一种射流激光复合清洗方法和清洗系统技术方案

本发明专利技术为一种射流激光复合清洗方法和清洗系统，本方法空化射流冲击工件基材表面，产生水膜、水膜空化泡破溃冲击清洗基材表面，同时激光聚焦于水膜内，水膜在超热状态爆发沸腾、剧烈汽化，产生蒸汽泡冲击基材表面，延长空化射流的有效作用时间。本清洗系统包括空化射流装置、激光清洗装置；激光束和空化射流的中心线共面异轴，空化射流于工件表面产生水膜，激光束聚焦于水膜内与工件表面保持距离，激光束和空化射流协同作用于工作台上的工件表面进行清洗，效果明显优于现有清洗技术，可清除工件表面直径大于50nm的固体颗粒，满足晶圆基材表面加工要求。

A laser jet cleaning method and cleaning system

The invention relates to a jet laser compound cleaning method and a cleaning system, in which a cavitating jet impacts the substrate surface of a workpiece, produces a water film, a water film cavitation bubble bursts and impacts the substrate surface, and the laser focuses on the water film, and the water film boils and evaporates violently in the superheated state, resulting in a steam bubble impacting the substrate surface. Prolong the effective time of cavitation jet. The cleaning system includes cavitation jet device and laser cleaning device; laser beam and cavitation jet center line are coplanar and non-axial, cavitation jet produces water film on the surface of the workpiece; laser beam focuses on the water film and keeps distance from the workpiece surface; laser beam and cavitation jet cooperate to clean the workpiece surface on the worktable. The result is obviously superior to the existing cleaning technology, which can remove the solid particles with the surface diameter of more than 50 nm and meet the requirements of wafer substrate surface processing.

【技术实现步骤摘要】
一种射流激光复合清洗方法和清洗系统
本专利技术涉及射流清洗技术，具体为采用空化射流的一种射流激光复合清洗方法和清洗系统。
技术介绍
随着高精度半导体行业的飞速发展，对制作集成电路的硅电晶片——晶圆的要求不断提高。晶圆表面附着的颗粒会遮蔽光刻工艺的光线，造成电路加工形貌的偏差。为解决晶圆表面清洗问题，化学清洗技术、气流水流清洗技术均在不断改进。但随着集成电路向高精度发展，晶圆加工形貌尺寸已减小到微米量级。为达到加工精度，要求晶圆表面附着的固体颗粒最大尺寸为加工特征尺寸的1/10到1/4，即允许晶圆表面剩余的粘附颗粒最大尺寸为纳米量级，意味着硅晶圆基材清洗时其表面的亚微米及以上尺寸的颗粒均需要清除掉。但是目前的化学方法、气体射流或液体射流尚无法有效地清除附着于晶圆表面直径一微米以下的固体颗粒。因为当附着的固体颗粒直径减小时，其粘结力并不会随颗粒直径减小同步降低，而常规清洗方法对小颗粒的清洗力却急剧衰减。清洗力较强的湿法清洗技术需要化学药品，这可能对材料引入污染。激光的干清洗技术，因晶圆表面的固体颗粒会改变激光的光通量在颗粒周围的分布，激光干法清洗会造成晶圆表面损伤。传统水蒸气辅助激光清洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射流激光复合清洗方法，工件(2)置于工作台(1)台面，空化射流喷射于工件(2)表面产生水膜(9)，激光束(3)聚焦于工件(2)表面的水膜(9)中，空化射流冲击工件(2)固体表面产生空化泡群，同时，激光能量作用于水膜(9)，清洗工件(2)表面的固体微粒。

【技术特征摘要】
1.一种射流激光复合清洗方法，工件(2)置于工作台(1)台面，空化射流喷射于工件(2)表面产生水膜(9)，激光束(3)聚焦于工件(2)表面的水膜(9)中，空化射流冲击工件(2)固体表面产生空化泡群，同时，激光能量作用于水膜(9)，清洗工件(2)表面的固体微粒。2.根据权利要求1所述的射流激光复合清洗方法，其特征在于：所述空化射流于工件(2)表面产生的水膜(9)厚度d＝0.5mm～2mm。3.根据权利要求2所述的射流激光复合清洗方法，其特征在于：所述激光束(3)的聚焦点处于工件(2)上方的水膜(9)内，激光束(3)的聚焦点与工件(2)表面的距离为d/3至d/2。4.根据权利要求1所述的射流激光复合清洗方法，其特征在于：所述激光的波长为1064～10640nm，激光束(3)能量密度为25J/cm2～80J/cm2,脉宽为10us～500us,重复频率为20kHz～60kHz。5.根据权利要求1至4中任一项所述的射流激光复合清洗方法设计的射流激光复合清洗系统，其特征在于：包括水箱(8)、射流加压腔(7)、空化射流喷嘴(6)、激光器(4)和工作台(1)；工作台(1)台面为水平面，工件(2)固定于工作台(1)台面；水箱(8)的出水管连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清原，龙芋宏，周嘉，鲍家定，黄宇星，赵要武，焦辉，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45