樣，在曝光裝置中設置激光加工裝置，難以將流動性液體提供給被加工襯底的加工點或處理后進行加熱。另一方面，該激光加工裝置單獨設置時，如特開平7-161623號公報那樣僅用一個批處理來進行激光加工，制品形成需要的時間增大了。
本實施例中，潛像形成系統中使用ArF投影曝光裝置，但并不限于此。潛像形成系統中，ArF投影曝光裝置自不必說，可使用具有其他曝光光源的裝置、曝光電子射線曝光裝置、X射線曝光裝置、EUV(Extreme Ultra Violet，超紫外)曝光裝置等這樣的潛像形成裝置。
為去除光刻膠膜和防反射膜照射了激光，但除激光外，即便使用離子光束或電子射線等的能量射線也可去除光刻膠膜和防反射膜。
該實施例中，激光加工時，向作為液體的純水施加超聲波來使用。超聲波用于使異物容易從襯底、膜表面剝離。不簡單地使用純水，若是邊氧化分解異物邊去除的目的，則可使用臭氧、氧等的氧化性氣體。在容易去除異物的情況下，不可使用超聲波施加(裝置)。
在異物容易附著在光刻膠膜表面上時，可邊使用溶解了氫的含氫水邊進行激光加工。由于處于其他異物容易剝離的環境中，可使用溶解氯化氫等的酸性水、溶解了氨等的堿性水等。
另外，激光加工時使用的液體可使用光刻膠表面不受到損壞的有機溶劑。有機溶劑是快干性的，若不吸附在光刻膠表面，則可不進行后工序的加熱處理。
本發明中，從成膜系統，從潛像形成系統(曝光裝置)、從潛像形成系統(曝光裝置)的顯影系統之間都通過機械運送按單片式構成。但不限于此，曝光裝置與成膜系統分別設置時，在其間通過手工運送或機械運送以數塊的批量形式進行也無妨。
激光加工裝置的結構不限于圖示的裝置，可以是在半導體襯底的加工區域表面上產生液體流同時進行激光照射的形式。
該實施例中，用旋轉涂敷法形成防反射液體膜和光刻膠膜(涂敷液體膜)，但可使用從藥液噴嘴將藥液滴落在被加工襯底表面上并相對移動該襯底和該噴嘴的線狀涂敷法等來形成。此時，液體膜中的溶劑量非常多，因此去除溶劑過程中替代加熱裝置而使用減壓裝置。此時，暴露于飽和蒸汽壓附近的減壓狀態來去除溶劑，也可進行加熱。在激光加工機中設置加熱裝置或在成膜系統內設置第三溶劑去除裝置，使用它們來進行激光加工后的加熱。
作為本發明的第十一實施例，對將在純水中溶解臭氧的溶液用作激光照射時使用的液體來去除防反射膜的例子進行說明。
本實施例中使用的成膜系統200的結構與第九實施例相同，因此僅說明半導體器件的制造過程。
圖17A～17I表示本發明的第十一實施例的半導體器件的制造工序。
首先，半導體器件的形成過程中的12英寸(φ300mm)的半導體襯底300裝載在承載臺201上。上述半導體襯底300如圖17A所示，在半導體襯底301上形成的槽內埋置40個對位標記302和20個未示出的配合精度測定標記。半導體襯底301上形成布線等的圖案303，覆蓋圖案303來形成將表面平坦化的絕緣膜304。通過襯底運送機202將半導體襯底300從承載臺201運出。運出的半導體襯底300插入在第一襯底調溫裝置203中，將襯底溫度調整到預定溫度。溫度調整了的半導體襯底300運送到防反射藥液涂敷裝置204a中。
防反射藥液涂敷裝置204a中將包含防反射膜的藥液邊提供給其主面的絕緣膜304上邊旋轉襯底，使得在半導體襯底301上形成一定膜厚的液體膜。此時的液體膜的膜厚為60nm，相對于固體成分的溶劑量約為10％。
