CN114040820A - 使用激光能量从表面移除粒子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述使用激光能量从例如多孔表面的表面移除粒子的方法，任选地不对所述表面造成消融。

Description

使用激光能量从表面移除粒子的方法
技术领域
以下描述涉及使用激光能量从表面移除粒子的方法。
背景技术
在许多领域中发生表面的粒子污染(即，在表面处存在非所需或可能有害固体、小规模粒子)。已开发许多方法且其通常用于从表面移除粒子。一个常见方向是通过超声波清洁。
在半导体及微电子装置处理的领域中，清洁处理环境(经设计不含粒子及其它类型的污染物)中的粒子污染将减少产物产生。各种方法、设备及系统用于处理清洁处理环境中(例如真空腔室中)的半导体及微电子装置衬底，其应尽可能不含粒子污染。
在真空腔室中执行的过程的实例包含：经设计以化学改质衬底的表面的过程(例如，以通过植入杂质“掺杂”表面)；或将材料层沉积于表面上(例如，通过化学气相沉积)；或更改(例如，通过蚀刻移除)衬底的表面的部分或全部，例如通过使用受控制真空等离子体进行等离子体处理。真空腔室是更大系统的部分，例如离子植入设备、气相沉积或化学气相沉积(CVD)系统或等离子体腔室等。
用于半导体及微电子装置制造的其它过程可涉及通过使用半导体处理工具相对于半导体或微电子装置衬底沉积、处理或移除薄膜材料。实例工具包含针对薄膜沉积工具调适的工具、针对清洁或蚀刻衬底表面调适的工具等。
清洁处理空间通过界定所述空间或在所述空间内驻留且运作的许多不同物理组件界定。这些结构包含保护性结构，例如腔室的内壁上方的内衬、流动结构、孔隙、屏障层、支撑结构等。这些不同结构由选定为惰性且稳定，且非清洁空间内的非所要粒子污染的源的材料制成。而且，这些结构的已知材料将通常使微小粒子散布到腔室空间中，尤其在制备系统及清洁空间用于处理的“启动”周期期间。在系统内的处理期间，粒子污染可搁置于经处理的衬底的表面上作为污染物，此不利地影响衬底上制作的装置的良率。
界定清洁空间或用于清洁空间中的许多物理结构针对此目的特别制造。这些结构有时可被称为“塑形部分”，这是因为所述部分通常以高精确度依据特定大小及形状需求制备。塑形部分通常通过从更大工件(“块”)移除材料以产生经塑形工件的加工方法制造。
加工过程使用切割、摩擦或消融以从更大工件移除材料，且在过程中，产生可保持存在于塑形部分的表面处的许多非常精细的粒子(例如，“灰尘”)。大多数这些粒子可在加工期间通过真空被传送远离一部分。但粒子的部分可变得冲击到塑形部分的表面处的孔或其它结构中，从而使所述粒子非常难以移除。
塑形部分由通常稳定的材料制成，所述材料不含有挥发性材料且是非反应性的，例如，对存在于清洁空间(例如真空腔室)中的所存在处理材料相对惰性。表面处的材料可为多孔的，或所述材料通常可为多孔的。通常用于半导体及微电子处理系统的塑形部分的材料的实例包含碳及碳质材料(例如石墨)。石墨用于离子植入系统的真空腔室内的许多粒子，这是因为可纯化石墨以将金属移除到小于百万分的五(5ppm)。石墨的缺点是如提及，石墨可使在塑形部分的制造期间产生的灰尘粒子散布，包含无法通过例如超声波清洁的典型清洁过程移除的嵌入式加工灰尘。
由于计量改进且能够在经设计不含粒子污染的清洁空间内检测更小粒子，因此对改进式粒子移除方法的需要增大，这是因为粒子计数随着大小减小而指数级增加。虽然存在从表面(包含用于半导体及微电子装置处理中的表面)移除各种类型的残余粒子的方法，但当前方法不如所要那样有效。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及从含粒子表面移除粒子的方法。一种方法包含在包含所述粒子的位置处应用激光能量到所述表面，使得激光能量的数量足以使所述粒子与所述表面分离。所述表面是多孔表面且是碳质或陶瓷。
