Laser-assisted particle removal mechanisms : application to the microelectronics cleaning
Mécanismes d'enlèvement de particules par laser impulsionnel : application au nettoyage pour la microélectronique
Résumé
Due to downscaling, the emerging nanotechnology industry requires new cleaning tools providing the ability to remove nanometer-size defects. The dry laser cleaning technique, which consists in the irradiation of materials with nanosecond laser pulses, is considered as a promising approach. This study aims to contribute to a better understanding of the "laser-particle-surface" interaction processes. The experiments show that the removal results from a competition between several mechanisms. The explosive evaporation of the trapped humidity at the vicinity of the contaminates was identified as the dominant cleaning mechanism in the low fluence regime. Among the ablation mechanisms observed with larger fluences, we analyzed the local substrate ablation resulting from the optical near field enhancements underneath the particles. Although this mechanism is not compatible with damage-free cleaning requirements, it can have numerous applications, like the nanostructuration of solid surfaces.
Le développement des nanotechnologies nécessite, entre autre, d'utiliser de nouvelles techniques de nettoyage permettant l'enlèvement sans contact de particules de tailles nanométriques. Le procédé laser consistant à irradier les matériaux avec des impulsions nanosecondes se révèle une approche prometteuse. Cette étude participe à l'amélioration des connaissances des processus d'interaction "laser-particule-surface". Les expériences démontrent que l'enlèvement résulte d'une compétition entre différents mécanismes. L'évaporation explosive de l'humidité résiduelle piégée au voisinage des polluants est identifiée comme le mécanisme non-destructif principal. Parmi les mécanismes d'endommagement observés, l'ablation locale du substrat résultant des phénomènes d'exaltation de champ proche optique limite la fenêtre de travail du procédé de nettoyage. Cependant, ce processus présente un intérêt pour d'autres applications telles que la nanostructuration de surfaces.
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