JP2011119419A - Laser processing apparatus, and laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理対象物にレーザビームを入射させ、処理対象物上でレーザビームの入射位置を移動させながらレーザ処理を行う装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for performing laser processing while causing a laser beam to enter a processing target and moving the incident position of the laser beam on the processing target.
半導体ウエハに注入された不純物を活性化するレーザアニールに、例えば、半導体ウエハの表面で一方向に長いビーム断面を有する長尺ビームが用いられる。長尺ビームを、その長さ方向と直交する方向に走査することにより、半導体ウエハの帯状の領域をアニールすることができる。ラスタスキャンを行うことにより、複数の帯状の領域をアニールすることができる。 For example, a long beam having a long beam cross section in one direction on the surface of the semiconductor wafer is used for laser annealing for activating impurities implanted into the semiconductor wafer. By scanning the long beam in a direction perpendicular to the length direction, the band-shaped region of the semiconductor wafer can be annealed. By performing the raster scan, a plurality of band-like regions can be annealed.
長尺ビームを形成するために、例えば長尺の透過領域を有するマスクと、マスクを半導体ウエハ上に結像させる結像光学系が用いられる。特許文献1に、マスクと、半導体ウエハを保持するステージとを個別に駆動することにより、露光パターンを走査する装置が開示されている。 In order to form a long beam, for example, a mask having a long transmission region and an imaging optical system that forms an image on the semiconductor wafer are used. Patent Document 1 discloses an apparatus that scans an exposure pattern by individually driving a mask and a stage that holds a semiconductor wafer.
円形の半導体ウエハの表面において、長尺ビームを用いてラスタスキャンを行うと、アニールされた領域の縁が階段状になる。このため、半導体ウエハの縁の近傍に、レーザ処理が行われない領域(アニールされない領域)が発生してしまう。レーザビームを、半導体ウエハの縁よりも外側まで走査すれば、ほぼ全域をレーザ処理することができる。ただし、この方法では、半導体ウエハを載置しているステージにレーザビームが照射されることによるステージの損傷及びパーティクルの発生等が懸念される。 When raster scanning is performed using a long beam on the surface of a circular semiconductor wafer, the edge of the annealed region becomes stepped. For this reason, an area where laser processing is not performed (an area that is not annealed) occurs near the edge of the semiconductor wafer. If the laser beam is scanned to the outside of the edge of the semiconductor wafer, almost the entire region can be laser processed. However, in this method, there is a concern that the stage on which the semiconductor wafer is placed is irradiated with a laser beam, and the stage is damaged or particles are generated.
本発明の目的は、レーザ処理が行われない領域を小さくするレーザ処理装置及びレーザ処理方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method for reducing an area where laser processing is not performed.
本発明の一観点によると、
レーザビームを出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザビームの光路上に配置され、レーザビームのビーム断面を長さ可変の長尺形状にするマスクと、
処理対象物を保持する保持台と、
前記マスクで整形されたビーム断面を、前記保持台に保持された処理対象物の表面に結像させる光学系と、
前記レーザビームが入射するビーム入射領域が、前記処理対象物の表面上を、該ビーム入射領域の長さ方向と交差する方向に移動するように、前記光源、前記マスク、前記結像光学系、及び前記ステージの少なくとも1つを移動させる移動機構と、
前記マスク及び前記移動機構を制御する制御装置と
を有し、
前記保持台に処理対象物を保持したとき、該保持台の保持面に、レーザビームの照射が禁止される照射禁止領域、及びレーザビームの照射が許容される照射許容領域が画定され、
前記制御装置は、前記照射禁止領域と照射許容領域との境界線の位置情報を記憶しており、前記処理対象物と前記ビーム入射領域との位置関係、及び前記境界線の位置情報に基づいて、前記照射禁止領域にレーザビームが照射されないように前記マスクで整形されたレーザビームのビーム断面の長さを変化させるレーザ処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A light source that emits a laser beam;
A mask which is arranged on the optical path of the laser beam emitted from the light source and makes the beam cross section of the laser beam variable in length, and
A holding table for holding a processing object;
An optical system that forms an image of the beam section shaped by the mask on the surface of the object to be processed held by the holding table;
The light source, the mask, the imaging optical system, so that a beam incident region on which the laser beam is incident moves on the surface of the processing object in a direction intersecting the length direction of the beam incident region, And a moving mechanism for moving at least one of the stages;
A control device for controlling the mask and the moving mechanism;
When the object to be processed is held on the holding table, an irradiation prohibited area where laser beam irradiation is prohibited and an irradiation allowable area where laser beam irradiation is allowed are defined on the holding surface of the holding table,
The control device stores the positional information of the boundary line between the irradiation prohibited area and the irradiation allowable area, and is based on the positional relationship between the processing object and the beam incident area and the positional information of the boundary line. There is provided a laser processing apparatus that changes the length of the beam cross section of the laser beam shaped by the mask so that the laser beam is not irradiated to the irradiation prohibited region.
