[发明专利]从固态表面除去粒子的原地模块

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及半导体器件的处理，并尤其涉及从诸如半导体晶片和光刻法掩模的固态表面除去杂质粒子和污染物的方法和装置。

背景技术

从固态表面除去粒子和污染物是集成电路生产中至关重要的问题。该概念包括但不限于半导体晶片、印刷电路板、元件封装等。由于小型化电子设备和元器件发展的倾向，电路器件的临界尺寸变得更小，在处理过程中即使在衬底晶片上存在微小的杂质粒子也能引起电路中的致命故障。类似的关系也影响到用在生产过程中的其他元件，比如掩模和标度线。

本领域中已经知道多种用于从晶片和掩模的表面剥落并清除杂质物，同时避免表面本身损伤的方法。例如，U.S.专利4,980,536描述了一种通过激光轰击从固态表面除去粒子的方法和装置，它的公开文件在这里被引用作为参考。U.S.专利5,099,557和5,024,968描述了通过高能照射从衬底除去粒子的方法和装置，它们的公开文件也在这里被引用作为参考。该衬底由具有释放粒子所足够的能量的激光照射，同时惰性气体流过晶片表面带走被释放的粒子。

U.S.专利4,987,286描述了一种从其上粘着有微小粒子的表面除去这些微小粒子(亚微米大小的粒子)的方法和装置，它的公开文件同样在这里被引用作为参考。一种能量转换介质，典型地是液体，被插入到每个将被除去的粒子和表面之间。该介质由激光能量照射并且吸收足够的能量以引起沸腾蒸发，从而除去粒子。

在半导体晶片和光刻法掩模上发现的一种典型干扰类型的污染物是在前的光刻步骤后留下的光刻胶残余物。U.S.专利5,114,834描述了一种用高强度脉冲激光剥去该光刻胶的方法和装置，它的公开文件在这里被引用作为参考。该激光束扫过整个晶片表面从而融化光刻胶。该激光方法也可以在活性环境中起作用，使用诸如氧气、臭氧、氧化物、三氟化氮(NF₃)等，从而帮助光刻胶的分解和去除。

在本领域中已经知道很多方法用于定位在有图案的晶片上的缺陷。这些方法的简述在国际半导体(1997年5月)64-70页题目为“有图案的晶片上的缺陷检测(Defect Detection On Pattern Wafers)”的文章中出现，它在这里被引用作为参考。有很多描述用于缺陷定位的方法和装置的专利，例如，U.S.专利5,264,912和4,628,531,它们的公开文件在这里引用作为参考。杂质粒子是一种能够用这些方法检测的缺陷。

U.S.专利5,023,424描述了一种通过适用激光导致的冲击波从晶片表面除去粒子的方法和装置，它的公开文件在这里被引用作为参考。一粒子检测器被用于定位粒子在晶片表面的位置。接着将激光束聚焦在晶片表面上方接近每个粒子的位置的一点上，从而产生具有足够的峰值压力梯度的气体支持的(gas-borne)冲击波，以移去并除去粒子的。注意到粒子由冲击波移去，而不是由于吸收激光辐射而蒸发。U.S.专利5,023,424还注意到表面浸没在液体中(如例如上述U.S.专利4,987,286)不适于用于去除少量微观粒子。

本领域中已知有多种方法使用综合清除来进行表面污染物控制。这些方法的简述出现在国际半导体(1998年6月)173-174页题目为“使用综合清除的表面污染物控制”的文章中。

发明内容

本发明的一些方面的一个目的是提供一种从固态表面有效除去污染物，并尤其用于在半导体器件生产制造中，从半导体晶片和其他器件去除微观微粒的方法和装置。这些晶片无论有没有图案都可以是裸露的，也可以在其表面形成若干层。

应当注意到以下衬底被广泛地定义为任意的固态表面，比如晶片，其要求至少有一个污染物或粒子从其表面除去。还应当注意到术语粒子被广泛地用于定义任何污染物和其他元件，它们需要从衬底表面除去。

本发明的一些方面的另一个目的在于提供一种用于根据现有技术中对粒子的定位从表面对准目标地除去污染物粒子的改进的方法和装置。