激光照射系统和电子器件的制造方法技术方案

本公开的一个观点的激光照射系统具有：第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制多个反射镜的各个姿势角度，且该多镜器件通过对第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；傅立叶变换光学系统，其使分割后的多个激光会聚；以及控制部，其以利用傅立叶变换光学系统使通过所述反射镜进行分割后的多个激光重叠的方式控制所述多个反射镜的姿势角度，其中所述反射镜彼此隔开所述第2激光的空间相干长度以上的距离。

Manufacturing methods of laser irradiation system and electronic devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光照射系统和电子器件的制造方法
本公开涉及激光照射系统和电子器件的制造方法。
技术介绍
关于半导体集成电路的细微化、高集成化，在半导体曝光装置中要求分辨率的提高。以下，将半导体曝光装置简称作“曝光装置”。因此，推进了从曝光用光源输出的光的短波长化。替代现有的汞灯，曝光用光源使用气体激光装置。目前，作为曝光用气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的KrF准分子激光装置和输出波长为193nm的紫外线的ArF准分子激光装置。作为目前的曝光技术，如下浸液曝光被实用化：用液体充满曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙，改变该间隙的折射率，由此，使曝光用光源的外观上的波长短波长化。在使用ArF准分子激光装置作为曝光用光源进行了浸液曝光的情况下，对晶片照射等价的波长为134nm的紫外光。将该技术称作ArF浸液曝光。ArF浸液曝光也称作ArF浸液光刻。KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡中的光谱线宽为大约350～400pm，较宽，因此，产生通过曝光装置侧的投影透镜缩小投影在晶片上的激光(紫外线光)的色像差，分辨率下降。因此，需要直到色像差成为可无视的程度为止使从气体激光装置输出的激光的光谱线宽窄带化。光谱线宽也称作光谱宽度。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(LineNarrowModule)，通过该窄带化部实现了光谱宽度的窄带化。另外，窄带化元件也可以为标准具、光栅等。将以这样的方式使光谱宽度窄带化的激光装置称作窄带化激光装置。此外，准分子激光的脉冲宽度为大约几十ns，波长分别短为248.4nm和193.4nm，因此，有时被用于高分子材料、玻璃材料等的直接加工。高分子材料能够通过具有比耦合能量高的光子能量的准分子激光，切断高分子材料的耦合。因此，已知能够进行非加热加工，加工形状变得美观。此外，已知有由于玻璃、陶瓷等的针对准分子激光的吸收率较高，所以也能够进行难以在可见激光和红外线激光中进行加工的材料的加工。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-222841号公报专利文献2：日本特开昭63-101815号公报专利文献3：日本特开2005-205464号公报
技术实现思路
本公开的1个观点的激光照射系统，具有：第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制多个反射镜各自的姿势角度，且该多镜器件通过对第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；傅立叶变换光学系统，其使分割后的多个激光会聚；以及控制部，其以利用傅立叶变换光学系统使彼此隔开第2激光的空间相干长度以上的通过反射镜进行分割后的多个激光重叠的方式控制多个反射镜的姿势角度。本公开的另一个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤：通过激光照射系统生成激光，对被加工材料照射通过激光照射系统生成的激光，从而对被加工材料进行加工，其中，该激光照射系统具有：激光装置，其输出第1激光；第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制多个反射镜各自的姿势角度，且该多镜器件通过对第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；傅立叶变换光学系统，其使分割后的多个激光会聚；以及控制部，其以利用傅立叶变换光学系统使通过所述反射镜进行分割后的多个激光重叠的方式控制所述多个反射镜的姿势角度，其中所述反射镜彼此隔开所述第2激光的空间相干长度以上的距离。本公开的另一个观点的激光照射系统具有：第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制多个反射镜各自的姿势角度，且该多镜器件通过对第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；傅立叶变换光学系统，其使分割后的多个激光会聚；波面传感器，其计测第2激光的射束截面的各位置处的激光的行进方向和光强度；以及控制部，其根据由波面传感器计测出的射束截面的各位置处的激光的行进方向和光强度，控制多个反射镜的姿势角度。附图说明以本公开的多个实施方式为单纯的例子，以下参照附图进行说明。图1是概略性地示出例示性的激光加工系统的结构的图。图2是示意性地示出多镜器件(MMD)的反射镜的动作的说明图。图3是概略性地示出实施方式1的激光加工系统的结构的图。图4是示出使用MMD和傅立叶变换光学系统形成图案的原理的说明图。图5是示出针对MMD的反射镜的入射光和反射光的图。图6是示出从准分子激光装置输出而入射到射束整形光学系统的激光射束的相干单元的图。图7是示出计测空间相干长度的方法的概要的图。图8是示出由图像传感器计测的干涉条纹的光强度分布的例子的曲线图。图9是示出双针孔的间隔与干涉条纹的对比度的关系的曲线图。图10是示出经由射束整形光学系统和射束准直光学系统入射到MMD的激光射束的相干单元的图。图11是示出MMD中的激光射束的相干单元、相干单元的排列的例子的图。图12是示出MMD中的相干单元和配置在该相干单元中的各个反射镜的排列的例子的图。图13是假设被MMD的反射镜反射后的激光被傅立叶变换光学系统会聚至聚光点的情况下的示意图。图14是包含对MMD的反射镜的姿势角度进行控制的处理的主例程的流程图。图15是示出图14的步骤S13的处理内容的流程图。图16是示出图14的步骤S14的处理内容的流程图。图17是示出图14的步骤S15的处理内容的流程图。图18是概略性地示出实施方式2的激光加工系统的结构的图。图19是概略性地示出作为射束特性计测器的一例的射束分析仪的结构的图。图20是示出射束特性计测器为射束分析仪的情况下的控制例的主例程的流程图。图21是示出图20的步骤S14A的处理内容的流程图。图22是示出图20的步骤S14B的处理内容的流程图。图23是示出图20的步骤S15A的处理内容的流程图。图24是概略性地示出作为射束特性计测器的一例的波面传感器的图。图25是示出射束特性计测器为波面传感器的情况下的控制例的主例程的流程图。图26是示出图25的步骤S14C的处理内容的流程图。图27是示出图25的步骤S14D的处理内容的流程图。图28是概略性地示出实施方式3的激光加工系统的结构的图。图29是在低相干光学系统中采用阶梯棱镜的例子的图。图30是示出图29中的射束整形前的相干单元的图。图31是示出图29中的射束整形后的相干单元的图。图32是示出使用图29中的低相干光学系统进行低相干化后的相干单元的图。图33是入射到MMD的激光射束和从MMD反射的激光射束的示意图。图34是示出入射到MMD的激光射束的相干单元的图。图35是示出从MMD反射的激光射束的相干单元的图。图36是概略性地示出实施方式4的激光加工系统的结构的图。图37是示出射束整形光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光照射系统，其具有：/n第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；/n多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制所述多个反射镜各自的姿势角度，且该多镜器件通过对所述第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；/n傅立叶变换光学系统，其使所述分割后的多个激光会聚；以及/n控制部，其以利用所述傅立叶变换光学系统使通过所述反射镜进行分割后的多个激光重叠的方式控制所述多个反射镜的姿势角度，其中所述反射镜彼此隔开所述第2激光的空间相干长度以上的距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光照射系统，其具有：
第1光学系统，其将第1激光变换为第2激光；
多镜器件，其包含多个反射镜，能够控制所述多个反射镜各自的姿势角度，且该多镜器件通过对所述第2激光进行分割而向多个方向反射，生成分割后的多个激光；
傅立叶变换光学系统，其使所述分割后的多个激光会聚；以及
控制部，其以利用所述傅立叶变换光学系统使通过所述反射镜进行分割后的多个激光重叠的方式控制所述多个反射镜的姿势角度，其中所述反射镜彼此隔开所述第2激光的空间相干长度以上的距离。