本発明の他の観点によると、
一方向に長い第1の透過領域が、円周に沿った外周線を少なくとも一部に持つ半導体ウエハの表面に結像する光学系を用い、前記半導体ウエハの表面にレーザビームを入射させ、レーザビームの入射位置が、前記第1の透過領域の像の長さ方向と交差する方向に移動するようにレーザビームまたは前記半導体ウエハを移動させることにより、前記半導体ウエハをレーザ処理する方法であって、
前記第1の透過領域の像が、前記半導体ウエハの外周線を跨ぐとき、前記半導体ウエハの外側の領域にレーザビームが入射しないように、前記第1の透過領域の一部を遮光するレーザ処理方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A first transmission region that is long in one direction uses an optical system that forms an image on the surface of a semiconductor wafer having at least a part of an outer peripheral line along the circumference. A laser beam is incident on the surface of the semiconductor wafer, and laser A method of laser processing the semiconductor wafer by moving the laser beam or the semiconductor wafer so that an incident position of the beam moves in a direction intersecting a length direction of the image of the first transmission region. ,
Laser processing that shields a part of the first transmission region so that the laser beam does not enter the region outside the semiconductor wafer when the image of the first transmission region straddles the outer peripheral line of the semiconductor wafer. A method is provided.
本発明のさらに他の観点によると、
レーザビームを出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザビームの光路上に配置され、一方向に長い透過領域を有し、該透過領域の外側はレーザビームを遮光する領域とされているマスクと、
前記マスクの透過領域を結像させる結像光学系と、
前記マスクの透過領域が前記結像光学系によって結像される位置に処理対象物を保持するステージと、
前記レーザビームの入射位置が処理対象物の表面上を移動するように、前記光源、前記マスク、前記結像光学系、及び前記ステージの少なくとも1つを移動させる移動機構と
を有し、
前記ステージの上面は、処理対象物を載置する載置領域と、平面視において該載置領域を取り囲む側方領域とを含み、該側方領域は該載置領域よりも低く、その高さの差は、該載置領域に保持した処理対象物の表面に前記マスクの透過領域を結像させたときに、該側方領域の上面が焦点深度から外れる寸法に設定されているレーザ処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A light source that emits a laser beam;
A mask that is disposed on the optical path of the laser beam emitted from the light source, has a transmission region that is long in one direction, and the outside of the transmission region is a region that shields the laser beam;
An imaging optical system for forming an image of a transmission region of the mask;
A stage for holding a processing object at a position where a transmission region of the mask is imaged by the imaging optical system;
A moving mechanism that moves at least one of the light source, the mask, the imaging optical system, and the stage so that the incident position of the laser beam moves on the surface of the processing target;
The upper surface of the stage includes a placement area for placing the processing object and a side area surrounding the placement area in plan view, and the side area is lower than the placement area and has a height thereof. The difference is that the laser processing apparatus is set such that the upper surface of the side region is out of the focal depth when the transmission region of the mask is imaged on the surface of the processing object held in the mounting region. Is provided.
