(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第１のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第１のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とするとする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第１のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とするとする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、第１の薄膜の一部に液体を供給し、
第１の薄膜の一部を選択的に除去した後に、前記第１の薄膜表面を加熱して、該被加工基板主面上に残存する液体を除去し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、第１の薄膜の一部に液体を供給し、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去した後に、前記第１の薄膜表面を加熱して、該被加工基板主面上に残存する液体を除去し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第１の薄膜は、第２のエネルギー線に対して吸収、或いは減衰特性を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第１の薄膜は、第２のエネルギー線に対して吸収、或いは減衰特性を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第１の薄膜は、前記感光性薄膜の下層で反射された第２のエネルギー線の反射光強度を低減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第１の薄膜は、前記感光性薄膜の下層で反射された第２のエネルギー線の反射光強度を低減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第２のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第２のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第２のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記感光性薄膜に潜像を形成した後に、第１の薄膜が選択的に除去された領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記感光性薄膜に潜像を形成した後に、第１の薄膜が選択的に除去された領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、第１の薄膜の一部に液体を供給し、
第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、前記塗布液薄膜を形成する工程との間に、前記第１の薄膜表面を加熱し、該被加工基板主面に残存する液体を除去する工程を含み、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、第１の薄膜の一部に液体を供給し、
前記塗布液薄膜から溶剤を除去する工程では、前記第１の薄膜表面を加熱し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、
第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第１の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第１のエネルギー線を照射する際、第１の薄膜の一部に液体を供給し、
前記塗布液薄膜から溶剤を除去する工程では、前記第１の薄膜表面を加熱し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に位置合わせマーク上に形成された薄膜を除去して露光・現像を行う技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体リソグラフィー工程において、露光の際の位置合わせ精度の劣化が問題になっていた。レジストが下地の凹凸により非対称に成膜されるのがこの問題の主たる原因であった。この課題を解消する手法として特開昭６２−２５２１３６号公報、特開昭６３−１１７４２１号公報、特開平２−２９８０１７号公報では感光膜であるレジスト膜をレーザにより加工する手段が開示されている。
【０００３】
しかし、近年ケミカル・メカニカル・ポリッシング（ＣＭＰ）の導入により加工表面（主にＳｉＯ2 膜）が平坦化されつつあり、上述の問題は解消されている。しかしながら、この基板上にレジスト膜を形成しパターニングを行うと、定在波に伴うパターン劣化が生じるという問題が一方で存在していた。定在波は、レジスト膜を突き抜けた露光光が、酸化膜を通って金属やポリシリコンなどの反射表面にあたって戻ってきた反射光と、レジスト膜内で入射光と干渉することで生じるものである。そこで、レジスト膜に生じる定在波を防止するためレジスト膜の下に露光光の下地からの反射を抑制するための反射防止膜が用いられるようになった。しかし、反射防止膜が形成されたことで、露光時の被加工基板上でのパターン位置情報を検出するために必要なアライメントマークの観察が困難になってきた。とりわけ、位置情報検出の高精度化を図るために取り入れられつつある、露光光をアライメント光に用いたマスクとレンズを介したアライメントでは、反射防止膜によりアライメントマークが全く見えないという問題が生じていた。この反射防止膜をレーザにより加工除去する手法は特開２００１−１５４０７号公報に開示されている。
【０００４】
レーザ光による有機膜の除去は特開昭６２−２５２１３６号公報、特開昭６３−１１７４２１号公報、特開平２−２９８０１７号公報を初めとして特開平５−３１４３号公報、特開平５−１９８４９６号公報、特開平７−１６１６２３号公報、特開平１０−１１３７７９号公報など、多くの開示技術があるが、これらはいずれも被加工膜に対して直接レーザ光を照射して有機膜を気化しているが、その際に生じる異物（有機膜のレーザによる焼き残り）が被加工領域周辺に散在して、欠陥不良が生じるという問題があった。また、加工部境界がレーザ加工の際に生じる熱により捲れあがるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、位置合わせマークを含む領域上の有機膜或いは無機膜をレーザ光等のエネルギー線照射により除去する際、除去領域の周辺に異物が散在し、欠陥不良が生じるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、被加工基板の加工面において、エネルギー線照射領域近傍の損傷を抑制することができ、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第１の薄膜を形成する工程と、前記位置合わせマークを含む領域上の第１の薄膜に対して第１のエネルギー線を照射することにより、第１の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、第１の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第１の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第１の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第２のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、第１のエネルギー線を照射する際、少なくとも第１のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも１つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられる。