接著，如圖17B所示，將該半導體襯底300運送到第一溶劑去除裝置204b，加熱來去除液體膜中的殘留的溶劑，形成膜厚56nm的防反射膜305。接著，將上述半導體襯底300運送到第二襯底調溫裝置205中并冷卻。
主面上形成防反射膜的襯底被運送到如上述的例如圖1所示的激光加工裝置中。
接著，如圖17C所示，邊慢慢旋轉襯底邊將對在純水中溶解了臭氧氣體的溶液(下面叫做臭氧水)施加了超聲波的液體提供給襯底主面。臭氧水對激光的透射率非常高，但考慮激光加工的穩定性(焦點位置、加工位置變動)，在半導體襯底上方經0.5mm的間隙設置與半導體襯底平行地石英玻璃板107a，半導體襯底和石英板構成的空間中提供臭氧水108。檢測出半導體襯底300的切口大致識別坐標，襯底上面設置的觀測用相機105b的圖像和包含預先取得的對位標記的區域登記的圖像模板進行對比，識別襯底上的標記。接著基于對位標記的識別信息照射激光來加工防反射膜。
按每個場所的500msec左右進行激光照射，除去潛像形成系統使用的40個對位標記部和20個配合精度測定標記的防反射膜。襯底的整個面用50秒結光束全部的標記加工。該時間是比潛像形成系統的每一塊的處理時間短的時間，是基于潛像形成裝置的處理時間預先設定的值。是為達到該時間對激光加工裝置的每個脈沖的激光輸出和脈沖數作自動調整的結果得到的時間。
接著，通過高速旋轉大體去除半導體襯底300的表面的臭氧水108，而且運送到第一溶劑去除裝置204b。半導體襯底300的加熱溫度為200度。這里進行加熱是為了去除防反射膜305表面的吸附水，使曝光環境相同。不進行該處理的情況下，與水接觸的部分中，由于稍微殘留了水分，使得曝光產生的酸在膜中移動，產生圖案的不良。
接著，將加熱的半導體襯底300運送到第二襯底調溫裝置205并冷卻后，將冷卻的半導體襯底300運送到光刻膠藥液涂敷裝置206處。光刻膠藥液涂敷裝置206中旋轉半導體襯底300并在防反射膜305上滴落以乙基乳酸為主成分的光刻膠溶劑，通過離心力拓寬，形成500nm的均勻的光刻膠液體膜。
接著，將在表面上形成光刻膠液體膜的半導體襯底300移動到第二溶劑去除裝置207并加熱，如圖17D所示，去除光刻膠液體膜中殘留的溶劑，形成膜厚400nm的光刻膠膜306。
接著使用襯底運送機將半導體襯底從成膜系統運送到潛像形成系統，進行在聯機運送。
曝光裝置220中，首先如圖17E所示，由在對齊307時使用與曝光波長相同波長的對位檢測器檢測半導體襯底300的對位標記。此時，得到良好的檢測強度。
如圖17F所示，基于對位檢測器測定的位置信息，對光刻膠膜306曝光形成曝光部306a。如原來那樣，未去除對位標記上的防反射膜時，不能全部檢測出對位標記(強制進行時，在后面進行顯影形成的光刻膠圖案的配合精度為±70nm，幾乎不能制造半導體器件)。
潛像形成工序后，運送到成膜系統200的PEB工序用加熱裝置210中，進行上述半導體襯底300的加熱處理。加熱處理(PEB)實施來進行使用的光刻膠(化學增強型光刻膠)與酸的催化劑反應。
該加熱處理后，如圖17G所示，運送到顯影單元211，進行光刻膠膜306的顯影，形成光刻膠圖案309。形成配合精度在±5nm以下的希望的光刻膠圖案309。
如圖17H所示，將光刻膠圖案309作為掩模腐蝕下面的防反射膜305和絕緣膜304，如圖17I所示，去除光刻膠圖案309和防反射膜305。
