(57)【要約】【課題】加工対象領域内でのレーザ光像の結像回数のむらを低減させる。【解決手段】パルスレーザ光の断面形状をスリット形状に整形するマスク２３には、パルスレーザ光の光路上に形成されているスリット２３１の幅を調節するためのスリット幅調節機構２３２が設けられている。マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５は、スリット幅調節機構２３２を制御して、薄膜除去対象領域内に結像する各レーザ光像の幅がその後にレーザ発振器２１からパルスレーザ光がＮ回発振される間にウエハＷが移動する距離に等しくなるようにスリット２３１の幅を調節する。【選択図】        図１
2004209544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ光を発振するレーザ発振器と、
このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるレーザ光像結像手段と、
被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるスキャン手段と、
レーザ光像のスキャン方向の幅を変更するレーザ光像幅変更手段と、
このレーザ光像幅変更手段を制御して、レーザ光像のスキャン方向の幅をスキャン速度に応じた幅に調節するレーザ光像幅制御手段と
を含むことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
パルスレーザ光を発振するレーザ発振器と、
このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるレーザ光像結像手段と、
被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるスキャン手段と、
上記レーザ発振器を制御して、パルスレーザ光の発振周波数をレーザ光像のスキャン速度に応じた周波数に調節する発振周波数制御手段と
を含むことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザ発振器からパルスレーザ光を発振させるステップと、
このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるステップと、
被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるステップと、
レーザ光像のスキャン方向の幅をスキャン速度に応じた幅に調節するステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
レーザ発振器からパルスレーザ光を発振させるステップと、
このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるステップと、
被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるステップと、
上記レーザ発振器によるパルスレーザ光の発振周波数をレーザ光像のスキャン速度に応じた周波数に調節するステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の表面に形成されている薄膜などの被加工物をレーザ光で加工するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、多層構造の半導体装置の製造プロセスでは、フォトリソグラフィ工程が繰り返されて、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）上に、パターニングされた配線層や絶縁層が積層形成されていく。各層間における位置関係を適切にするためには、パターニング対象層上に積層されたレジスト膜を選択的に露光する際のウエハのアライメント（位置決め）が重要になる。ウエハのアライメントは、たとえば、ウエハ上に形成されているアライメントマークをＣＣＤカメラで検出し、その検出結果に基づいて、ウエハの位置を調整することにより達成される。
【０００３】
一方、露光時におけるレジスト膜の下層での不要な光反射は、レジストパターンのライン・エッジ・ラフネス（ＬＥＲ）の悪化を招くので、パターニング対象層とレジスト膜との間には、通常、その不要な光反射を防止するための反射防止膜が設けられる。