【００１２】
［作用］
本発明は、上記構成によって以下の作用・効果を有する。
液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。
【００１３】
また、レーザ加工装置に、レジスト膜やＳＯＧ膜等の塗布膜を形成するための塗布液薄膜形成手段及び塗布薄膜形成手段が搬送機を介して接続されているので、インラインで塗布膜の形成からレーザ加工まで行うことができるので、製造に係わる時間を短縮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００１６】
パターン形成システム１は、図１に示すように、成膜システム１００と潜像形成システム１２０とから構成されている。成膜システム１００は、１以上の被加工基板を搭載可能なキャリアステーション１０１に基板搬送機１０２が接続されている。基板搬送機１０２には、第１の基板温調装置１０３，反射防止薬液塗布装置１０４ａと、第１の溶剤除去装置１０４ｂ，１ユニットの第２の基板温調装置１０５，回転塗布型のレジスト薬液塗布装置１０６、２ユニットの第２の溶剤除去装置１０７、１ユニットのレーザ加工装置１０８、１ユニットの第３の基板温調装置１０９，３ユニットのＰＥＢ工程用加熱装置１１０、２ユニットの現像ユニット１１１が接続されている。
【００１７】
なお、図１中の成膜システム１００において、狭義には点線部内で囲まれた部分が成膜システムであり、ＰＥＢ工程用加熱装置１１０，現像ユニット１１１はパターン形成システムの構成であるが、ＰＥＢ工程用加熱装置１１０エッチング装置１１２を成膜システム中に含めている。
【００１８】
なお、潜像形成システム１２０が、成膜システム１００とは別構成として、基板搬送機１０２に接続されている。なお、潜像形成システム１２０は、ＡｒＦエキシマレーザ(１９３ｎｍ)を露光光源とし、露光用マスクを介して基板上にマスク像を転写する投影露光装置を用いている。
【００１９】
次に、レーザ加工装置１０８の構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係わるレーザ加工装置の構成を示す図である。
【００２０】
レーザ加工装置１０８は、図２に示すように、レーザ発振器２０２と、被加工基板２１０を保持し、この被加工基板２１０の少なくとも加工面のレーザ光照射領域を浸す液体を貯溜するホルダー２０７とを少なくとも備えて構成されている。
【００２１】
このレーザ加工装置１０８には、更にレーザ発振器２０２の制御を行うレーザ発振器制御ユニット２０３と、光学系２０４と、観測系２０５と、レーザ光と加工対象物の加工面との間を相対的に移動させる走査系２０６とを備えて構成されている。
【００２２】
本装置において、レーザ発振器２０２にはＱ−Ｓｗｉｔｃｈ  Ｎｄ  ＹＡＧレーザが使用されている。このレーザ発振器２０２は、基本波（波長１０６４ｎｍ）、第２高調波（波長５３２ｎｍ）、第三高調波（波長３５５ｎｍ）、第四高調波（波長２６６ｎｍ）のいずれかの波長のレーザ光２０２ａを照射することが可能である。さらに、レーザ発振器２０２から照射されるレーザ光２０２ａのパルス幅は約１０ｎｓｅｃに設定されており、レーザ光照射領域は図示しないスリット機構により一辺が１０μｍ〜５００μｍ（１０μｍ×１０μｍ〜５００μｍ×５００μｍまでの範囲内において調整を行うことができる。また、レーザ発振器２０２のレーザ光発振周波数は１０ｋＨｚに設定されている。このレーザ発振器２０２のレーザ光２０２ａの発振制御、照射領域の制御等はレーザ発振制御ユニット２０３により行われている。
【００２３】
レーザ発振器２０２から照射されたレーザ光２０２ａは、光学系２０４、観測系２０５、走査系２０６のそれぞれを順次透過し、被加工基板２１０の加工面に照射されている。観測系２０５は、レーザ光２０２ａを光軸から取り出すハーフミラー２０５ａと、このハーフミラー２０５ａにより取り出されたレーザ光を観察する観測用カメラ２０５ｂとを少なくとも備えて構成されている。この観測系２０５を用いて、レーザ光照射位置のアライメントを調整することができる。
【００２４】
走査系２０６は、被加工基板２１０の加工面２１０ａにおいてレーザ光２０２ａの照射位置を移動したり、レーザ光２０２ａを連続的に走査させたりする走査ミラー２０６ａと、この走査ミラー２０６ａを駆動制御する走査制御部２０６ｂとを少なくとも備えて構成されている。すなわち、このレーザ加工装置１０８では、走査系２０６の走査ミラー２０６ａによりレーザ光の照射位置を変えるようになっている。更に、走査ミラー２０６ａと被加工基板２１０との間に、コンデンサレンズ２２０が設けられ被加工基板の加工面２１０ａに対してレーザ光２０２ａがほぼ垂直に入射するように構成されている。
【００２５】
ホルダー２０７は、周辺部分に液体２０８を貯溜するダムを配設したトレーのような形状で構成されている。中央部分には、被加工基板２１０を載置し保持することができるステージ２１１が設置されている。被加工基板２１０は、ステージ２１１に接続されたウェハ回転機構２２１によって回転し、被加工基板２１０の回転はセンサ２２２と回転制御機構２２３によって回転角が制御される。なお、本発明においては、回転機構を駆動制御装置に連結し、ホルダーを水平方向及び垂直方向に移動させることにより、レーザ光の照射位置を変えるようにしている。本発明では、回転機構により、コンデンサレンズ２２０の小型化、走査ミラー２０６ａの回転角度を小さくできるなど、レーザ加工システムの小型化が可能になる。
【００２６】
なお、載置される被加工基板の形状に応じて、ホルダー２０７の平面形状は適宜変更することができる。例えば、半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載置する場合には、平面円形形状のホルダーを使用することができる。また、液晶表示装置に使用される石英ガラス基板、プリント配線基板等のような矩形形状の加工対象物を載置する場合には、平面矩形形状のホルダーを使用することができる。もちろん、平面矩形形状のホルダーに半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載置するようにしても良い。
【００２７】
ホルダー２０７は、更に被加工基板及びその少なくとも加工面を浸す液体を覆い、レーザ光に対して透明な窓２０７ａを備えている。レーザ発振器２０２から発振されたレーザ光２０２ａはこの窓２０７ａ、液体２０８のそれぞれを透過して被加工基板２１０の加工面２１０ａに照射されるようになっている。窓２０７ａは、ホルダー２０７に貯溜された液体２０８のレーザ加工時の散水を防止する機能、上方からのチリ等が被加工基板２１０表面に付着することを防止する機能とを少なくとも備えている。
【００２８】
液体２０８は、被加工基板２１０の加工面２１０ａにおいて、レーザ光照射領域近傍のレーザ光照射により発生する熱を奪い去ることができ、更にレーザ光照射により発生する蒸発物の勢いを減少させることができるようになっている。液体には、純水、アンモニア水溶液のそれぞれを実用的に使用することができる。基本的には、被加工基板２１０の加工面２１０ａのレーザ光照射領域が液体に浸されていればよいが、熱を多く奪い去り、且つ蒸発物の勢いをより一層減少させるために、被加工基板の全体が液体に浸されるようになっている。
【００２９】
更に、レーザ加工装置１０８は、ホルダー２０７に貯溜される液体２０８を流動させる液体流動装置２０９を備えている。液体流動装置２０９は、基本的にはポンプであり、流入管２０９ａ並びに流出管２０９ｂを通してホルダー２０７に連接され、流体２０８を循環させるようになっている。すなわち、流体流動器２０９はホルダー２０７に貯溜された液体２０８に、レーザ光の照射によりレーザ光照射領域に発生する気泡を連続的に取り除くことができように流れを持たせ、更にレーザ光に不規則な乱れを生じないように、一定方向に一定流速において液体を循環させることができる。流体流動器２０９は少なくともレーザ加工が実際に行われている際に駆動されていればよい。
【００３０】
更に、本装置は、ホルダー２０７の裏面に配設された圧電素子２７０と、この圧電素子２７０の駆動を制御する圧電素子駆動制御回路２７１とを備えている。圧電素子２７０は、被加工基板２１０の少なくとも加工面２１０ａのレーザ光照射領域の液体２０８に超音波振動を与え、レーザ光の照射により発生する気泡を取り除くことができるようになっている。
【００３１】
次に、上述した成膜システム１００及び潜像形成システム１２０を用いた半導体装置の形成方法について説明する。図３には、基板搬送機１０２で搬送される被加工基板の流れを示す。また、図４〜６には、半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図を示す。
【００３２】
なお、本実施形態では、レジスト膜形成後にレーザ加工を行い、レーザ照射の際に用いる液体に水を用いた場合を説明する。
【００３３】
先ず、半導体装置の形成過程にある１２インチ（φ３００ｍｍ）被加工基板２１０が格納されたキャリアをキャリアステーション１０１に搭載する。被加工基板２１０は、図４（ａ）に示すように、半導体基板３０１に形成された溝内に位置合わせマーク３０２が４０個、及び図示されてない合わせ精度測定マークが２０個埋め込み形成されている。半導体基板３０１上には、配線等のパターン３０３が形成され、パターン３０３を覆うように表面が平坦化された絶縁膜３０４が形成されている。基板搬送機１０２により、被加工基板２１０が、キャリアステーション１０１から第１の基板温調装置１０３に搬送される。被加工基板２１０は、第１の基板温調装置１０３で、基板温度を予め定められた温度に調整される。温度が調整された被加工基板２１０は、反射防止薬液塗布装置１０４ａに搬送される。
【００３４】
反射防止薬液塗布装置１０４ａでは反射防止膜材が含まれる薬液を被加工基板主面の絶縁膜３０４上に供給しつつ回転させることにより、被加工基板主面に反射防止材を含む一定膜厚の液膜を形成する。この時の液膜の膜厚は６０ｎｍで、固形分に対する溶剤量は約１０％であった。次いで、図４（ｂ）に示すように、この被加工基板２１０を第１の溶剤除去装置１０４ｂに搬送し、被加工基板２１０を加熱して液膜中の残留する溶剤を除去し、絶縁膜３０４上に膜厚５６ｎｍの反射防止膜３０５を形成する。次いで、この被加工基板２１０を第２の基板温調装置１０５に搬送して冷却を行う。
【００３５】
次いで、第２の基板温調装置１０５で冷却された被加工基板２１０をレジスト薬液塗布装置１０６に搬送する。レジスト薬液塗布装置１０６では被加工基板を回転させつつ、反射防止膜上に乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、遠心力により広げて５００ｎｍの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、図４（ｃ）に示すように、被加工基板２１０を第２の溶剤除去装置１０７に搬送して加熱を行い、レジスト液膜中に残存する溶剤を除去して膜厚４００ｎｍのレジスト膜３０６を形成する。
【００３６】
表面にレジスト膜３０６が形成された被加工基板２１０をレーザ加工装置１０８に搬送した。レーザ加工装置１０８では、被加工基板がホルダー２０７内のステージ２１１に搭載される。被加工基板２１０をゆっくりと回転させながら、流体流動装置２０９によりホルダー２０７内に純水を貯留させ、基板主面へ供給した。尚、この時、圧電素子２７０により液体２０８に超音波を印加した。
【００３７】
観測系２０５により被加工基板２１０のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ（ＣＣＤカメラ）２０５ｂの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域が登録されている画像テンプレートとを比較して基板上の位置合わせマークの位置を認識し、この認識情報に基づきレーザ光２０２ａの照射を行った。一箇所あたり５００ｍｓｅｃ程度の照射時間でレーザ加工を行い、合わせ精度測定マーク部上のレジスト膜３０６とその下の反射防止膜３０５を除去した（図４（ｄ））。被加工基板２１０全面では５０秒で全マークの加工を終了することができた。
【００３８】
レーザ加工後のレジスト膜を観察した結果、ボイド、転位、盛り上がり等の欠陥が生じることが無かった。更に、レーザ照射領域の近傍においては、飛散物も観察されなかった。
【００３９】
この処理時間は潜像形成システムでの１枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の１パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得られた時間である。
【００４０】
レーザ加工装置１０８での処理時間を潜像形成システムの処理時間より短くすることによって、潜像形成システムでの処理が終わる前に、潜像形成システムに対して新たに処理すべき被加工基板を用意することができるので、全体のスループットが変化することがない。
【００４１】
次いで、ホルダー２０７に貯留されている水２０８を排出した後、被加工基板２１０を高速回転することで表面の水を大まかに除去する。その後、更に被加工基板２１０を第２の溶剤除去装置１０７に搬送して加熱を行った。被加工基板２１０の加熱温度は２００℃とした。ここで被加工基板２１０の加熱を行うのはレジスト膜３０６表面の吸着水を除去し、レジスト膜全面で露光環境を同じにするためである。この処理を行わない場合、水と接した部分では、露光で生じた酸が膜中に僅かに残っている水により移動してパターン不良が生じてしまう。
【００４２】
次いで、この被加工基板２１０を基板搬送機１０２を用いて成膜システム１００から潜像形成システム１２０にインラインで搬送を行った。
【００４３】
潜像形成システム１２０では、先ず、図５（ｅ）に示すように、露光波長と同じ波長の参照光３０７を用いた位置合わせ検出器により被加工基板２１０の位置合わせマーク３０２の検出を行う。この時、位置合わせマーク３０２上の反射防止膜３０５が除去されているので良好な検出強度が得られた。なお、従来のように、位置合わせマーク３０２上の反射防止膜３０５を除去していない場合には、位置合わせマーク３０２を全く検出できなかった。
【００４４】
位置合わせ器での位置情報に基づいて、図５（ｆ）に示すように、レジスト膜３０６の露光部３０６ａに対して露光を行い、レジスト膜３０６に潜像を形成した。潜像形成工程の後、被加工基板２１０をＰＥＢ工程用加熱装置１１０に搬送して、被加工基板の加熱処理（ＰＥＢ）を行った。加熱処理は、用いたレジスト（化学増幅型レジスト）の酸の触媒反応を行うために実施した。
【００４５】
この加熱処理の後、図５（ｇ）に示すように、現像ユニット１１１に被加工基板２１０を搬送してレジスト膜３０６の現像を行い、レジストパターン３０９を形成する。形成されたレジストパターン３０９の位置合わせ精度は、±５ｎｍ以下であった。
【００４６】
次に、パターン形成システムから基板を回収し、エッチング装置１１２に搬送して、レジストパターン３０９をマスクに絶縁膜３０４をエッチングする。ここで、図７に示す様に、位置合わせマーク３０２観察のためにレジスト膜３０６及び反射防止膜３０５をレーザ加工により除去した領域が、後工程で問題になる場合（マークがエッチングされて、表面形状が悪くなるなど）がある。このような問題が起こる場合には、露光工程終了後からエッチングの前までの間に、図６（ｈ）に示すように、位置合わせ膜上を有機膜などの保護膜３１０で選択的に被覆する。保護膜３１０は、後のエッチング工程で選択比が高い材料をレジスト膜の除去領域に選択的にすることによって形成する。選択的な塗布は、吐出ノズル（例えば注射針）から薬液を垂らすことによって行われる。
【００４７】
そして、図６（ｉ）に示すように、反射防止膜３０５及び絶縁膜３０４を順次エッチングし、溝を形成する。その後、図６（ｊ）に示すように、保護膜３１０，レジストパターン３０９，及び反射防止膜を除去する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では、レーザの照射領域に液体を流動させることによって、レーザ光照射領域近傍の損傷を抑制することができると共に、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる。また、レーザ加工装置を、パターン形成システム（成膜システム）の中に設けることで、レーザ加工時の製品作成に要する時間の抑制を図ることができる。
【００４９】
更に、成膜・潜像形成・現像（エッチング）からなるパターン形成システム（この場合のレーザ加工手段は成膜システム）に搭載することで、非常に効果的に目的を果たすことを可能にした。
【００５０】
本実施形態の作用・効果は、特開平７−１６１６２３号公報の様に、露光装置にレーザ加工手段が設けられたものでは、流動性液体を被加工基板の加工点に供給したり、処理後の加熱を行ったりするのは困難である。一方、このレーザ加工手段を単独で設置すると、特開平７−１６１６２３号公報記載の如くレーザ加工を１バッチ処理で行うしかなく、製品作成に要する時間が膨大になってしまう。
【００５１】
本実施形態では、潜像形成システムにＡｒＦ投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成システムには、ＡｒＦ投影露光装置は勿論、他の露光光源を有する装置、露光電子線露光装置、Ｘ線露光装置、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【００５２】
また、レジスト膜及び反射防止膜の除去にレーザ光を照射したが、レーザ光以外に、イオンビームや電子線等のエネルギー線を用いてもレジスト膜や反射防止膜を除去することができる。
【００５３】
本実施形態ではレーザ加工の際に、液体として純水に超音波を印加して用いている。超音波は異物が基板や膜表面からより離れやすくするために用いた。また、単純に純水を用いるのでなく、異物を酸化分解させながら除去する目的であればオゾンや酸素などの酸化性ガスを使用することが出きる。
【００５４】
また、異物がレジスト膜表面に吸着しやすい場合には水素を溶存させた水素水を用いながらレーザ加工を行うと良い。この他異物が離れやすい環境にするために、塩化水素などを溶存させた酸性水や、アンモニアなどを溶存させたアルカリ水なども使用できる。
【００５５】
また、レーザ加工時に用いる液体としては、レジスト表面がダメージを受けない有機溶剤を用いることも可能である。有機溶剤が速乾性で、レジスト表面に吸着しないものであれば、後工程の加熱処理を行わなくても良い。
【００５６】
また、本発明では成膜システムから潜像形成システム（露光装置）、潜像形成システム（露光装置）から現像システムの間を全て機械搬送で枚葉式でおこなっている。しかしこれに限るものでなく、露光装置が成膜システムと別に置かれている場合にはその間を手搬送、または機械搬送により数枚でのバッチ式で行っても構わない。
【００５７】
なお、レーザ加工装置の構成は、図２に示した装置に限るものでなく、被加工基板の加工領域表面に液流を生じさせつつレーザ照射を行う形態のものであれば如何なる構成でも構わない。
【００５８】
本実施形態では、反射防止液膜及びレジスト液膜（塗布液膜）を回転塗布法で形成したが、薬液吐出ノズルから薬液を被加工基板表面に滴下しつつ該ノズルと該基板とを相対的に移動させて液膜を形成する線状塗布法等を用いて形成しても良い。この場合、液膜中の溶剤量が非常に多いため、溶剤の除去には加熱手段の代わりに減圧手段を用いることが好ましい。この場合、飽和蒸気圧近傍の減圧下に晒して溶剤を除去したのち、加熱を行うと良い。
【００５９】
（第２の実施形態）
本実施形態はレーザ照射の際に用いる液体として、純水にオゾンを溶解させた溶液を用いた場合で、反射防止膜を除去する場合に関する。
【００６０】
本実施形態で用いた成膜システムの構成は第１の実施形態と同様なので、半導体装置の製造工程のみを説明する。図８〜１０は、本発明の第２の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図である。
【００６１】
先ず、半導体装置形成過程にある１２インチ（φ３００ｍｍ）被加工基板２１０をキャリアステーション１０１に搭載した。被加工基板２１０は、図８（ａ）に示すように、半導体基板３０１に形成された溝内に位置合わせマーク３０２が４０個、及び図示されてない合わせ精度測定マークが２０個埋め込み形成されている。半導体基板３０１上には、配線等のパターン３０３が形成され、パターン３０３を覆うように表面が平坦化された絶縁膜３０４が形成されている。キャリアステーション１０１から基板搬送機１０２により、被加工基板２１０が搬出される。搬出された被加工基板２１０は、第１の基板温調装置１０３に挿入され、基板温度を予め定められた温度に調整される。温度が調整された被加工基板２１０は、反射防止薬液塗布装置１０４ａに搬送される。
【００６２】
反射防止薬液塗布装置１０４ａでは、被加工基板２１０上には反射防止膜材が含まれる薬液を被加工基板２１０主面の絶縁膜３０４上に供給しながら基板を回転して一定膜厚の液膜が形成される。この時の液膜の膜厚は６０ｎｍで、固形分に対する溶剤量は約１０％であった。次いで、図８（ｂ）に示すように、この被加工基板を第１の溶剤除去装置１０４ｂに搬送し、液膜中の残留する溶剤を除去し、膜厚５６ｎｍの反射防止膜３０５を形成する。次いで、この被加工基板２１０を第２の基板温調装置１０５に搬送して冷却を行った。
【００６３】
主面に反射防止膜が形成された基板を更に図１２に示すレーザ加工手段に搬送した。
【００６４】
図１２は、本願発明の第３の実施形態に係わるレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略構成を示す図である。なお、図１２においいて、図２と同一な部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１２に示すように、被加工基板が載置されるステージの周囲にカップ２８１が設置されている。カップ２８１は、被加工基板上に供給した薬液が飛散することを防止する機能を有する。カップ２８１の底部には、薬液を排出するためのドレイン２８２が設けられている。
【００６６】
被加工基板２１０に対して薬液を供給する薬液供給ノズル２８３が設けられている。薬液供給ノズル２８３から供給される薬液としては、レーザ加工時に用いられる液体、該液体の除去時に用いられる揮発性が高い溶液、レジスト薬液等がある。薬液供給ノズル２８３には、圧電素子２７０が設置されている。設置された圧電素子２７０により、薬液に対して超音波振動を与え、レーザ光の照射により発生する気泡を取り除くことができるようになっている。
【００６７】
先ず、被加工基板をステージに搭載した。次いで、図８（ｃ）に示すように、基板をゆっくりと回転させながら純水にオゾンガスを溶解させた溶液（以下、オゾン水）に超音波を印加したものを基板主面へ供給した。オゾン水のレーザ光に対する透過率は非常に高かったが、レーザ加工の安定性（焦点位置・加工位置変動）を考慮して、被加工基板上方にギャップ０．５ｍｍを介して被加工基板と平行に石英ガラス板２０７ａを設け、被加工基板と石英板でできた空間にオゾン水２０８の供給を行った。基板のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ２０５ｂの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域の画像が登録されている画像テンプレートとを比較して、基板上のマークを認識した。次いで、位置合わせマークの認識情報に基づきレーザ照射して反射防止膜の加工を行った。
【００６８】
レーザ光の照射は一箇所あたり５００ｍｓｅｃ程度行い、潜像形成システムで用いられる位置合わせマーク部４０個所と、合わせ精度測定マーク２０個所の反射防止膜を除去した。基板全面においては、５０秒間で全マークの加工を終了することができた。この時間は潜像形成システムでの１枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の１パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得られた時間である。
【００６９】
次いで、被加工基板２１０表面のオゾン水２０８を基板を高速回転することで大まかに除去し、更に第１の溶剤除去装置１０４ｂに搬送して加熱を行った。被加工基板２１０の加熱温度は２００℃とした。ここで加熱を行うのは反射防止膜３０５表面の吸着水を除去し、露光環境を同じにするためである。この処理を行わない場合、水と接した部分では露光で生じた酸が膜中に僅かに残っている水により移動してパターン不良が生じてしまう。
【００７０】
次いで、加熱された被加工基板２１０を第２の基板温調装置１０５に搬送して冷却した後、冷却された被加工基板２１０をレジスト薬液塗布装置１０６に搬送した。レジスト薬液塗布装置１０６では、被加工基板２１０を回転させつつ、反射防止膜３０５上に乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、遠心力により広げて５００ｎｍの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、表面にレジスト液膜が形成されている被加工基板２１０を第２の溶剤除去装置１０７に搬送して加熱を行い、図８（ｄ）に示すように、レジスト液膜中に残存する溶剤を除去して膜厚４００ｎｍのレジスト膜３０６を形成する。
【００７１】
次いで、被加工基板を成膜システムから潜像形成システムに基板搬送機を用いてインライン搬送を行った。
先ず、図９（ｅ）に示すように、潜像形成システム１２０では、露光波長と同じ波長を参照光３０７に用いた位置合わせ検出器により、被加工基板２１０上の位置合わせマークの検出を行った。この時、良好な検出強度が得られた。次いで、図９（ｆ）に示すように、位置合わせ検出器により測定された位置情報に基づいて、レジスト膜３０６の露光部３０６ａに対して露光を行った。なお、従来のように、位置合わせマーク上の反射防止膜を除去していない場合には、位置合わせマークを全く検出できなかった（強引に行った場合、後に現像を形成して形成されるレジストパターンの精度は±７０ｎｍであり、殆ど半導体デバイスを作製することができなかった）。
【００７２】
潜像形成工程の後、成膜システム１００のＰＥＢ工程用加熱装置１１０に搬送して、被加工基板２１０の加熱処理を行った。加熱処理（ＰＥＢ）は、用いたレジスト（化学増幅型レジスト）の酸の触媒反応を行うために実施した。
【００７３】
この加熱処理の後、図９（ｇ）に示すように、現像ユニット１１１に搬送してレジスト膜３０６の現像を行い、±５ｎｍ以下の精度で所望のレジストパターン３０９を形成する。さらに、レジストパターン３０９をマスクに用いて、下地の反射防止膜３０５及び絶縁膜３０４のエッチングを行った後（図１０（ｈ））、レジストパターン３０９及び反射防止膜３０５を除去した（図１０（ｉ））。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、レーザの照射領域に液体を流動させることによって、レーザ光照射領域近傍の損傷を抑制することができると共に、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる。また、レーザ加工装置を、パターン形成システム（成膜システム）の中に設けることで、レーザ加工時の製品作成に要する時間の抑制を図ることができる。
【００７５】
本実施形態ではレーザ加工の際に、純水にオゾンを溶存させた溶液に超音波を印加して用いている。オゾンを溶存させた純水を用いたのは、反射防止膜上の異物をオゾンにより酸化分解することを目的にしている。同様の目的には、酸素などの酸化性ガスを純水に溶解させて使用することができる。
【００７６】
また、異物が反射防止膜表面に吸着しやすい場合には、純水に水素を溶存させた水素水を用いながらレーザ加工を行うと良い。この他、異物が離れやすい環境にするために、純水に塩化水素などを溶存させた酸性水や、純水にアンモニアなどを溶存させたアルカリ水なども使用できる。また、超音波は、異物が基板や膜表面からより離れやすくするために用いた。
【００７７】
本実施形態は潜像形成装置にＡｒＦ投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成装置にはＡｒＦ投影露光装置は勿論、他の露光光源を有する装置、露光電子線露光装置、Ｘ線露光装置、ＥＵＶ露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【００７８】
また、本発明では成膜システムから潜像形成システム（露光装置）、潜像形成システム（露光装置）から現像システムの間を全て機械搬送で枚葉式でおこなっている。しかしこれに限るもので無く、露光装置が成膜システムと別に置かれている場合にはその間を手搬送、または機械搬送により数枚でのバッチ式で行っても構わない。
【００７９】
（第３の実施形態）
本実施形態では、塗布膜形成装置とレーザ加工装置とを組み合わせた構成を有する成膜システムについて説明する。
【００８０】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係わるパターン形成システムの構成を示すブロック図である。図１１において、図１と同一な部位には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
本成膜システムでは、図１１に示すように、第１の実施形態では別装置であったレジスト薬液塗布装置とレーザ加工装置とが一つの装置になって、レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置４０６が設けられていることである。尚、この装置４０６も回転塗布型を用いている。
【００８２】
又、本実施形態では、潜像形成システムとして、ＫｒＦエキシマレーザ(２４８ｎｍ)を露光光源とし、露光用マスクを介して基板上にマスク像を転写する投影露光装置を用いている。
【００８３】
次に、図１１に示したシステムを用いた半導体装置の製造工程の説明を行うが、製造工程は第２の実施形態と同様なので、詳細な製造工程の説明を省略し、レーザ加工及びレジスト膜塗布に係わる工程のみ説明する。
【００８４】
第２の実施形態で説明した工程と同様に、被加工基板に反射防止膜を形成した後、被加工基板を更にレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置に搬入した（図６）。被加工基板基板に対して、潜像形成手段で用いられる位置合わせマーク部４０個所と、合わせ精度測定マーク２０個所の反射防止膜を除去する工程を先ず行った。
【００８５】
レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略は、図１２に示されたものに加え、被加工基板２１０と仕切り板２８４の間でレジスト薬液供給ノズル２８３が移動でき、被加工基板主面上にレジスト薬液を供給できるようにしてある。又、窓２０７ａ、薬液供給ノズル２８３，圧電素子２７０を一時的に基板上方に移動できるようにしてある。
【００８６】
先ず、被加工基板をステージ２１１に搭載した。次いでレジスト溶液に用いた溶剤に対して溶解性を持つ乳酸エチル（レジスト溶液に含まれる溶剤の一つ）溶剤を基板上に供給するノズルを基板上方に配置し、基板をゆっくりと回転しながら薬液の供給を開始した。乳酸エチルは加工に用いるレーザ波長２５６ｎｍに対して透過性を有する厚さになる様に、基板表面と０．２ｍｍのギャップを設けて石英板を配置し、その空間に流した。基板のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ２０５ｂの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域が登録されている画像テンプレートとを比較して、被加工基板上のマークを認識し、この認識情報に基づきレーザの加工を行った。一箇所あたり３００ｍｓｅｃ程度でレーザ加工を行い、基板全面では３０秒で全マークの加工を終了することができた。この時間は潜像形成装置での１枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の１パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得た時間である。
【００８７】
レーザ加工の後、被加工基板全面に乳酸エチル溶剤が供給されるように、溶剤の供給と被加工基板の回転を行った。乳酸エチルが供給された部分とされない部分とでは、レジスト溶液の反射防止膜に対する濡れ性が異なるため、一度基板表面全面を乳酸エチルに晒した。この後、被加工基板表面から乳酸エチルを振り切り、被加工基板から大部分を除去した。
【００８８】
この処理は、レーザ加工に用いた溶剤が被加工基板上に残留する性質を持ち、次のレジスト塗布過程で塗布特性に影響する場合に行うものである。レーザ加工の際に用いた溶剤が速乾性であり、基板表面に変化を与えない場合には上記処理を行う必要はない。
【００８９】
また、乳酸エチルは、この後に塗布するレジスト溶液に含まれるものであり、レジスト溶液に可溶であることは言うまでもない。本実施形態はレジスト溶剤に溶解する溶剤として、それに含まれる乳酸エチルを用いたがこれに限るものでなく、レジスト溶剤と可溶性を有する溶剤であればいかなるものでも良い。
【００９０】
被加工基板上に、基板主面上方に図１２に図示されていないレジスト溶剤供給装置を配置して、乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、回転力により広げて５００ｎｍの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、この基板を第２の溶剤除去装置１０７に搬送して加熱を行いレジスト液膜に残存する溶剤を除去し膜厚４００ｎｍのレジスト膜を形成した。
【００９１】
その後の工程である潜像形成、露光、及びエッチング工程は第２の実施形態と同様なのでその説明を省略する。
【００９２】
本実施形態は潜像形成装置にＫｒＦ投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成装置にはＫｒＦ投影露光装置は勿論、露光電子線露光装置、Ｘ線露光装置、ＥＵＶ露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【００９３】
また、レーザ加工手段を成膜手段に含めるとしたが、レーザ加工に用いる流動性の液体が純水系である場合には、その供給系を現像手段またはエッチング手段と一部共用しても構わない。
【００９４】
なお、レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置４０６は、図１２の方式に限るものでなく、被加工基板の加工領域表面に液流を生じさせつつレーザ照射を行う形態のものであれば如何なる構成でも構わない。
【００９５】
本実施形態では塗布液膜を回転塗布法で作製したが、線状塗布等を用いて作成しても良い。この場合、液膜中の溶剤量が非常に多いため、溶剤の除去には加熱手段の代わりに減圧手段を用いることが好ましい。この場合、飽和蒸気圧近傍の減圧下に晒して溶剤を除去したのち、加熱を行うと良い。
【００９６】
反射防止膜は本実施形態のような有機膜である必要はない、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法等で形成されるＳｉＮxＯy（ｘ，ｙは組成比）やカーボン等のような無機膜であっても良い。
【００９７】
（第４の実施形態）
