[发明专利]激光加工系统以及激光加工方法

说明书

激光加工系统具备：波长可变激光装置，其输出氧吸收光的波长的吸收线和氧的吸光量比吸收线少的波长的非吸收线各自的激光；光学系统，其向被加工物照射激光；以及激光控制部，其控制波长可变激光装置的激光控制部，在包含氧的气体中对被加工物的表面进行激光加工时，将波长可变激光装置输出的激光的波长设定为非吸收线，而且在包含氧的气体中对被加工物的表面进行臭氧洗涤时，将波长可变激光装置输出的激光的波长设定为吸收线。

技术领域

本发明涉及激光加工系统以及激光加工方法。

背景技术

随着半导体集成电路的微型化以及高集成化，在半导体曝光装置中，要求提高分辨力。下面，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。作为曝光用光源采用气体激光装置，以此来代替现有的汞灯。目前，作为曝光用的气体激光装置，采用输出248nm波长的紫外线的KrF准分子激光装置及输出193nm波长的紫外线的ArF准分子激光装置。

作为现有的曝光技术，实现了液浸曝光的实际使用，即在曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙填充液体，改变该间隙的折射率，从而缩短曝光用光源的目击波长。当将作为曝光用光源使用ArF准分子激光装置进行液浸曝光的情况下，向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液浸曝光还被称为ArF液浸光刻。

KrF、ArF准分子激光装置的自由振荡中的频谱线宽宽，约为350～400pm，所以由于曝光装置侧的投影透镜出现缩小投影在晶片上的激光(紫外线光)的色像差，降低分辨力。为此，需要将从气体激光装置输出的激光的频谱线宽的窄带化到能够忽略色像差的程度。频谱线宽还被称为频谱宽度。因此，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频谱宽度的窄带化。需要说明的是，窄带化元件还可以是校准器或光栅等。将这样将频谱宽度窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。

并且，准分子激光的脉冲宽度约为几10ns，波长较短，分别是248.4nm和193.4nm。利用这样的特性，除了曝光用途之外，准分子激光还用于高分子材料或玻璃材料等直接加工。对于高分子材料，利用具有比结合能量高的光能量的准分子激光，切断高分子材料的结合。因此，如众所周知，可以实现非加热加工，加工形状利落。并且，如众所周知，玻璃或陶瓷等对准分子激光的吸收率较高，所以也可以实现利用可见光以及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：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：日本专利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

根据本发明的一观点的激光加工系统是向被加工物照射激光来进行激光加工的激光加工系统，具备波长可变激光装置、光学系统以及激光控制部。波长可变激光装置输出氧吸收光的波长的吸收线和氧的吸光量比吸收线少的波长的非吸收线各自的激光。光学系统向被加工物照射激光。激光控制部是控制波长可变激光装置的激光控制部，在包含氧的气体中对被加工物的表面进行激光加工时，将波长可变激光装置输出的激光的波长设定为非吸收线，且在包含氧的气体中对被加工物的表面进行臭氧洗涤时，将波长可变激光装置输出的激光的波长设定为吸收线。