本発明のさらに他の観点によると、
レーザビームを出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザビームが入射する位置に処理対象物を保持するステージと、
前記レーザビームの入射位置が処理対象物の表面上を移動するように、前記光源及び前記ステージの少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記ステージに保持される処理対象物の表面上に配置され、少なくとも前記処理対象物の表面の外周側の一部の第1の領域にレーザビームが入射しないようにレーザビームを遮光し、前記第1の領域よりも内側の第2の領域にはレーザビームを入射させるように開口が設けられ、前記処理対象物に対する相対位置が固定され、相互に間隙を隔てて配置された2枚の遮光板と、
前記2枚の遮光板の間の間隙内を排気する排気装置と
を有するレーザ処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A light source that emits a laser beam;
A stage for holding the object to be processed at a position where the laser beam emitted from the light source enters;
A moving mechanism for moving at least one of the light source and the stage so that the incident position of the laser beam moves on the surface of the processing object;
The laser beam is disposed on the surface of the processing object held on the stage, shields the laser beam from entering at least a part of the first region on the outer peripheral side of the surface of the processing object, and the first Two light-shielding plates that are provided with an opening so that a laser beam is incident on the second region inside the one region, the relative position with respect to the object to be processed is fixed, and are spaced apart from each other When,
There is provided a laser processing apparatus having an exhaust device for exhausting the space between the two light shielding plates.
マスクの透過領域の長さを変えることにより、処理対象物の外形が円形等の場合であっても、縁の近傍に発生するレーザ照射されない領域を削減することができる。 By changing the length of the transmission region of the mask, it is possible to reduce the region that is not irradiated with the laser that occurs in the vicinity of the edge even when the outer shape of the object to be processed is circular or the like.
以下、図面を参照しながら実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1Aに実施例1によるレーザ処理装置の概略図を示す。光源10がレーザビームを出射する。光源10は、例えばレーザ発振器、シャッタ、ダイバージョンレンズ、均一化光学系、集光レンズ等を含む。光源10から出射されたレーザビームの光路上にマスク17が配置されている。マスク17は、相互に微小な間隙を隔てて配置された固定マスク15と可動マスク16とを含む。レーザビームの進行方向をz軸の負の向きとするxyz直交座標系を定義する。
FIG. 1A shows a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the first embodiment. The
図1Bに、固定マスク15の平面図を示し、図1Cに、可動マスク16の平面図を示す。固定マスク15は、y方向に長い透過領域15Aを含む。透過領域15Aはレーザビームを透過させる。透過領域15A以外の領域(遮光領域)15Bは、レーザビームを遮光する。可動マスク16は、y方向に長い遮光領域16Bを含む。遮光領域16Bはレーザビームを遮光する。遮光領域16B以外の領域(透過領域)16Aはレーザビームを透過させる。固定マスク15及び可動マスク16には、例えば透明基板にNiめっきが施されたものが用いられる。Niめっきは、遮光領域15B及び16Bに施されている。
FIG. 1B shows a plan view of the
遮光領域16Bは、透過領域15Aよりも太く、かつ長い。このため、遮光領域16Bが透過領域15Aを完全に内包するように、可動マスク16を固定マスク15に重ねることが可能である。
The
図1Aに戻って説明を続ける。固定マスク15と可動マスク16とは、Niめっきが施された面同士を対向させるように、微小間隙を隔てて配置される。x方向に関して、透過領域15Aが遮光領域16Bの内側に配置される。
Returning to FIG. 1A, the description will be continued. The fixed