ところが、反射防止膜が設けられていると、ウエハ表面への露光光の照射では、ＣＣＤカメラでアライメントマークを検出できず、ウエハをアライメントすることができない。反射防止膜に吸収されない波長の光をウエハ表面に照射すれば、ＣＣＤカメラでアライメントマークを検出できるが、そのような波長の光をウエハ表面に照射するための光学系は、露光精度を維持する必要性から露光光軸上に配置することはできないので、アライメントマークの検出誤差が大きく、結果として、アライメントの精度が低くなってしまう。また、いわゆるスピンコータによって形成されるレジスト膜は、ウエハの中央部で凹んだ表面形状を有しているため、ウエハの周縁部では、レジスト膜の表面が傾斜していることによって光が屈折し、アライメントマークを正確に検出することができず、アライメント誤差はさらに増大する。
【０００４】
そこで、ウエハのアライメントに際しては、ウエハ上に形成されているアライメントマークを露出させるために、そのアライメントマーク上の一定領域からレジスト膜および反射防止膜などの薄膜が除去される。
アライメントマーク上の薄膜を除去するための装置として、最近、レーザアブレーション現象を利用した薄膜除去装置が注目されている。この種の薄膜除去装置の先行技術は、たとえば、下記特許文献１に開示されている。すなわち、ウエハを載置するためのウエハステージと、このウエハステージに載置されたウエハの表面にレーザ光を照射するためのレーザ照射系とが備えられており、アライメントマーク上の一定の矩形状領域（薄膜除去対象領域）にレーザ光が一括照射される。レーザ光が照射された領域では、ウエハ表面の薄膜が爆発的に気化するレーザアブレーション現象が生じ、その結果、そのレーザ光が照射された領域からウエハ表面の薄膜が除去される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１３７７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、薄膜除去対象領域にレーザ光を一括照射する構成では、薄膜除去対象領域からレーザアブレーション現象によって気化された薄膜（薄膜気化物）が飛散し、これがパーティクルとなって、薄膜除去対象領域の周囲に多量に付着するという問題があった。
そこで、本願発明者は、ウエハ表面にスリット形状のレーザ光像を一定周期で結像させる一方で、ウエハが載置されたウエハステージを移動させて、そのスリット形状のレーザ光像を薄膜除去対象領域内で所定方向（レーザスキャン方向）にスキャンさせることにより、薄膜除去対象領域内の薄膜をレーザアブレーション現象で除去する手法（スキャンアブレーション）を考えた。
【０００７】
スリット形状のレーザ光像は幅が狭いので、スキャンの過程で各レーザ光像が結像した領域（スリット形状の領域）で発生して、その長手方向に飛散する薄膜の気化物の量は、薄膜除去対象領域にレーザ光を一括照射した場合に同方向に飛散する薄膜気化物の量に比べて大幅に少ない。また、レーザ光像をその長手方向と直交する方向にスキャンさせれば、スリット形状の領域からその幅狭方向に飛散した薄膜気化物がパーティクルとなってウエハ表面に付着しても、その付着したパーティクルをスキャンの過程で薄膜とともに除去することができる。よって、薄膜除去対象領域にレーザ光を一括照射した場合に比べて、薄膜除去対象領域の周囲へのパーティクルの付着量を大幅に低減することができる。
【０００８】
薄膜除去対象領域内でレーザ光像をスキャンさせる全期間を通して、ウエハステージを一定速度で移動させることができれば、薄膜除去対象領域内でのレーザ光像のスキャン速度を一定にすることができ、薄膜除去対象領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数（重ね打ち回数）を一定回数にすることができる。しかしながら、ウエハステージの移動開始直後および停止直前には、ウエハステージの移動速度が加減速するため、薄膜除去対象領域のレーザスキャン方向の両端部付近でレーザ光像のスキャン速度が加減速し、その結果、薄膜除去対象領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数にむらが生じる。すなわち、レーザ光像のスキャン速度が加減速する領域では、レーザ光像が一定のスキャン速度でスキャンする領域（薄膜除去対象領域の中央部領域）よりもレーザ光像の結像回数が多くなる。このようなレーザ光像の結像回数のむらは、薄膜の下層に部分的なダメージを与えるなど、薄膜が除去された領域の品質（加工品質）を低下させるので好ましくない。