在另一方面中，本发明涉及一种通过一方法制备的表面，所述方法包含在包含粒子的位置处应用激光能量到含粒子表面。应用具有足以使所述粒子与所述表面分离的数量的所述激光能量。所述表面是多孔的且是碳质或陶瓷。
在另一方面中，本发明涉及塑形部分，其包含如描述的表面，通过凭借应用激光能量到所述表面而从所述表面移除粒子的方法制备所述表面。
在另一方面中，本发明涉及例如半导体制造工具或真空腔室或相关联系统的设备，其包含如描述的表面或塑形部分，所述塑形部分具有表面，所述表面已通过凭借应用激光能量到所述表面而从所述表面移除粒子的方法制备。
附图说明
图1展示如描述的实例方法的特征。
图2展示使用激光能量从实例石墨表面移除粒子的发明方法的结果。
图3A、3B及3C是表面及表面粒子的照片。
具体实施方式
本发明涉及使用激光能量处理对象的表面以从所述表面移除粒子的方法。表面可呈多孔、粗糙或以其它方式纹理化的表面的形式，其吸引粒子或将粒子保持于表面处。粒子定位于表面处。粒子可为非常小的、甚至微观级粒子，例如“灰尘粒子”。
表面可为包含可期望地移除的与表面接触的粒子的任一表面。表面可为“多孔的”，如本文中使用的“多孔的”是指包含微观级孔或其它不平坦表面特征(即，“形貌”)(例如，微米级或纳米级的不平坦表面特征(局部级的不平坦表面偏差))的表面。一些形式的“孔”可分布遍及表面的材料的厚度，而其它形式的“孔”可存在于材料的表面处且不在表面下方。形貌尤其包含允许或使相当规模或更小规模的粒子黏附或集中于不平坦表面特征处或其内的特征。术语“多孔”的此一般含义内的表面的实例包含微米级或纳米级表面，其包含吸引粒子或将粒子保持于表面处的例如粗糙、纹理化、不均匀或结构化特征的形貌；实例包含多孔材料的孔(圆形敞开或闭合“单元”)，开口存在于表面处且延伸到表面下方，例如三维孔隙、通道、沟槽或井；突出部；裂缝；以及其它类似微米级或纳米级结构，其吸引粒子且阻碍或防止通过已知粒子移除技术(例如超声波清洁)移除粒子。
根据所描述的方法，在粒子的位置处应用激光能量到表面，使得粒子与表面分离。激光能量足以使粒子与表面分离，但还可以足够低以避免因表面材料的消融对表面的非所要损害的剂量(总能阶)应用。本文使用的术语“消融”是指使材料从固体(非液体)材料制成的表面移除，这是通过用激光能量照射表面以使材料降级以使材料从表面移除而进行。在低激光通量下，材料通过经吸收激光能量加热且通过蒸发或升华移除。在高激光通量下，材料通常转换为等离子体。
根据特定实例，本发明的方法可尤其对从由碳质或陶瓷材料制成的表面移除精细粒子有效，例如，在表面处具有孔的碳质或陶瓷材料，其中所述粒子还由碳质或陶瓷材料制成。粒子的碳质或陶瓷材料可为组成表面的同一碳质或陶瓷材料，或可为不同碳质或陶瓷材料。通常，当粒子是在加工或形成表面的先前过程期间产生的灰尘粒子时，组成粒子的材料是与表面的材料相同的碳质或陶瓷材料。
在特定应用中，表面可为用于半导体或微电子装置处理系统内侧的组件(还称为“部分”或“塑形部分”)的表面，例如在离子植入系统的真空腔室、等离子体处理系统或沉积腔室(例如，用于化学气相沉积)内。在其它应用中，表面可为驻留于半导体处理工具的内部的组件。真空腔室或半导体处理工具的内部是保持极度清洁且尽可能不含粒子污染的清洁空间。因此，用于这些结构中的一者的内部的塑形部分不应为粒子污染的源。
这些部分(“塑形部分”)通常经形成以展现高度精确的物理形状、物理尺寸或其它精确特征。形成高精确度部分的实例方法包含提供高水平精确度及部分内及部分间均匀性的各种加工技术。方法开始于材料块且通过加工、研磨、切割或另一移除技术移除原始材料的部分以产生具有所要高精确度形状及大小的最终塑形部分。实例技术(统称为“加工”技术)包含精确研磨、铣削、车床加工、切割、精细研磨、搪磨、超声波加工、水喷射或磨料喷射加工、激光加工、放电加工、离子束加工、电子束加工、化学加工、电化学加工或类似者。