固定マスク15はレーザビームの経路に対して固定されている。可動マスク16は、移動機構18により、y方向に移動可能に支持されている。可動マスク16をy方向に移動させると、透過領域15Aと遮光領域16Bとが重なっている部分の長さが変化する。このため、レーザビームを透過させる領域(透過領域15Aと透過領域16Aとが重なっている部分)のx方向の寸法が変化する。透過領域15Aと透過領域16Aとが重なっている部分を、「合成透過領域」ということとする。
The fixed
マスク17の合成透過領域を透過したレーザビームが、レンズ(結像光学系)20を経由して、処理対象物30の表面に入射する。処理対象物30は、真空チャックまたは静電チャックにより、保持台21に保持されている。保持台21は、移動機構23により、保持台21をx方向及びy方向に移動させる。
The laser beam that has passed through the combined transmission region of the
結像光学系20は、マスク17の合成透過領域を、処理対象物30の表面に結像させる。固定マスク15及びマスク16のNiめっきが施された表面は、結像光学系20の被写界深度内に収まっている。このため、固定マスク15の透過領域15Aの縁、及び可動マスク16の遮光領域16Bの縁のいずれも、処理対象物30の表面に明瞭に像を結ぶ(フォーカスされる)。制御装置22が、移動機構18及び移動機構23を制御する。
The imaging
図2Aに、処理対象物30の平面図を示す。処理対象物30は、例えば半導体ウエハであり、円周状の縁に、ノッチ30Aが形成されている。処理対象物30の表面に、合成透過領域の像(以下、レーザ入射領域という。)31が形成される。
FIG. 2A shows a plan view of the
図1Aに示した移動機構23を駆動することにより、処理対象物30の表面が、ビーム入射領域31によってラスタスキャンされる。ビーム入射領域31は、y方向に長い長尺形状を有し、主走査方向がx方向に相当し、副走査方向がy方向に相当する。
By driving the moving
図2Bに、主走査中におけるレーザ入射領域31の形状の変化の様子を示す。処理対象物30の表面のうち、円周状の縁に接する幅2mm程度の円環状の領域には、レーザビームを照射する必要はない。なお、レーザビームが照射されてもよい。それよりも内側の領域には、レーザビームを照射しなければならない。処理対象物30の外側の領域には、レーザビームを照射してはならない。以下、処理対象物30の外側の領域を照射禁止領域37という。処理対象物30の外周よりも内側の領域を照射許容領域36という。円周状の縁に接する幅2mm程度の円環状の領域よりも内側の領域を、照射対象領域35という。
FIG. 2B shows how the shape of the
固定マスク15の透過領域15A(図1B)の像32(図2Bにおいて破線で示した領域32)が、照射許容領域36と照射禁止領域37との境界線(処理対象物30の縁)を跨ぐとき、レーザ入射領域31(図2Bにおいて実線で示した領域31)が照射禁止領域37に侵入しないように、合成透過領域を短くする。ただし、照射対象領域35と透過領域15Aの像32とが重なる領域には、レーザビームが照射されるように、合成透過領域の長さを設定する。具体的には、透過領域15Aの像32のうち遮光された領域が、照射対象領域35内に侵入しないようにする。
An image 32 (a
図3A〜図3Cに、固定マスク15と可動マスク16とが重なった状態の平面図を示す。
3A to 3C are plan views showing a state where the fixed
図3Aは、透過領域15Aが遮光領域16Bに完全に内包されている状態を示す。このとき、合成透過領域は存在しない。この状態は、図2Bに破線3Aで示したように、透過領域15A(図1B)の像32が照射対象領域35と重なりを持たない状態に対応する。
FIG. 3A shows a state in which the
図3Bは、可動マスク16をy方向にずらし、合成透過領域33が現れた状態を示す。この状態は、図2Bに破線及び実線3Bで示したように、透過領域15Aの像32が、照射禁止領域37と照射許容領域36との境界線を跨いでおり、照射対象領域35内に入り込んでいる状態に対応する。透過領域15Aの像32のうち、照射禁止領域37と重なる領域は、遮光領域16Bによって遮光されている。このとき、透過領域15Aの像32のうち照射対象領域35と重なる領域は、遮光領域16Bによって遮光されない。すなわち、透過領域15Aの像32のうち、遮光領域16Bで遮光された領域と遮光されていない領域との境界は、照射許容領域36内の領域で、かつ照射対象領域35よりも外側の領域に位置する。
FIG. 3B shows a state where the
図3Cは、可動マスク16をさらにy方向にずらし、遮光領域16Bが透過領域15Aと重ならなくなった状態を示す。このとき、合成透過領域33は、透過領域15Aと等しくなる。この状態は、図2Bに実線3Cで示したように、透過領域15Aの像32が、照射禁止領域37と重ならない状態に対応する。
FIG. 3C shows a state in which the
レーザ入射領域31の長さが固定である場合には、図2Bに破線及び実線3Bで示したように、透過領域15Aの像32が照射禁止領域37と照射許容領域36との境界線を跨ぐ場合には、レーザ照射を行うことができなかった。実施例1によるレーザ処理装置では、レーザ入射領域31の長さを変化させることができるため、照射禁止領域37にはレーザを照射することなく、照射許容領域36及び照射対象領域35にレーザ照射を行うことができる。このため、処理対象物30の表面のうち、レーザを照射できない領域を削減することができる。
When the length of the
固定マスク15の透過領域15Aの像32の平面形状が、例えば、長さ2.5mm、幅250μmの長方形である場合と、長さ5mm、幅125μmの長方形である場合を比較する。両者の像32の面積は等しいため、処理対象物30の表面における光強度も等しい。従って、いずれのマスクを用いても、同等のレーザ処理を行うことが可能である。
The case where the planar shape of the
像32の長さを長くすると、処理装置30の表面をラスタスキャンするときの副走査の回数を削減することができる。一般に、図2Aに示した1つの行を走査し、次の行の走査に移行するときに、保持台21の加減速時間が必要となる。このため、副走査の回数の増加は、レーザ処理時間の増大につながる。
Increasing the length of the
レーザ入射領域31の長さが不変である場合には、像32を長くすると、レーザ照射されない領域が広がってしまう。実施例1では、像32を長くしても、実際のレーザ入射領域31を短くすることができるため、レーザ照射されない領域が広がることはない。このため、像32を長くして、副走査の回数を低減させることにより、レーザ処理時間を短くすることが可能になる。
When the length of the
上記実施例1では、保持台21を移動させることにより、処理対象物30の表面において、合成透過領域33の像を、その長さ方向と交差する方向に移動させた。保持台21を移動させる代わりに、光源10、マスク17、及び結像光学系20を移動させてもよい。また、光源10から出射した光を光ファイバでマスク17まで伝搬させてもさせてもよい。この場合には、光源10及び光ファイバの入射端は静止させ、光ファイバの出射端、マスク17、及び結像光学系20を移動させればよい。
In the first embodiment, the image of the
また、光源10、マスク17、及び結像光学系20をy軸方向に移動させ、保持台21をx軸方向に移動させるようにしてもよい。その逆に、光源10、マスク17、及び結像光学系20をx軸方向に移動させ、保持台21をy軸方向に移動させるようにしてもよい。
Further, the
図4Aに、実施例1の変形例によるマスク17の平断面図を示す。変形例においては、マスク17が1枚の遮光板17Bで構成される。遮光板17Bに、平行四辺形の開口部17Aが形成されている。開口部17Aは、x軸に平行な一対の縁を有する。他の縁は、y軸に対して斜めになっている。マスク17が配置された位置におけるレーザビームのビーム断面19は、y軸方向に長い形状を有する。このビーム断面の形状は、図1Aに示した光源10を構成する均一化光学系等により得られる。
FIG. 4A shows a plan sectional view of a
ビーム断面19は、開口部17Aのy軸方向の寸法よりも長い。このため、遮光板17Bは、ビーム断面19の端部からある長さの領域を遮光する。開口部17Aを透過したレーザビームのビーム断面が、処理対象物30の表面に結像される。ビーム断面19が、開口部17Aのx軸に平行な一対の縁の両方と交差する場合に、処理対象物30の表面におけるビーム断面が最も長くなる。
The
図4Bに示すように、マスク17をx方向に移動させると、ビーム断面19が、開口部17Aのy軸に対して斜めの縁と交差する状態が得られる。このとき、ビーム断面19のうち、遮光板17Bで遮光される領域が長くなり、マスク17を透過したレーザビームのビーム断面が、図4Aの場合よりも短くなる。これにより、処理対象物30の表面におけるビーム入射領域も短くなる。ビーム断面19と、マスク17との位置関係を制御することにより、マスク17を透過したレーザビームのビーム断面の長さを変化させることができる。これにより、処理対象物30の表面におけるビーム入射領域の長さを調節することができる。
As shown in FIG. 4B, when the
図5に、実施例2によるレーザ処理装置の概略図を示す。以下、図1Aに示した実施例1によるレーザ処理装置との相違点について説明する。実施例2では、図1Aの可動マスク16は配置されておらず、固定マスク15のみによってマスク17が構成されている。保持台21の上面が、載置領域21Aと側方領域21Bとに区分されている。平面視において、側方領域21Bは載置領域21Aを取り囲む。側方領域21Bは載置領域21Aよりも低い。載置領域21Aの上に、処理対象物30が載置される。
FIG. 5 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the second embodiment. Hereinafter, differences from the laser processing apparatus according to the first embodiment illustrated in FIG. 1A will be described. In the second embodiment, the
平面視において、載置領域21Aは処理対象物30に完全に内包される。このため、保持台21の上方から処理対象物30を観察すると、載置領域21Aを視認することはできず、側方領域21Bのみが視認される。
In plan view, the
図6Aに、保持台21と、レーザビームの経路とのyz面に平行な断面の一例を示す。レーザビームの入射領域が、処理対象物30の縁を跨いでいる。すなわち、レーザビームの一部は処理対象物30に入射し、残りの部分は保持台21の側方領域21Bに入射する。
FIG. 6A shows an example of a cross section parallel to the yz plane between the holding table 21 and the laser beam path. The incident area of the laser beam straddles the edge of the
図6Bに、図6Aの一点鎖線6B−6Bにおける断面図を示す。マスク17の透過領域が処理対象物30の表面に結像している(フォーカスしている)。
6B is a cross-sectional view taken along one-
図6Cに、図6Aの一点鎖線6C−6Cにおける断面図を示す。レーザビームは、処理対象物30の表面と同じ高さで一旦フォーカスし、その後発散して、側方領域21Bに入射する。載置領域21Aと側方領域21Bとの高さの差は、載置領域21Aに保持した処理対象物30の表面にマスク17の透過領域を結像させたときに、側方領域21Bの上面が焦点深度から外れる寸法に設定されている。
6C is a cross-sectional view taken along one-
側方領域21B上においては、レーザビームのフォーカスが外れた状態になるため、側方領域21Bの表面におけるレーザビームの光強度(パワー密度)は、処理対象物30の表面における光強度よりも弱くなる。このため、側方領域21Bは、レーザビームによって損傷を受けにくく、パーティクルの発生も抑制される。