如以上說明，本實施例中，激光照射區域中流動液體，使得可抑制激光照射區域附近的損傷，并且可減少隨著能量射線的照射產生的飛散物。將激光加工裝置設置在圖案形成系統(成膜系統)中，可抑制激光加工時制品形成需要的時間。
激光加工時，向在純水溶解了臭氧的溶液施加超聲波來使用。使用溶解臭氧的純水目的是通過臭氧氧化分解防反射膜上的異物。同樣的目的，可在純水中溶解氧等氧化性氣體來使用。
在異物容易附著在防反射膜表面上時，可邊使用在純水中溶解了氫的含氫水邊進行激光加工。由于處于其他異物容易剝離的環境中，可使用在純水中溶解氯化氫等的酸性水、純水中溶解了氨等的堿性水等。超聲波用于使異物容易從襯底和膜表面剝離。
本實施例潛像形成系統中使用ArF投影曝光裝置，但并不限于此。潛像形成系統中，ArF投影曝光裝置自不必說，可使用具有其他曝光光源的裝置、曝光電子射線曝光裝置、X射線曝光裝置、EUV曝光裝置等這樣的潛像形成裝置。
本發明中，從成膜系統，從潛像形成系統(曝光裝置)、從潛像形成系統(曝光裝置)的顯影系統之間都通過機械運送按單片式構成。但不限于此，曝光裝置與成膜系統分別設置時，在其間通過手工運送或機械運送以數塊的批量形式進行也無妨。
圖18是表示使用組合了本發明的第十二實施例的涂敷膜形成裝置和激光加工裝置的成膜系統200的圖案形成系統的框圖。圖18中，與圖13相同的裝置附以相同符號，其說明從略。
該成膜系統中，第九實施例中作為分開的裝置的光刻膠藥液涂敷裝置和激光加工裝置為一個裝置，設置帶激光加工器的光刻膠藥液涂敷裝置406。該裝置406也使用旋轉涂敷類型。
該實施例中，作為潛像形成系統，使用將KrF受激準分子激光器(248nm)作為曝光光源，經曝光用掩模在襯底上轉錄圖像的投影曝光裝置。
接著，說明使用如圖18所示的系統的半導體器件的制造工序，但由于制造工序與第十實施例相同，因此省略詳細的制造工序的說明，僅說明與激光加工和光刻膠膜涂敷相關的工序。
在被加工襯底上形成防反射膜后，在將被加工襯底移入帶激光加工器光刻膠藥液涂敷裝置。對于被加工襯底，首先進行去除40個潛像形成裝置使用的對位標記部處和20個配合精度測定標記處的防反射膜的藥液工序。
帶激光加工器光刻膠藥液涂敷裝置大概是除圖1所示之外，在被加工襯底110和隔板184之間可移動光刻膠提供噴嘴183，在被加工襯底主面上提供光刻膠藥液。
首先，將被加工襯底裝載在托臺111上。接著在襯底上方配置向襯底上提供對光刻膠溶液中使用的溶劑具有溶解性的乙基乳酸(光刻膠溶液中包含的溶劑之一)溶劑的噴嘴，邊慢慢地旋轉襯底邊開始提供藥液。乙基乳酸為對于加工用的激光波長256nm具有透過性的厚度，和襯底表面之間設置0.2mm的間隙并配置石英板，流向該空間。檢測襯底的切口大致識別坐標，在襯底上面上設置的觀測用相機105b的圖像和包含預先取得的對位標記的區域登記的圖像模板進行對比，識別被加工襯底上的標記，基于該識別信息進行激光加工。按每個場所300msec左右進行激光加工，在襯底的整個面用30秒結光束全部的標記加工。
該時間是比潛像形成裝置的每一塊的處理時間短的時間，是基于潛像形成裝置的處理時間預先設定的值。是為達到該時間對激光加工裝置的每個脈沖的激光輸出和脈沖數作自動調整的結果得到的時間。
激光加工后，為在被加工襯底整個面上提供乳酸乙酯溶劑，進行溶劑供給和被加工襯底的旋轉。供給乙基乳酸的部分和不供給的部分中，由于對光刻膠溶液的防反射膜的耐濕性不同，一度將襯底表面整個面暴露于乙基乳酸中。此后，從被加工襯底表面振去乙基乳酸，從被加工襯底去除大部分。