在加工过程期间，经移除以形成塑形部分的表面的材料在移除所述材料时产生块的材料的小粒子。粒子通常呈精细(微观)灰尘粒子的形式。如果当部分被安装且用于真空腔室或其它清洁空间中时，粒子保持存在于部分的表面处，那么粒子可从表面散布且变为安置于真空腔室或清洁空间的内部内作为粒子污染。
通过加工塑形表面期间产生的多数粒子可在塑形过程期间(例如)通过真空收集且载送远离表面。但，一些量的粒子可变为保持在表面处，尤其在表面包含粒子可倾向于物理集中且变为抵抗通过真空移除的形貌的情况下。可在表面完全形成之后通过清洁或粒子移除技术(例如溶剂清洁或超声波清洁)移除保持在表面处的一定量粒子的部分。但所述粒子的些部分可被更强烈吸引或更牢固地捕获(机械地)在表面处，例如，通过孔或其它形貌固持在表面处。所述粒子更难以移除且例如溶剂清洁、真空或超声波清洁的常规技术并不完全有效。
根据本发明描述待用激光能量处理的表面包含表面处的粒子(例如本文描述的所述粒子)，包含定位于使所述粒子难以通过溶剂清洁、真空或超声波清洁技术移除的形貌处的粒子。粒子可来自任何源，且可由任何材料(例如碳、陶瓷(例如，氧化铝)、金属、金属氧化物等)制成。表面上的实例粒子是在加工以形成表面期间形成表面期间产生的粒子，不过方法可对移除衍生自任何源或以任何方式放置于表面上的粒子有效。一些或全部粒子可定位于孔内或表面上的其它形貌处，此使粒子难以通过先前粒子移除技术(例如溶剂清洁或超声波清洁)移除。
不管在用于产生表面的加工期间形成或以另一方式形成，粒子通常是小的，例如在加工期间形成的灰尘粒子的大小。粒子可具有微米级的大小，例如低于1毫米(1,000微米)或低于500微米或100微米或低于50、25、10、1或0.1微米。
可通过如描述那样应用激光能量从表面移除的粒子的化学组成(组合物)或源不受限制。根据通过从加工形成的塑形部分的表面移除粒子的方法的一个示范性使用，定位于表面且待移除的粒子将通常由与表面的材料相同且也与在塑形期间从表面移除的材料相同的材料制成。针对通过加工碳质或陶瓷材料制备的塑形部分及表面，待移除的表面处的粒子可由组成表面的同一碳质或陶瓷材料制成。然而，所描述的方法还可对从表面移除其它类型的粒子有效，例如由金属、金属合金、固体有机材料、塑料等制成的粒子。
含有表面处的粒子的塑形部分可由任何材料制成，例如(但不限于)已知用于通过加工方法制备形状部分的各种固体材料中的任何者。针对制备用于半导体或微电子装置处理系统的真空腔室的内部的塑形部分，有用材料包含对这些类型的处理系统中存在的各种处理材料及条件(例如，高温)相对惰性的材料。有用材料还可具有可能够在暴露于真空时释气的非常低含量的挥发性材料，且可在表面处具有可吸引或可保持接触表面的粒子的孔、纹理、粗糙度或另一类型的形貌。
被理解为在半导体或微电子装置处理系统的内部组件处或在半导体处理工具的内部处有用的材料的一些特定实例包含陶瓷及碳质材料。特定具体实例包含石墨、无机碳质材料及碳化硅。
“无机碳质材料”(本文中还简称为“碳质材料”)是指由大量碳或基本上由或主要由碳制成的呈无机形式的固体材料。无机碳质材料可含有(例如)至少50重量％碳或至少60、70、80、90、95或99重量％碳。无机碳质材料含有由共价键结到氢、氧或氮原子的碳原子制成的低或不显著数量(例如，小于5、1、0.5或0.1重量％)的有机化合物。
无机碳质材料的一些实例可主要由非晶或晶体(例如，石墨)形式的碳原子制成，例如，可含有非晶或晶体形式的至少90、95、98或99原子％碳。
无机碳质材料的其它实例可主要含有碳原子及硅原子，包含通常被称为碳化硅(SiC)的材料。有用或较佳碳化硅材料可含有硅及碳的总量的至少80、90、95、98或99原子％，且可优选地含有少量或不超过不显著数量的其它材料(例如氧或氢)，例如，少于总氧及氢的5、3、1或0.5原子％。碳化硅的实例形式包含是晶体的形式以及区域非晶的形式。实例碳化硅材料可含有从40到90原子％碳，从10到60原子％硅及不超过2或1原子％其它材料，例如，不超过0.5原子％氧、氢或氧及氢的组合。通过任何方法制备多孔碳化硅材料，包含将石墨转换为碳化硅的已知方法。