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、加工対象領域内でのレーザ光像の結像回数のむらに起因する加工むらを低減させることができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、パルスレーザ光を発振するレーザ発振器（２１）と、このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物（Ｗ）の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるレーザ光像結像手段（２２，２３，２４，２５，２６）と、被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるスキャン手段（１２）と、レーザ光像のスキャン方向の幅を変更するレーザ光像幅変更手段（２３２）と、このレーザ光像幅変更手段を制御して、レーザ光像のスキャン方向の幅をスキャン速度に応じた幅に調節するレーザ光像幅制御手段（５）とを含むことを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、パルスレーザ光を発振するレーザ発振器（２１）と、このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物（Ｗ）の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるレーザ光像結像手段（２２，２３，２４，２５，２６）と、被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるスキャン手段（１２）と、上記レーザ発振器を制御して、パルスレーザ光の発振周波数をレーザ光像のスキャン速度に応じた周波数に調節する発振周波数制御手段（５）とを含むことを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１２】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
レーザ光像のスキャン開始直後および終了直前には、スキャン速度が加減速するため、加工対象領域のスキャン方向の両端部付近では、加工対象領域の中央部よりもレーザ光像の結像回数が多くなる。
そこで、請求項１の構成では、レーザ光像のスキャン方向の幅がスキャン速度に応じた幅に調節される。すなわち、レーザ光像のスキャン速度が大きいほど、レーザ光像のスキャン方向の幅が大きな幅に調節され、レーザ光像のスキャン速度が小さいほど、レーザ光像のスキャン方向の幅が小さな幅に調節される。これにより、加工対象領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができ、加工対象領域内でのレーザ光像の結像回数のむらに起因する加工むらを低減させることができる。
【００１３】
また、請求項２の構成では、レーザ発振器によるパルスレーザ光の発振周波数がレーザ光像のスキャン速度に応じた周波数に調節される。すなわち、レーザ光像のスキャン速度が大きいほど、パルスレーザ光の発振周波数が大きな周波数に調節され、レーザ光像のスキャン速度が小さいほど、パルスレーザ光の発振周波数が小さな周波数に調節される。これによっても、加工対象領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができ、加工対象領域内でのレーザ光像の結像回数のむらに起因する加工むらを低減させることができる。
【００１４】
よって、請求項１または請求項２のレーザ加工装置が基板表面の薄膜を除去するための薄膜除去装置として用いられた場合には、薄膜の下層に部分的なダメージを与えることなく、レジスト膜や反射防止膜などの薄膜をむらなく除去することができる。
請求項３記載の発明は、レーザ発振器（２１）からパルスレーザ光を発振させるステップと、このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物（Ｗ）の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるステップと、被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるステップと、レーザ光像のスキャン方向の幅をスキャン速度に応じた幅に調節するステップとを含むことを特徴とするレーザ加工方法である。
【００１５】
この方法によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
請求項４記載の発明は、レーザ発振器（２１）からパルスレーザ光を発振させるステップと、このレーザ発振器からのパルスレーザ光を整形して、被加工物（Ｗ）の表面にスリット形状のレーザ光像を結像させるステップと、被加工物の表面に結像されるレーザ光像と被加工物とを相対的に移動させて、被加工物の表面上の加工対象領域でレーザ光像をスキャンさせるステップと、上記レーザ発振器によるパルスレーザ光の発振周波数をレーザ光像のスキャン速度に応じた周波数に調節するステップとを含むことを特徴とするレーザ加工方法である。
【００１６】