2.根据权利要求1所述的激光照射系统，其中，
该激光照射系统还具有激光装置，该激光装置输出所述第1激光。


3.根据权利要求2所述的激光照射系统，其中，
所述激光装置为放电激励式激光装置。


4.根据权利要求1所述的激光照射系统，其中，
所述控制部根据所述第2激光的所述空间相干长度，设定多个相干单元，
所述控制部通过将所述多镜器件中的所述多个反射镜的排列与所述相干单元相对应地划分为多个反射镜排列区域，按照每个所述相干单元确定包含多个反射镜的所述反射镜排列区域，
所述控制部从所述多个相干单元中分别选择1个反射镜而以使所述选择的各个反射镜使激光向同一方向反射的方式控制所述多个反射镜的姿势角度。


5.根据权利要求4所述的激光照射系统，其中，
所述相干单元是将垂直的2个轴方向的第1轴方向的空间相干长度作为第1边、将第2轴方向的空间相干长度作为第2边的四边形的大小以上的区域。


6.根据权利要求1所述的激光照射系统，其中，
该激光照射系统还具有射束特性计测器，该射束特性计测器计测所述第2激光的射束特性，
所述控制部根据所述射束特性计测器的计测结果，控制所述多个反射镜的姿势角度。


7.根据权利要求6所述的激光照射系统，其中，
所述射束特性计测器是计测所述第2激光的射束截面的光强度分布的射束分析仪。


8.根据权利要求7所述的激光照射系统，其中，
所述控制部根据由所述射束分析仪计测出的所述射束截面的各位置处的光强度，控制所述多个反射镜的姿势角度。


9.根据权利要求6所述的激光照射系统，其中，
所述射束特性计测器是计测所述第2激光的射束截面的各位置处的激光的行进方向和光强度的波面传感器。


10.根据权利要求9所述的激光照射系统，其中，
所述控制部根据由所述波面传感器计测出的所述射束截面的各位置处的激光的行进方向和光强度，控制所述多个反射镜的姿势角度。


11.根据权利要求1所述的激光照射系统，其中，
所述第1光学系统包含射束整形光学系统。


12.根据权利要求1所述的激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木章义，若林理，
申请(专利权)人：极光先进雷射株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP