利用激光等离子体冲击波清洗硅片表面纳米粒子的研究

发布时间：2020-01-23 22:14

【摘要】：硅片表面附着的纳米粒子污染物可导致芯片缺陷的产生,传统的化学清洗方法存在着易对硅片产生二次污染的不足。近年来发展起来的激光诱导等离子体冲击波清洗技术是一项能够有效地清除基底表面吸附粒子的新技术,该技术以清洗定位准确、可避免传统的化学清洗方法对样品所带来的二次污染以及适用范围广等诸多优点正在被各个领域广泛地使用,这为半导体工业加工中硅基片表面纳米尺度粒子污染物的清洗提供了一种新的途径。本文对激光诱导等离子体冲击波清洗硅片表面直径500nm的聚苯乙烯胶乳粒子进行了系统的研究,首先研究了实验参数(清洗间距、激光能量、作用激光脉冲数等)对清洗效率的影响,结果表明随着清洗间距的减小和激光能量的增加,清洗效果显著增强。随着作用脉冲数的增加,表面清洗图样由环形向圆形发生转变。使用滚动模型数值模拟了清洗间距和激光能量对清洗效果的影响,模拟结果与实验结果较好符合。通过对冲击波不同传播距离的清洗效果的数值模拟结果和不同脉冲数清洗的清洗实验结果(清洗图样由环形向圆形发生转变)的对比分析,确定了在激光等离子体冲击波清洗过程是清洗滚动和弹跳两种机制共同作用完成。在实验过程中发现,通过聚焦光束像差的引入实现了免于硅基底损伤的高效清洗,而且清洗效率接近100%。
【图文】：

ning)、基质激光清洗法(matrix laser cleaning)，以及激光等离子体冲击lasma shockwave laser cleaning)。激光清洗法激光清洗法适用的清洗对象为基底或污染物粒子对激光波长具有强吸理是将激光束直接照射到待清洗的基底表面上，利用基底或污染物粒吸收的特点，瞬间大量吸收激光能量产生热膨胀，迫使污染物与基底复原”的材料表面的结果。该方法需要基底或粒子两者至少之一对激收性。基底与污染粒子之间存在多种相互作用力，其中具有较大影响毛细力、静电力、重力、化学键等，激光清洗的目的就是为了破坏粒相互作用力，同时确保基底的完整性，最终获得被复原的洁净表面。

所示为干式激光清洗法的两种作用机制[11~13]。左图 1.1(a)为基底辐照基底表面时，基底受热膨胀，产生热振动，使粒子移除。子对激光能量具有强吸收性，最后达到清洗基底的目的。还有都对激光能量具有吸收性，，清洗原理同上。实际的干式激光清掉的污染物可能二次污染实验室环境，因此增加了一系列的辅物，例如将待清洗样品及连接的三维平移台放置于封闭玻璃罩更加高效的收集污染废弃物。该方法更多适用于清洗污染粒子原文物、除漆、除锈等。图 1.2 展示的是研究学者利用干式激光像。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN305.97

【共引文献】

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本文编号：2572424