半導体製造装置における最上層の感光性ポリイミドをリソグラフィー工程においてパターニングする際には、ポリイミド膜で光が吸収或いは減衰するので通常の可視光を用いても位置合わせマークが観察しにくいといった問題が生じる。もちろん、露光光と同波長の光をアライメントマーク観察光として用いた場合にはマークの検出は不可能となる。
【００９８】
本実施形態では、感光性ポリイミド膜の塗布・形成及びパターニングを行うパターン形成装置について説明する。図１３は、本発明の第４の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図である。図１３において、図１と同一な部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９９】
図１３に示すように、本システムには、感光性ポリイミド薬液塗布装置５０６と、溶剤除去装置５０７とを具備している。さらに、感光性ポリイミド膜の形成後に、位置合わせマークを含む領域上の感光性ポリイミド膜を除去するレーザ加工装置を具備する。
【０１００】
次に、本システムを用いた感光性ポリイミドの形成及びパターニング工程について図１４を用いて説明する。
【０１０１】
先ず、Ｓｉ基板６０１上に層間絶縁膜６０２中に位置合わせマーク６０３及びパッド６０４が形成されている被加工基板を用意し、被加工基板をキャリアステーション１０１に装填する。ここで、層間絶縁膜とはシリコン酸化膜、メチル基等を含有したシリコン酸化膜を主成分とする低誘電率膜、有機材料からなる低誘電率膜、或いはシリコン窒化膜等の半導体基板上に形成された絶縁膜の事とである。
【０１０２】
基板搬送機１０２を用いてキャリアステーション１０１内の被加工基板を感光性ポリイミド薬液塗布装置５０６に搬送する。感光性ポリイミド薬液塗布装置５０６では、被加工基板の主面の層間絶縁膜６０２上に感光性ポリイミド液膜を形成する。次いで、搬送機１０２を用いて、被加工基板を感光性ポリイミド薬液塗布装置５０６から溶剤除去装置５０７に搬送する。溶剤除去装置５０７では、被加工基板を加熱して液膜中の溶剤を揮発させ、図１４（ａ）に示すように、感光性ポリイミド膜６０５を形成する。次いで、基板搬送機１０２を用いて、被加工基板を溶剤除去装置５０７から基板温調装置５０８に搬送して、被加工基板を冷却する。
【０１０３】
次に、基板搬送機１０２を用いて、被加工基板を基板温調装置５０８からレーザ加工装置１０８に搬送する。次いで、第２，第３の実施形態と同様な工程で、被加工基板表面に純水を供給しつつ感光性ポリイミド膜に対してレーザ加工を行い、図１４（ｂ）に示すように、位置合わせマーク６０３を含む領域上の感光性ポリイミド膜６０５を除去する。
【０１０４】
レーザ加工に用いたレーザ発振器としては、Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ  ＹＡＧの第４高調波、第３高調波及び第２高調波のいずれかを選択する事が可能であり、高調波の波長は、それぞれ２６６ｎｍ、３５５ｎｍ及び５３２ｎｍである。ポリイミド下層に形成されている材料及び、ポリイミド膜厚により最適の加工条件となるように、適宜波長は選択できるようになっている。
【０１０５】
本実施形態においては、下層に形成された層間絶縁膜６０２を加工しないために、波長３５５ｎｍの波長を用いた。層間絶縁膜の最上層にシリコン窒化膜が形成されている場合に、例えばポリイミドのみならず、そのシリコン窒化膜まで除去する場合には、波長２６６ｎｍを用いた方が良い。
【０１０６】
感光性ポリイミド膜６０５の膜厚は３μｍであり、レーザ照射エネルギー密度は１パルスあたり０．５Ｊ／ｃｍ2 とした。０．５Ｊ／ｃｍ2 のエネルギー照射での加工速度は、１パルスあたり約０．３μｍ／ｐｕｌｓｅとなる。しかしながら、ポリイミド膜厚の局所的なばらつき等の影響、あるいはレーザエネルギーの面内の不均一性の影響で約±２０％程度は加工速度が変化する。
【０１０７】
したがって、本装置は、観測系２０５を用いてポリイミドが除去されたか否か、その場観察を自動で行いながら加工を施し、照射場所により適宜パルス数及びパルスエネルギーを制御しつつ加工を行う。
【０１０８】
厚さ３μｍのポリイミドを０．５Ｊ／ｃｍ2 の照射エネルギーで除去する場合には、１０ｐｕｌｓｅ〜１５ｐｕｌｓｅのパルス数でマーク上ポリイミドを除去する事が可能であった。もし、観測系２０５を具備しないレーザ加工装置においても１５ｐｕｌｓｅのレーザを照射すれば全ての領域を除去することが可能となる。
【０１０９】
しかしながら、観測系２０５と加工形状を判断する機構とを設けることにより、自動的にパルス数やエネルギーを制御できるので、無駄な照射を行う必要がなくなり、処理時間を飛躍的に向上する事が可能となる。
【０１１０】
このレーザ加工時には、少なくともレーザ照射中に圧電素子２７０には４０ｋＨｚ、５０Ｗの電力を印加した。図１４（ｂ）に示したように、レーザ加工領域及び加工領域周辺に加工くずの飛散は観測されなかった。また、剥れやクラック等の照射損傷も観測されていない。
【０１１１】
レーザ加工により位置合わせマーク６０３を含む領域上の感光性ポリイミド膜６０５を除去することで、可視光を用いたアライメントスコープを用いた場合にはマークの観察が容易となり位置合わせエラーを飛躍的に減少する事が可能となり歩留まりが飛躍的に向上する。さらには、露光光をアライメント光として用いた場合には、ポリイミドが形成されているとマークは全く観察できないのに対し、除去する事によってアライメントマークの観察が可能となる。
【０１１２】
次に、基板搬送機１０２を用いて被加工基板を、レーザ加工装置１０８から溶剤除去装置５０７に搬送する。次いで、溶剤除去装置５０７では、被加工基板を加熱して表面を乾燥させる。次に、基板搬送機１０２を用いて被加工基板を感光性ポリイミド膜形成装置から温調装置５０８に搬送して、被加工基板を冷却する。本実施形態においては、レーザ加工時の冷却媒体として純水を用いたが、シンナー等の溶剤を用いる場合には特に乾燥工程を行う必要は無い。
【０１１３】
次に、基板搬送機１０２を用いて被加工基板を温調装置５０８から潜像形成システム１２０に搬送する。潜像形成システム１２０では、先ず露光波長と同じ波長を参照光３０７に用いた位置合わせ検出器により、被加工基板上の位置合わせマークの検出を行う。次いで、位置合わせ検出器により測定された位置情報に基づいて、感光性ポリイミド膜６０５に対して露光を行う。次に、基板搬送機１０２を用いて、被加工基板を潜像形成システム１２０から現像ユニット１１１に搬送し、図１４（ｃ）に示すように、露光された感光性ポリイミド膜６０５の現像を行い、感光性ポリイミド膜パターンを形成する。
【０１１４】
次いで、被加工基板をエッチング装置（ＲＩＥ装置）１１２に搬送して、図１４（ｄ）に示すように、感光性ポリイミド膜パターンをマスクとして層間絶縁膜６０２のエッチングを行って、パッド６０４を露出させる。
【０１１５】
以上説明したように、純水などの冷却液体中にて感光性ポリイミド膜のレーザ加工を施すことによって、冷却液飛散物が除去され、大気中での加工の問題であった読み取り誤差や周辺のパターニングへの悪影響による歩留まりの低下は改善される。
【０１１６】