該處理具有在被加工襯底上殘留激光加工使用的溶劑的性質，在下面的光刻膠涂敷過程中影響涂敷特性的情況下進行。激光加工時使用的溶劑是快干性的，在襯底表面上不產生變化時，不需要進行上述處理。
乙基乳酸包含在之后涂敷的光刻膠溶液中，不用說可溶解在光刻膠溶液中。該實施例中，作為溶解在光刻膠溶劑中的溶劑，使用其中包含的乙基乳酸，但不限于此，具有與光刻膠溶劑的可溶解性的溶劑均可。
被加工襯底上在襯底主面上方配置圖1未示出的光刻膠溶劑供給裝置，滴落以乙基乳酸為主成分的光刻膠溶劑，通過旋轉力拓寬，形成500nm的均勻的光刻膠液體膜。接著將該襯底運送到第二溶劑去除裝置207中，進行加熱，去除光刻膠液體膜上殘留的溶劑，形成400nm膜厚的光刻膠膜。
之后的工序的潛像形成、曝光和腐蝕工序與下述第十實施例相同，因此省略其說明。
本實施例中，潛像形成裝置中使用KrF投影曝光裝置，但并不限于此。潛像形成系統中，KrF投影曝光裝置自不必說，可使用具有其他曝光光源的裝置、曝光電子射線曝光裝置、X射線曝光裝置、EUV曝光裝置等這樣的潛像形成裝置。
激光加工裝置包含在成膜裝置中，但激光加工使用的流動性液體為純水情況下，可將其供給系統與顯影裝置或腐蝕裝置部分共用。
帶激光加工器光刻膠藥液涂敷裝置406不限于圖1所示的裝置，只要是在被加工襯底的加工區域表面上產生液體流并進行激光照射，什么樣的結構都可以。
該實施例中，用旋轉涂敷法制作涂敷液體膜，但可使用線裝涂敷來制作。此時，由于液體膜中溶劑量非常多，為去除溶劑，替代加熱裝置，可使用減壓裝置。這種情況下，暴露在飽和蒸汽壓附近的減壓中去除溶劑，進行加熱即可。
防反射膜不必要是本實施例這種有機膜，例如可以是通過濺射法和CVD法等形成的SiNxOy(x，y是組成比)和碳之類的無機膜。
平版印刷工序中對半導體制造裝置的最上層的感光性聚酰亞胺圖案化時，用于用聚酰亞胺膜吸收或衰減光，出現即便使用通常的可見光，也難以觀察到對位標記的問題。當然，將與曝光光相同波長的光用作對齊標記觀察光時，不能檢測到標記。
下面的實施例中，說明進行感光性聚酰亞胺膜的涂敷、形成和圖案化的圖案形成裝置。
圖19是表示本發明的第十三實施例的圖案形成系統的框圖。圖中，與圖13相同的裝置上附以相同的符號，并省略其詳細說明。
如圖19所示，本系統中，具有感光性聚酰亞胺藥液涂敷裝置506和溶劑去除裝置507。另外，還包括在感光性聚酰亞胺膜形成后，去除包含對位標記的區域上的感光性聚酰亞胺膜的激光加工裝置100。
接著，使用圖20A-D說明使用本系統的感光性聚酰亞胺的形成和圖案化工序。
首先，在Si襯底601上準備在層間絕緣膜602上形成對位標記603和墊片604的半導體襯底，將半導體襯底裝添到承載臺201上。這里，層間絕緣膜是以氧化硅膜、包含甲基等的氧化硅膜為主成分的低介電膜、有機材料構成的低介電膜或在氮化硅膜等半導體襯底上形成的絕緣膜。
使用襯底運送機202將承載臺201內的半導體襯底運送到感光性聚酰亞胺藥液涂敷裝置506。感光性聚酰亞胺藥液涂敷裝置506中在半導體襯底的主面的層間絕緣膜602上形成感光性聚酰亞胺液體膜。接著，使用運送機202將半導體襯底從感光性聚酰亞胺藥液涂敷裝置506運送到溶劑去除裝置507中。在溶劑去除裝置507中，加熱半導體襯底使液體膜中的溶劑揮發，如圖20A所示，形成感光性聚酰亞胺膜605。接著，使用襯底運送機202將半導體襯底從溶劑去除裝置507運送到襯底調溫裝置508，冷卻半導體襯底。
