激光等离子体法清洗微纳颗粒的物态变化研究

刘 锴，范卫星，王平秋，富星桥，杨 超，韩敬华*

(1.四川大学 电子信息学院，成都 610065；2.西南技术物理研究所，成都 610041)

引 言

随着高新科技迅速发展,集成电路产业已成为未来技术不可或缺的基础支撑。在高端中央处理器(central processing unit，CPU)制造和应用中，高端硅晶圆表面的洁净度尤为重要[1]。当半导体器件表面存在接近其1/4特征尺寸的微纳污染物时，极易导致芯片产生短路从而引起芯片报废。因此，微纳颗粒污染清洗已成为了一个亟待解决的问题[2]。传统清洗技术[3-6]不仅存在着环境污染、容易引起样件损坏等缺点，而且随着污染物尺寸的减小，传统的清洗技术更加难以应用。激光等离子体冲击波清洗法(laser plasma shockwave cleaning，LPSC)是一种新型清洗技术，其利用高能激光所产生的等离子体膨胀冲击效应实现污染物的去除。激光等离子体[7-9]产生的瞬间高压对微纳污染物颗粒的去除提供了有利的条件；同时，非接触清洗方式可通过调控实验参量最大程度避免基底的损坏；清洗面积也比传统激光清洗面积大得多。因此,该方法得到了国内外学者的广泛研究：在激光等离子体冲击波法清洗实验方面，PARK等人[10]针使用飞秒激光激发的等离子体对单晶硅表面纳米颗粒进行扫描去除实验,得出了激光焦点位置与样品表面之间的最佳清洗高度；YE等人[11]对K9玻璃表面直径为微米量级的SiO2颗粒进行了脉冲激光单点去除实验，得到了不同激光参量与工作距离下的清洗效率；LEE等人[12]对光刻掩模表面的纳米级聚苯乙烯颗粒进行实验，通过预先使用紫外(ultraviolet,UV)激光辐照结合等离子体冲击波，去除效率可提高到95%；……