マーク上のポリイミドをレーザ照射により除去し、マークの観察を容易にするレーザ加工装置としては、特開平１０−１１３７７９のように、大気中にてレーザ照射することによりポリイミドを除去する装置が提案されている。しかしながら、この提案装置においては、大気中でのレーザ照射であるために、除去領域及び、除去領域周辺に加工くずが飛散し、マークの読み取り誤差が大きくなり、さらには周辺のパターニングに悪影響を及ぼし、歩留まりが低下するといった問題が生じる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
第４の実施形態においては、マーク上のポリイミドを除去する工程について述べた。本実施形態においては、レーザ加工を用いて直接パッド開口及びヒューズ窓形成のパターニングをポリイミドに施す方法について述べる。ここでヒューズとは、リダンダンシー回路及びトリミング回路に接続されているヒューズである。
【０１１８】
図１５は、本発明の第５の実施形態に係わる成膜システムの概略構成を示すブロック図である。図１５において、図１３と同一な部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１９】
レジスト膜パターンを形成しないので、図１５に示す成膜システムは、図１３に示したパターン形成システムと異なり、潜像形成システム、現像ユニットが無い。また、薬液塗布装置としては、ポリイミド薬液塗布装置７０６となっている。
【０１２０】
次に、図１６の工程断面図を用いて、本発明の第５の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明する。
先ず、図１６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板６０１上の層間絶縁膜６０２内にパッド６０４及びヒューズ６１１が形成された被処理基板を用意する。次いで、ポリイミド薬液塗布装置７０６に搬入してポリイミド薬液を塗布した後、溶剤除去装置に搬入して塗布膜内の溶剤を除去し、層間絶縁膜６０２上にポリイミド膜６１２を形成する。この時、ポリイミド膜６１２は第４の実施形態で用いたような感光性のポリイミドを用いる必要は無い。従って、非常に安価なポリイミドを用いる事が可能である。
【０１２１】
次に、被加工基板を図２に示したようなレーザ加工装置に搬入し、レーザ加工を行う。レーザ加工時に用いたレーザ光は、Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ  ＹＡＧの第３高調波で、波長は３５５ｎｍである。
【０１２２】
ポリイミドの膜厚は３μｍであり、レーザ照射エネルギー密度は１パルスあたり０．５Ｊ／ｃｍ2 とした。本装置は、図２に示されている観察系を用いてポリイミドが除去されたか否か、その場観察を自動で行いながら加工を施し、照射場所により適宜パルス数及びパルスエネルギーを制御しつつ加工を行う。
【０１２３】
図２の装置を用いてパッド６０４上及びヒューズ６１１上のポリイミド膜を除去した後の形状を図１６（ｂ）に示す。この加工時には、少なくともレーザ照射中に圧電素子には４０ｋＨｚ、５０Ｗの電力を印加した。
【０１２４】
この時のアライメントは、可視光を用いてアライメントマークを観察することで行ったが、アライメント観察が困難でアライメントエラーが生じる場合には、先の実施例で示した様に予めアライメントマーク上のポリイミドを除去することでアライメントマークの観察を容易にする事が可能である。図１６（ｂ）に示されているように、レーザ加工領域及び加工領域周辺に加工くずの飛散は観測されなかった。また、剥れやクラック等の照射損傷も観測されていない。
【０１２５】
次に、被加工基板をＲＩＥ装置に搬入し、ポリイミド膜６１２をマスクとして層間絶縁膜６０２のエッチングを行って、パッド６０４を露出させると共に、ヒューズ窓を形成する。
【０１２６】
本実施形態で述べたように、液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。この方式によれば、半導体装置の歩留まりが向上すると同時に、リソグラフィー工程での現像工程等、薬液工程を削除できることから、環境への悪影響も低減できる。
【０１２７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。
【０１２９】
また、レーザ加工装置に、レジスト膜やＳＯＧ膜等の塗布膜を形成するための塗布液薄膜形成手段及び塗布薄膜形成手段が搬送機を介して接続されているので、インラインで塗布膜の形成からレーザ加工まで行うことができるので、製造に係わる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係わるレーザ加工装置の構成を示す図。
【図３】基板搬送機で搬送される被加工基板の流れを示す図。
【図４】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図５】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図６】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図７】第１の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図８】第２の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図１１】第３の実施形態に係わるパターン形成システムの構成を示すブロック図。
【図１２】第３の実施形態に係わるレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略構成を示す図。
【図１３】第４の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図。
【図１４】第４の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図１５】第５の実施形態に係わる成膜システムの概略構成を示すブロック図。
【図１６】第５の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【符号の説明】
１００…成膜システム
１０１…キャリアステーション
１０２…基板搬送機
１０３…第１の基板温調装置
１０４ａ…反射防止薬液塗布装置
１０４ｂ…第１の溶剤除去装置
１０５…第２の基板温調装置
１０６…レジスト薬液塗布装置
１０７…第２の溶剤除去装置
１０８…レーザ加工装置
１０９…第３の基板温調装置
１１０…ＰＥＢ工程用加熱装置
１１１…現像ユニット
１２０…潜像形成システム
２０２…レーザ発振器
２０２ａ…レーザ光
２０３…レーザ発振器制御ユニット
２０４…光学系
２０５…観測系
２０５ｂ…観測用カメラ
２０６…走査系
２０７…ホルダー
２０７ａ…石英ガラス板
２０８…液体
２０９…流体流動装置
２１０…被加工基板
２１１…ステージ
２７０…圧電素子
２７１…圧電素子駆動制御回路
３０１…半導体基板
３０２…位置合わせマーク
３０２…半導体基板
３０３…パターン
３０４…絶縁膜
３０５…反射防止膜
３０６…レジスト膜
３０６ａ…露光部
３０７…参照光
３０９…レジストパターン
３１０…保護膜
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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