この方法によれば、請求項２に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る薄膜除去装置の構成を概念的に示す図である。この薄膜除去装置は、たとえば、半導体製造工程中の露光処理に先立ち、基板の一例であるウエハＷの表面に形成されているレジスト膜や反射防止膜などの薄膜を局所的に除去して、その下層に設けられたアライメントマークを露出させるために用いられるものであり、ほぼ水平なウエハ載置面１１を有するウエハステージ１と、ウエハステージ１のウエハ載置面１１上に載置されたウエハＷの上面（表面）にレーザ光を照射するためのレーザ照射系２とを備えている。
【００１８】
薄膜除去の対象となるウエハＷは、図示しないロボットアームによって搬入されてきて、その表面を上に向けて、ウエハステージ１のウエハ載置面１１上に載置される。ウエハステージ１には、このウエハステージ１を水平なＸ−Ｙ平面内で移動させるためのＸＹ駆動機構１２が結合されている。ウエハステージ１のウエハ載置面１１にウエハＷを載置した状態でＸＹ駆動機構１２を動作させることにより、ウエハ載置面１１に載置されたウエハＷをウエハステージ１ごとＸ−Ｙ軸方向に移動させることができ、このウエハＷのＸ−Ｙ軸方向の移動によって、ウエハＷの表面に対するレーザ照射系２からのレーザ光の照射位置を変えることができる。また、ウエハステージ１には、ＸＹ駆動機構１２によるウエハステージ１（ウエハＷ）の移動速度を検出するステージ速度検出機構１３が結合されている。
【００１９】
レーザ照射系２には、波長が０．４μｍ以下のパルスレーザ光を発振するレーザ発振器２１と、レーザ発振器２１からのパルスレーザ光を拡大する拡大光学系２２と、拡大光学系２２で拡大されたパルスレーザ光の断面形状をスリット形状（幅狭な長方形状）に整形するマスク２３と、このマスク２３で整形されたスリット形状のパルスレーザ光を集光して、ウエハステージ１上のウエハＷの表面に導くための縮小光学系２４とが含まれている。
【００２０】
レーザ発振器２１から出力されたパルスレーザ光は、たとえば、ほぼ鉛直上方に向けて進み、反射ミラー２５で光路がほぼ水平方向に曲げられた後、拡大光学系２２に入射し、この拡大光学系２２で予め定める拡大倍率で拡大される。拡大光学系２２で拡大されたパルスレーザ光は、ほぼ水平方向に進み、反射ミラー２６で光路がほぼ鉛直下向きに曲げられて、ウエハステージ１上のウエハＷとほぼ平行に配置されたマスク２３の上面に照射される。
【００２１】
マスク２３には、パルスレーザ光の光路上にスリット２３１が形成されていて、パルスレーザ光は、そのスリット２３１を通過することにより、断面形状がスリット２３１に対応した形状（スリット形状）に整形される。また、マスク２３には、スリット幅調節機構２３２が設けられており、このスリット幅調節機構２３２によってスリット２３１の幅を調節できるようになっている。
マスク２３で断面スリット形状に整形されたパルスレーザ光は、縮小光学系２４により予め定める縮小倍率で集光され、ウエハステージ１上に載置されたウエハＷの表面に入射する。その結果、たとえば、ウエハＷの表面のＹ軸方向に長いスリット形状の領域（たとえば、３μｍ×８５μｍの領域）にパルスレーザ光が照射される。言い換えれば、ウエハＷの表面に、Ｙ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像が結像する。ウエハＷの表面のレーザ光像が結像した領域では、ウエハＷの表面の薄膜が爆発的に気化するレーザアブレーション現象が生じ、その結果、レーザ光像が結像した領域からウエハＷの表面の薄膜が除去される。
【００２２】
また、ウエハステージ１の上方には、ウエハ載置面１１から所定の間隔だけ上方に離れた位置に、たとえば、石英からなる透明板３がウエハ載置面１１とほぼ平行に配置されている。さらに、その透明板３を保持しているブロック３１には、ウエハＷの表面に水（純水）を供給するためのノズル４が取り付けられている。
レーザ照射系２からウエハＷの表面にパルスレーザ光が照射されている間、ノズル４からウエハＷ上に水が供給される。ウエハＷ上に供給された水は、図１における右向きを水平なＸ−Ｙ平面におけるＸ軸の正方向とすると、たとえば、ウエハＷ上をＸ軸負方向に流れる水流を形成する。これにより、レーザアブレーション現象によって生じた薄膜の気化物およびその気化物から生じたパーティクルを水流で押し流すことができ、ウエハＷの表面にパーティクルが付着することを防止できる。また、ウエハＷを冷却して、レーザアブレーション現象時に発生する熱がウエハＷに悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００２３】
また、ウエハＷ上に形成される水流は、透明板３の下面に接することにより、その高さがウエハＷの表面と透明板３の下面との間の間隔（上記所定の間隔）に規制されている。よって、レーザ照射系２からのパルスレーザ光は、それぞれ一定厚の透明板３および水流層を通して、焦点ずれを生じることなく、ウエハＷの表面に照射される。
この薄膜除去装置はさらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５を備えている。この制御装置５には、ステージ速度検出機構１３からウエハＷの移動速度を表す信号が入力されるようになっている。また、制御装置５には、ＸＹ駆動機構１２、レーザ発振器２１およびスリット幅調節機構２３２などが制御対象として接続されている。
【００２４】
制御装置５は、ＸＹ駆動機構１２、レーザ発振器２１およびスリット幅調節機構２３２を制御して、ウエハＷの上面の薄膜を除去すべき矩形状の薄膜除去対象領域内でスリット形状のレーザ光像をＸ軸に沿って移動（スキャン）させる。すなわち、制御装置５は、レーザ発振器２１からパルスレーザ光を発振させて、ウエハＷの表面にスリット形状のレーザ光像を結像させる。その一方で、ステージ速度検出機構１３によって検出されるウエハＷの移動速度に基づいてＸＹ駆動機構１２をフィードバック制御し、ウエハＷをウエハステージ１ごとＸ軸に沿って所定速度で移動させることにより、スリット形状のレーザ光像を薄膜除去対象領域のＸ軸正方向側端部からＸ軸負方向側端部まで移動（スキャン）させる。また、このとき、薄膜除去対象領域の全域でレーザ光像の結像回数（重ね打ち回数）が均一になるように、レーザ発振器２１からのパルスレーザ光の発振ごとに、スリット幅調節機構２３２を制御して、マスク２３のスリット２３１の幅をウエハＷ（ウエハステージ１）の移動速度に応じた幅に調整する。これにより、薄膜除去対象領域の全域でレーザアブレーション現象が一様に生じ、薄膜の下層に部分的なダメージを与えることなく、薄膜除去対象領域内のレジスト膜や反射防止膜などの薄膜がむらなく除去される。
【００２５】
図２は、薄膜除去時におけるウエハＷの移動速度の変化を示す図である。ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）は、移動開始からの時間をｔとすると、０≦ｔ≦ｔ１の範囲で零から速度Ｖａまでほぼ一定の加速度で増加（加速）し、ｔ１≦ｔ≦ｔ２の範囲で速度Ｖａに維持され、ｔ２≦ｔ≦ｔ３の範囲で所定速度Ｖａから零までほぼ一定の加速度で減少（減速）する。
図３、図４および図５は、スリット２３１の幅を調整する手法について説明するための図である。図３は、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が速度Ｖａで一定している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハＷの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例（薄膜除去対象領域内の各位置でレーザ光像を結像させるべき回数が３回である場合の例。図４および図５についても同じ。）を示している。図４は、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が一定の加速度で増加している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハＷの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例を示している。また、図５は、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が一定の加速度で減少している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハＷの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例を示している。
【００２６】
レーザ発振器２１からのパルスレーザ光の発振周波数が一定である場合、薄膜除去対象領域内に結像する各レーザ光像の幅を、その後にレーザ発振器２１からパルスレーザ光がＮ（Ｎ：自然数）回発振される間にウエハＷが移動する距離に等しくすれば、薄膜除去対象領域のほぼ全域で、その領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数をＮ回にすることができる。そこで、制御装置５は、スリット幅調節機構２３２を制御して、薄膜除去対象領域内に結像する各レーザ光像の幅がその後にレーザ発振器２１からパルスレーザ光がＮ回発振される間にウエハＷが移動する距離に等しくなるようにスリット２３１の幅を調節する。
【００２７】
すなわち、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が速度Ｖａで一定している範囲ｔ１≦ｔ≦ｔ２では、図３に示すように、レーザ発振器２１からパルスレーザ光が発振されてから次のパルスレーザ光が発振されるまでの間にウエハＷが移動する距離がＶａ×１／Ｒ（Ｒ：パルスレーザ光の発振周波数（Ｈｚ））で一定であるから、制御装置５は、スリット２３１の幅をレーザ光像の幅ＬがＬ＝Ｖａ×Ｎ／Ｒ（図３の例では、Ｎ＝３）となるように調節して固定する。