隨后，使用襯底運送機202將半導體襯底從襯底調溫裝置508運送到激光加工裝置100中。接著按與第十一實施例相同的工序向半導體襯底表面提供純水并對感光性聚酰亞胺膜進行激光加工，如圖20B所示，去除包含對位標記603的區域上的感光性聚酰亞胺膜605。
作為激光加工用的激光振蕩器，可選擇Q-開關YAG的四次諧波、三次諧波、二次諧波中的任一個，高諧波的波長分別為266nm，355nm，532nm。為使聚酰亞胺下層形成的材料和聚酰亞胺膜厚為最適當的加工條件，可選擇適當波長。
該實施例中，為不加工下層形成的層間絕緣膜602而使用波長355nm的波長。層間絕緣膜的最上層形成氮化硅膜的情況下，在例如去除到不僅是聚酰亞胺，而是到其氮化硅膜的情況下，使用266nm的波長更好。
感光性聚酰亞胺膜605的膜厚為3微米，激光照射能量密度為每個脈沖0.5J/cm2。0.5J/cm2的能量照射下的加工速度為每個脈沖約0.3微米/脈沖。但是，在聚酰亞胺膜厚的局部偏差等影響、或激光能量的面內不均勻性的影響下加工速度大約變化±20％左右。
因此，本裝置邊使用觀測系統105自動觀察是否去除聚酰亞胺邊實施加工，由照射場所適當控制脈沖數和脈沖能量并進行加工。
用0.5J/cm2的照射能量去除厚3微米的聚酰亞胺時，用10脈沖～15脈沖的脈沖數可去除標記上聚酰亞胺。而且，在不具有觀測系統205的激光加工裝置中，若照射15脈沖的激光，可去除全部區域。
但是，通過設置觀測系統105和判斷加工形狀的機構，可自動控制脈沖數和能量，因此不必要進行無用的照射，可急劇地提高處理時間。
該激光加工時，激光照射中至少向壓電元件270施加40kHz、50W的功率。如圖20B所示，激光加工區域和加工區域周圍未觀測到加工屑的飛散。也未觀測到剝離、裂紋等的照射損傷。
通過激光加工去除包含對位標記603的區域上的感光性聚酰亞胺膜605，使用利用了可見光的對齊鏡儀器(scope)的情況下，標記觀察變容易，可飛速簡要對位錯誤，急劇提高成品率。另外，將曝光光用作對齊光時，形成聚酰亞胺后，與不能全部觀察到標記相反，通過去除可觀察到對齊標記。
接著，使用襯底運送機202將半導體襯底從激光加工裝置100運送到溶劑去除裝置507中。隨后，在溶劑去除裝置507中，加熱半導體襯底使表面干燥。隨后，使用襯底運送機202將半導體襯底從感光性聚酰亞胺膜形成裝置運送到調溫裝置508進行冷卻。該實施例中，作為激光加工時的冷卻媒體，使用純水，但在使用沖淡劑等的溶劑的情況下，不需要干燥工序。
接著，用襯底運送機202將半導體襯底從調溫裝置508運送到曝光裝置220中。曝光裝置220中首先通過將與曝光波長相同的波長用作對齊光307的對位檢測器檢測半導體襯底上的對位標記。接著，基于通過對位檢測器測定的位置信息對感光性聚酰亞胺膜605曝光。使用襯底運送機202將半導體襯底從曝光裝置220運送到顯影單元211，如圖20C所示，對曝光的感光性聚酰亞胺膜605進行顯影，形成感光性聚酰亞胺膜圖案。
接著，將半導體襯底運送到腐蝕裝置(RIE裝置)212中，如圖20D所示，將感光性聚酰亞胺膜圖案用作掩模進行層間絕緣膜602的腐蝕，露出墊片604。
如上說明，在純水等的冷卻液體中對感光性聚酰亞胺膜進行激光加工，去除冷卻液體飛散液體，可改善在大氣加工中成為問題的讀取誤差和對周圍的圖案化產生的不良影響造成的成品率的降低。
作為標記上的聚酰亞胺通過激光照射去除，容易進行標記觀察的激光加工裝置，如特開平10-113779那樣，提出在大氣中通過激光照射去除聚酰亞胺的裝置。但是，該提案中，由于是大氣中的激光照射，去除區域和去除區域周圍加工屑飛散，標記讀取誤差增大，并且對周圍的圖案化產生不良影響，產生成品率降低的問題。
第十三實施例中，說明去除標記上的聚酰亞胺的工序。第十四實施例中，說明使用激光加工來對聚酰亞胺直接實施墊片開口和保險絲窗形成的圖案化的方法這里是連接于電路和電路的。
圖21是表示本發明的第十四實施例的成膜系統的簡要結構的框圖。圖中與圖19相同的裝置附以相同的符號，其說明從略。
由于不形成光刻膠膜圖案，圖21所示的成膜系統與圖19所示的圖案形成系統不同，沒有潛像形成系統、顯影單元。作為藥液涂敷裝置的是聚酰亞胺藥液涂敷裝置706。
接著，使用圖22A-C的工序剖面圖說明本發明的第十四實施例的半導體器件的制造工序。
首先，如圖22A所示，準備在Si襯底601上的層間絕緣膜602內形成墊片604和保險絲611的半導體襯底。接著，運送到聚酰亞胺藥液涂敷裝置706涂敷聚酰亞胺藥液后，運送到溶劑去除裝置并去除涂敷膜內的溶劑，在層間絕緣膜602上形成聚酰亞胺膜612。此時，聚酰亞胺膜612不需要第十三實施例中使用的感光性聚酰亞胺。因此可使用非常廉價的聚酰亞胺。
接著將半導體襯底運送到圖2所示的激光加工裝置，進行激光加工。激光加工時使用的激光是Q-開關YAG的三次諧波，波長為355nm。
聚酰亞胺膜的膜厚為3微米，激光照射能量密度為每個脈沖0.5J/cm2。本裝置邊使用圖2所示的觀測系統自動觀察是否去除聚酰亞胺邊實施加工，由照射場所適當控制脈沖數和脈沖能量并進行加工。
用圖2的裝置去除墊片604上和保險絲611上的聚酰亞胺膜后的形狀如圖22B所示。該加工時至少在激光照射中向壓電元件施加40kHz、50W的功率。
此時的對齊使用可見光觀察對齊標記，但對齊觀察困難產生對齊錯誤時，按前面實施例所示的那樣通過預先去除對齊標記上的聚酰亞胺而可容易地進行對齊標記的觀察。如圖22B所示，激光加工區域和加工區域周圍觀察不到加工屑的飛散。也未觀測到剝離、裂紋等的照射損傷。
接著將被加工襯底移入RIE裝置，將聚酰亞胺膜612作為掩模進行層間絕緣膜602的腐蝕，露出墊片604的同時形成保險絲窗。
如該實施例所示，液體中進行激光加工，可抑制加工屑的生成和照射損傷并加工標記上、墊片上和上的聚酰亞胺。根據該方式，半導體器件的成品率提高的同時，由于可去除平版印刷工序中的顯影工序、藥液工序，從而對環境的不良影響降低了。
本發明并不限于上述實施例，在不背離其主旨的情況下可進行各種變形。
如上說明，根據本發明，對被加工襯底入射大致垂直的激光，通過抑制激光照射到去除區域以外的區域中可正確地僅把去除區域去除。
通過在液體中進行激光加工，可抑制加工屑的生成和照射損傷并加工標記上、墊片上和保險絲上的聚酰亞胺。
激光加工裝置中通過運送機連接用于形成光刻膠膜和SOG膜等的涂敷膜的涂敷液體薄膜形成裝置和涂敷薄膜形成裝置，因此可線性地進行從涂敷膜形成到激光加工的工序，從而可縮短制造時的時間。
另外，激光加工裝置中通過運送機連接用于形成光刻膠膜和SOG膜等的涂敷膜的涂敷液體薄膜形成裝置和涂敷薄膜形成裝置，因此可線性地進行從涂敷膜形成到激光加工的工序，從而可縮短制造時的時間。
權利要求