Since the laser beam is out of focus on the
実施例2においては、図6Aに示したように、レーザビームの入射領域が処理対象物30の縁を跨る場合でも、レーザ照射を行うことができる。このため、処理対象物30のほぼ全域にレーザ照射を行うことができる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 6A, laser irradiation can be performed even when the incident region of the laser beam straddles the edge of the
図7に、実施例3によるレーザ処理装置の概略図を示す。以下、図1Aに示した実施例1によるレーザ処理装置との相違点について説明する。実施例3では、図1Aの可動マスク16は配置されておらず、固定マスク15のみによってマスク17が構成されている。保持台21の上方(前方)に、開口部を有する遮光板(アパーチャ)40が配置されている。
FIG. 7 shows a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the third embodiment. Hereinafter, differences from the laser processing apparatus according to the first embodiment illustrated in FIG. 1A will be described. In the third embodiment, the
図8Aに、アパーチャ40の断面図を示し、図8Bに、アパーチャ40の平面図を示す。図8Bの一点鎖線8A−8Aにおける断面図が図8Aに相当する。アパーチャ40は、相互に間隙を隔てて配置された2枚の遮光板41、42を含む。2枚の遮光板41、42のうち、処理対象物30側に配置された遮光板41には、処理対象物30よりも小さな開口46が設けられている。もう一方の遮光板42には、開口46よりも大きな開口47が設けられている。平面視において、開口46、47及び処理対象物30は、ほぼ同心円状に配置される。遮光板41は、処理対象物30の表面の外周側の一部の領域にレーザビームが入射しないようにレーザビームを遮光する。開口46、47内を通過したレーザビームは、処理対象物30に入射する。
8A shows a sectional view of the
遮光板42に、貫通孔44が設けられている。排気装置49が、貫通孔44を通して、遮光板41と遮光板42との間の間隙43内を排気する。
A through
遮光板41及び遮光板42には、例えばアルミニウムが用いられる。遮光板41の上面(レーザビームが入射する表面)は粗面化されている。これにより、入射したレーザビームが散乱され、正反射光の強度が弱まる。
For example, aluminum is used for the
レーザビームの入射領域が開口46の縁を跨ぐとき、一部のレーザビームは処理対象物30に入射し、残りのレーザビームは遮光板41に入射する。なお、上方の開口47は、レーザビームの入射領域が開口46の縁を跨いだときに、レーザビームが上方の遮光板42に入射しないような大きさに設定されている。具体的には、平面視において、開口46の縁から上方の開口47の縁までの距離を、レーザビームの入射領域の長さよりも長くすればよい。
When the incident region of the laser beam straddles the edge of the
遮光板41にレーザビームが入射することにより発生したパーティクルは、間隙43及び貫通孔44を通って外部に排出される。このため、処理対象物30へのパーティクルの付着を抑制することができる。
Particles generated when the laser beam is incident on the
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 光源
15 固定マスク
15A 透過領域
15B 遮光領域
16 可動マスク
16A 透過領域
16B 遮光領域
17 マスク
17A 開口部
17B 遮光板
18 移動機構
20 結像光学系
21 XYステージ
21A 載置領域
21B 側方領域
22 制御装置
30 処理対象物
31 レーザ入射領域
32 固定マスクの透過領域の像
33 合成透過領域
35 照射対象領域
36 照射許容領域
37 照射禁止領域
40 開口を有する遮光板(アパーチャ)
41、42 遮光板
43 間隙
44 貫通孔
46、47 開口
49 排気装置
DESCRIPTION OF
41, 42
Claims (7)
前記光源から出射されたレーザビームの光路上に配置され、レーザビームのビーム断面を長さ可変の長尺形状にするマスクと、
処理対象物を保持する保持台と、
前記マスクで整形されたビーム断面を、前記保持台に保持された処理対象物の表面に結像させる光学系と、
前記レーザビームが入射するビーム入射領域が、前記処理対象物の表面上を、該ビーム入射領域の長さ方向と交差する方向に移動するように、前記光源、前記マスク、前記結像光学系、及び前記ステージの少なくとも1つを移動させる移動機構と、
前記マスク及び前記移動機構を制御する制御装置と
を有し、
前記保持台に処理対象物を保持したとき、該保持台の保持面に、レーザビームの照射が禁止される照射禁止領域、及びレーザビームの照射が許容される照射許容領域が画定され、
前記制御装置は、前記照射禁止領域と照射許容領域との境界線の位置情報を記憶しており、前記処理対象物と前記ビーム入射領域との位置関係、及び前記境界線の位置情報に基づいて、前記照射禁止領域にレーザビームが照射されないように前記マスクで整形されたレーザビームのビーム断面の長さを変化させるレーザ処理装置。 A light source that emits a laser beam;
A mask which is arranged on the optical path of the laser beam emitted from the light source and makes the beam cross section of the laser beam variable in length, and