【００２８】
これに対して、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が一定の加速度で増加または減少している範囲０≦ｔ≦ｔ１，ｔ２≦ｔ≦ｔ３では、図４および図５に示すように、レーザ発振器２１からパルスレーザ光がＮ回発振される間にウエハＷが移動する距離ＳはウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）に依存して変化するから、薄膜除去対象領域のほぼ全域で各位置におけるレーザ光像の結像回数をＮ回にするためには、スリット２３１の幅をウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）に応じて変更する必要がある。そこで、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が一定の加速度で増加または減少している範囲では、制御装置５は、下記式（１）に従って、ｎ（ｎ：自然数）回目のパルスレーザ発振によって薄膜除去対象領域に結像させるべきレーザ光像の幅Ｌｎを決定し、この幅Ｌｎのレーザ光像が薄膜除去対象領域に結像されるようにスリット２３１の幅を調節する。下記式（１）において、Ｔｎは、１回目のパルスレーザ発進時の時刻Ｔ１＝０を基準としたときのｎ回目のパルスレーザ発振時の時刻である。
【００２９】
【数１】
2004209544.tif 000003
【００３０】
ここで、０≦ｔ≦ｔ１，ｔ２≦ｔ≦ｔ３の各範囲におけるウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）は、各範囲での加速度の大きさをＡとすると、それぞれＶ（ｔ）＝Ａｔ，Ｖ（ｔ）＝Ｖａ−Ａｔと表される。よって、ウエハステージ１を実験的に移動させることにより加速度Ａを求めて、各関数式Ｖ（ｔ）＝Ａｔ，Ｖ（ｔ）＝Ｖａ−Ａｔを制御装置５に備えられているＲＯＭなどのメモリに記憶させておけば、上記式（１）に従って、薄膜除去対象領域内に結像する各レーザ光像の幅Ｌｎを求めることができる。
【００３１】
以上のように、この実施形態によれば、レーザ発振器２１からのパルスレーザ光の発振ごとに、マスク２３のスリット２３１の幅がウエハＷの移動速度に応じた幅に調整される。これにより、薄膜除去対象領域のほぼ全域で、その領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができ、薄膜の下層に部分的なダメージを与えることなく、レジスト膜や反射防止膜などの薄膜をむらなく除去することができる。
【００３２】
なお、図４および図５に示すように、薄膜除去対象領域のレーザスキャン方向の両端部には、レーザ光像の結像回数が薄膜除去対象領域の中央部よりも少ない領域（結像回数未達成領域）が生じるが、薄膜除去対象領域に初めて結像されるレーザ光像の幅Ｌ１および薄膜除去対象領域に最後に結像されるレーザ光像の幅Ｌｅｎｄが光学解像限界（ウエハＷの表面に結像可能な最小のレーザ光像の幅）程度に小さければ、結像回数未達成領域で薄膜が完全に除去されずに残ったとしても、その薄膜残りは加工品質に影響を及ぼすことはないので無視できる。レーザ光像の幅Ｌ１，Ｌｅｎｄが光学解像限界よりも大きい場合には、結像回数未達成領域にレーザ光像を追加的に結像させることにより、結像回数未達成領域におけるレーザ光像の結像回数を薄膜除去対象領域の中央部と同じ回数にすればよい。
【００３３】
また、上記の実施形態では、ｎ回目のパルスレーザ発振によって薄膜除去対象領域に結像させるべきレーザ光像の幅Ｌｎを上記式（１）に従って決定し、この幅Ｌｎのレーザ光像が薄膜除去対象領域に結像されるようにスリット２３１の幅を調節するとしたが、図２〜図５から明らかなように、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）とレーザ光像の幅Ｌｎとはほぼ比例の関係にあるから、この関係に基づいて、ｎ回目のパルスレーザ発振時にステージ速度検出機構１３によって検出されるウエハＷの移動速度Ｖ（Ｔｎ）に比例したレーザ光像の幅Ｌｎを決定し、この幅Ｌｎのレーザ光像が薄膜除去対象領域に結像されるようにスリット２３１の幅を調節してもよい。
【００３４】
さらにまた、スリット２３１の幅を固定しておき、レーザ発振器２１からのパルスレーザ光の発振周波数をウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）に応じて調節することによっても、薄膜除去対象領域のほぼ全域で、その領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができる。