1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于包括下列工序在具有對位標記的半導體襯底的主面上形成第一薄膜；對上述第一薄膜提供包含感光性物質和溶劑的藥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劑，形成感光性薄膜；對包含上述對位標記的區域上的上述感光性薄膜照射第一能量射線，選擇地去除上述感光性薄膜和第一薄膜的一部分；經由選擇地去除了上述第一薄膜的區域，向上述對位標記照射參照光，識別上述標記的位置；基于識別出的上述對位標記的位置向上述感光性薄膜上的規定位置照射第二能量射線，在該感光性薄膜上形成潛像；基于上述感光性薄膜上形成的潛像選擇地去除上述第一薄膜的一部分來形成感光性薄膜圖案，其中照射第一能量射線時，至少向第一能量射線的照射區域提供液體。
2.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在上述液體中，使用從對于第一能量射線有透過性的純水和有機溶劑中選擇出的一個。
3.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在上述液體中，使用從在純水中溶解了臭氧、氧、氫、氨、二氧化碳、氯化氫中的至少一種氣體的氧化性水、還原性水、堿性水、酸性水中選擇出的一個。
4.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于向上述液體施加超聲波。
5.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于選擇地去除上述第一薄膜的一部分后，加熱上述半導體襯底，去除上述主面上殘留的液體。
6.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述感光性薄膜是根據對于第二能量射線具有吸收和衰減特性而選擇的一個。
7.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述第一薄膜降低上述感光性薄膜的下層反射的上述第二能量射線的反射光強度。
8.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述參照光的光源使用與上述第二能量射線相同的光源。
9.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在上述感光性薄膜上形成潛像后，覆蓋選擇地去除了上述第一薄膜的區域的至少一部分。
10.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在從上述液體薄膜去除溶劑的工序中，對上述半導體襯底加熱或減壓。
全文摘要
提供包含激光加工裝置、成膜系統和圖案形成系統的電子裝置的制造系統。該激光加工裝置包括發出選擇地去除被加工襯底的一部分的激光的激光振蕩器、將從激光振蕩器發出的激光照射到上述被加工襯底的任意位置上的掃描系統、使從上述激光振蕩器發出的激光大致垂直入射到上述被加工襯底的入射裝置。
文檔編號G03F7/20GK1920674SQ20061013899
公開日2007年2月28日 申請日期2002年3月7日 優先權日2001年3月9日
發明者伊藤信一, 東木達彥, 池上浩, 早坂伸夫 申請人:株式會社東芝