A holding table for holding a processing object;
An optical system that forms an image of the beam section shaped by the mask on the surface of the object to be processed held by the holding table;
The light source, the mask, the imaging optical system, so that a beam incident region on which the laser beam is incident moves on the surface of the processing object in a direction intersecting the length direction of the beam incident region, And a moving mechanism for moving at least one of the stages;
A control device for controlling the mask and the moving mechanism;
When the object to be processed is held on the holding table, an irradiation prohibited area where laser beam irradiation is prohibited and an irradiation allowable area where laser beam irradiation is allowed are defined on the holding surface of the holding table,
The control device stores the positional information of the boundary line between the irradiation prohibited area and the irradiation allowable area, and is based on the positional relationship between the processing object and the beam incident area and the positional information of the boundary line. A laser processing apparatus for changing a length of a beam cross section of the laser beam shaped by the mask so that the irradiation prohibited area is not irradiated with the laser beam.
一方向に長く、寸法が固定された第1の透過領域を含み、前記光源から出射されたレーザビームの光路に対して位置が固定された固定マスクと、
前記固定マスクに重なり、前記第1の透過領域の長さ方向に関する一部分または全域を遮光し、遮光する部分の長さを変えることができる可動マスクと
を含み、
前記制御装置は、前記保持台上における前記第1の透過領域の像が、前記照射禁止領域に侵入したとき、該照射禁止領域にレーザビームが入射しないように、前記可動マスクを移動させることによって、前記第1の透過領域の一部を遮光する請求項1に記載のレーザ処理装置。 The mask is
A fixed mask that includes a first transmission region that is long in one direction and has a fixed size, the position of which is fixed with respect to the optical path of the laser beam emitted from the light source;
A movable mask that overlaps the fixed mask, shields a part or the entire region in the length direction of the first transmission region, and can change the length of the light shielding part;
The control device moves the movable mask so that the laser beam does not enter the irradiation prohibited area when the image of the first transmission area on the holding table enters the irradiation prohibited area. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a part of the first transmission region is shielded from light.
前記制御装置が、前記可動マスクを移動させる際に、前記照射対象領域に入射するレーザビームを遮光しないように、前記可動マスクを移動させる請求項2に記載のレーザ処理装置。 An irradiation target region to be irradiated with a laser beam is defined in the irradiation allowable region of the processing target object held on the holding table,
The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the control device moves the movable mask so that the laser beam incident on the irradiation target region is not shielded when the movable mask is moved.