たとえば、スリット２３１の幅が一定である場合、薄膜除去対象領域内に結像するレーザ光像の幅をＬとし、薄膜除去対象領域内の各位置においてレーザ光像を結像させるべき回数をＮとすると、その幅Ｌおよび回数ＮとウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）との間には、下記式（２）の関係が成立するから、この下記式（２）の関係を満たす時刻Ｔｎ＋１を求めて、その時刻Ｔｎにｎ＋１回目のパルスレーザ発振を行うようにすれば、薄膜除去対象領域のほぼ全域で、その領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができる。
【００３５】
【数２】
2004209544.tif 000004
【００３６】
また、上記式（２）の関係を満たすためには、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が大きいほど、ｎ回目のパルスレーザ発振からｎ＋１回目のパルスレーザ発振までの時間Ｔｎ＋１−Ｔｎを短くし、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）が小さいほど、ｎ回目のパルスレーザ発振からｎ＋１回目のパルスレーザ発振までの時間Ｔｎ＋１−Ｔｎを長くすればよいことが理解できる。つまり、ウエハＷの移動速度Ｖ（ｔ）とｎ回目のパルスレーザ発振を行う時刻Ｔｎにおけるパルスレーザ光の発振周波数Ｒｎ＝１／（Ｔｎ＋１−Ｔｎ）とは、ほぼ比例の関係にある。そこで、この比例関係に基づいて、時刻Ｔｎにおけるパルスレーザ光の発振周波数を、ステージ速度検出機構１３によって検出されるウエハＷの移動速度Ｖ（Ｔｎ）に応じて調節することによっても、薄膜除去対象領域のほぼ全域で、その領域内の各位置におけるレーザ光像の結像回数を均一にすることができる。
【００３７】
以上、この発明のいくつかの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、ウエハＷ（ウエハステージ１）を移動させることにより、ウエハＷの表面でのレーザ光像のスキャンを達成しているが、ウエハＷは移動させずに、レーザ照射系２をＸ軸に沿って移動させることによって、ウエハＷの表面でのレーザ光像のスキャンが達成されてもよいし、ウエハＷおよびレーザ照射系２の両方をＸ軸に沿って移動させることによって、ウエハＷの表面でのレーザ光像のスキャンが達成されてもよい。
【００３８】
また、上記の実施形態では、レーザ加工装置の一例としてレーザ薄膜除去装置を取り上げたが、レーザ加工装置は、被加工物をレーザ光で局所的に加熱するレーザアニール装置であってもよい。
たとえば、ウエハＷの表面の薄膜を加工（除去）する場合を例にとったが、レーザ加工装置の加工対象となる被加工物は、たとえば、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの表面に形成された薄膜であってもよいし、それらの基板自体であってもよい。
【００３９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る薄膜除去装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】薄膜除去時におけるウエハの移動速度の変化を示す図である。
【図３】ウエハの移動速度が一定している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例を示す図である。
【図４】ウエハの移動速度が一定の加速度で増加している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例を示す図である。
【図５】ウエハの移動速度が一定の加速度で減少している範囲における、（ａ）各パルスレーザ光の発振時のウエハの位置、および（ｂ）各パルスレーザ光が薄膜除去領域内に結像すべきレーザ光像の幅の一例を示す図である。
【符号の説明】
１      ウエハステージ
２      レーザ照射系
３      透明板
４      ノズル
５      制御装置
１１    ウエハ載置面
１２    ＸＹ駆動機構
１３    ステージ速度検出機構
２１    レーザ発振器
２２    拡大光学系
２３    マスク
２４    縮小光学系
２５    反射ミラー
２６    反射ミラー
２３１  スリット
２３２  スリット幅調節機構
Ｗ      ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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