前記マスクは、前記ビーム断面の端部からある長さの領域を遮光する遮光板を含み、該遮光板が、該ビーム断面の長手方向と交差する方向に移動すると、遮光される領域の長さが変化する請求項1に記載のレーザ処理装置。 The light source has an elongated beam cross section at the position of the mask,
The mask includes a light shielding plate that shields a region of a certain length from an end of the beam cross section, and the length of the light shielded region when the light shielding plate moves in a direction crossing the longitudinal direction of the beam cross section. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the angle changes.
前記第1の透過領域の像が、前記半導体ウエハの外周線を跨ぐとき、前記半導体ウエハの外側の領域にレーザビームが入射しないように、前記第1の透過領域の一部を遮光するレーザ処理方法。 A first transmission region that is long in one direction uses an optical system that forms an image on the surface of a semiconductor wafer having at least a part of an outer peripheral line along the circumference. A laser beam is incident on the surface of the semiconductor wafer, and laser A method of laser processing the semiconductor wafer by moving the laser beam or the semiconductor wafer so that an incident position of the beam moves in a direction intersecting a length direction of the image of the first transmission region. ,
Laser processing that shields a part of the first transmission region so that the laser beam does not enter the region outside the semiconductor wafer when the image of the first transmission region straddles the outer peripheral line of the semiconductor wafer. Method.
前記光源から出射されたレーザビームの光路上に配置され、一方向に長い透過領域を有し、該透過領域の外側はレーザビームを遮光する領域とされているマスクと、
前記マスクの透過領域を結像させる結像光学系と、
前記マスクの透過領域が前記結像光学系によって結像される位置に処理対象物を保持するステージと、
前記レーザビームの入射位置が処理対象物の表面上を移動するように、前記光源、前記マスク、前記結像光学系、及び前記ステージの少なくとも1つを移動させる移動機構と
を有し、
前記ステージの上面は、処理対象物を載置する載置領域と、平面視において該載置領域を取り囲む側方領域とを含み、該側方領域は該載置領域よりも低く、その高さの差は、該載置領域に保持した処理対象物の表面に前記マスクの透過領域を結像させたときに、該側方領域の上面が焦点深度から外れる寸法に設定されているレーザ処理装置。 A light source that emits a laser beam;
A mask that is disposed on the optical path of the laser beam emitted from the light source, has a transmission region that is long in one direction, and the outside of the transmission region is a region that shields the laser beam;
An imaging optical system for forming an image of a transmission region of the mask;
A stage for holding a processing object at a position where a transmission region of the mask is imaged by the imaging optical system;
A moving mechanism that moves at least one of the light source, the mask, the imaging optical system, and the stage so that the incident position of the laser beam moves on the surface of the processing target;
The upper surface of the stage includes a placement area for placing the processing object and a side area surrounding the placement area in plan view, and the side area is lower than the placement area and has a height thereof. The difference is that the laser processing apparatus is set such that the upper surface of the side region deviates from the depth of focus when the transmission region of the mask is imaged on the surface of the processing object held in the mounting region. .
前記光源から出射されたレーザビームが入射する位置に処理対象物を保持するステージと、
前記レーザビームの入射位置が処理対象物の表面上を移動するように、前記光源及び前記ステージの少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記ステージに保持される処理対象物の表面上に配置され、少なくとも前記処理対象物の表面の外周側の一部の第1の領域にレーザビームが入射しないようにレーザビームを遮光し、前記第1の領域よりも内側の第2の領域にはレーザビームを入射させるように開口が設けられ、前記処理対象物に対する相対位置が固定され、相互に間隙を隔てて配置された2枚の遮光板と、
前記2枚の遮光板の間の間隙内を排気する排気装置と
を有するレーザ処理装置。 A light source that emits a laser beam;
A stage for holding the object to be processed at a position where the laser beam emitted from the light source enters;
A moving mechanism for moving at least one of the light source and the stage so that the incident position of the laser beam moves on the surface of the processing object;
The laser beam is disposed on the surface of the processing object held on the stage, shields the laser beam from entering at least a part of the first region on the outer peripheral side of the surface of the processing object, and the first Two light-shielding plates that are provided with an opening so that a laser beam is incident on the second region inside the region 1, the relative position with respect to the object to be processed is fixed, and are spaced apart from each other When,
A laser processing apparatus having an exhaust device for exhausting a space between the two light shielding plates.
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