陶瓷材料的实例为氧化铝。
表面具有粗糙度、孔或其它形貌，其吸收粒子或将粒子保持于表面处，使得所述粒子难以从表面移除。例如，各种形式的碳化硅、石墨及非晶碳质材料可在材料的表面处具有孔，以及(任选地)存在于表面下方的孔。变为定位于孔内的粒子可变为通过孔固持于适当位置中且通过孔结构保持于表面处。表面处(或遍及塑形工件的厚度)的孔可具有任何有效形式。实例孔(例如，如存在于石墨、碳化硅及其它陶瓷及碳质材料中)可呈开口(例如，“孔”或“单元”)的形式，所述开口具有由侧壁(例如，“基质”)界定且在侧壁之间界定的大体圆形或弯曲单元结构，所述侧壁由界定表面的结构(例如，塑形部分)的固体材料构成。
表面的孔径可取决于表面及包含所述表面的结构的设计及使用而变化。具有大于10微米的平均孔径的表面有时被称为大孔，而具有小于10微米的平均孔径的表面或固体有时被称为微孔。
本发明的方法使用激光能量从含有粒子的表面移除粒子。可执行方法以有效移除在用激光能量处理表面之前最初存在于表面上的一定量粒子的大部分。可有利地执行方法，使得通过消融仅对表面造成最小量的损害或无可辨别的损害。方法可尤其有用于有效地移除定位于表面的结构(形貌)处的粒子的大部分，所述表面吸引或保持粒子且使粒子难以移除，包含定位于多孔或含孔表面的孔结构内的粒子。
本发明的方法据信通过用激光能量加热表面而使粒子与表面分离，而不需要表面或粒子的消融，且优选地不造成表面或粒子的任何大量消融。表面处的加热据信造成定位于表面处或附近的气体膨胀，或表面上吸收的材料的加热及膨胀。此加热可影响暴露表面处的气体或经吸收材料，而且还可影响定位在孔的内部处或在吸收或保持粒子的任何其它类型的形貌处的表面处的气体或经吸收材料。膨胀气体或膨胀吸收材料使粒子在膨胀的位置处移动，此可从表面压迫粒子且将粒子与表面分离。膨胀气体产生远离表面的气流流动，所述气流流动载送粒子远离表面，而不需要表面材料的消融或经移除的粒子的消融。
可通过任何方法或技术应用激光能量到表面，所述方法或技术将提供足够能量以使粒子与表面分离。通过实例技术，激光能量可呈激光束的形式，所述激光束具有以一速率在表面上方经过且持续有效地使粒子与表面分离的一段时间的有用面积(光点大小)。可选择表面处的激光波长及总曝光时间的组合(基于光点大小及扫描速率)以均匀地应用激光能量的总量到整个表面。激光能量的总量可有效地使粒子与衬底分离，优选地不损害表面，即，不造成超过不显著数量的表面消融。
虽然一些表面可接受一定量的消融，但按有关物理形状及大小特征的高精确度的需求制造许多类型的经加工部分。本发明方法有利地能够从表面有效地移除粒子(例如，移除通过其它方法难以移除(例如归因于表面形貌)的粒子的大部分(如通过“胶带测试”测量))，而不造成归因于消融的超过微小或不显著程度的损害，如光学地(例如，使用数字光学显微镜)通过从表面移除的材料的数量测量。有用或优选方法可依低于将从表面移除50微米材料(如使用数字光学显微镜测量)的水平的激光能量的总量应用激光能量到所述表面。通过其它实例方法，激光能量的总量低于将从表面移除25、10或5微米材料(如使用数字光学显微镜测量)的水平。
应用于表面的区域的总激光能量通过因素组合确定，所述因素包含激光能量的形式或源(例如，波长)、经应用的激光能量的面积(例如，激光束的光点大小)及应用激光能量的时间长度(扫描速率)。
可在一氛围中执行方法，所述氛围促进粒子与表面分离到相邻氛围(例如其自身含有少量或非常低量(浓度)的粒子的氛围)中。一个实例是无尘室环境，例如，ISO Class10000或ISO Class 1000或更佳无尘室。激光能量可经扫描以覆盖整个表面(任选地用计算机控制以自动方式)以提供遍及表面的整个区域的激光能量的所要总量的完整及均匀应用。优选实例可使激光束自动均匀地扫掠遍及整个表面，通过在表面的所有位置处应用大致相等数目的遍次或曝光时间从所述整个表面移除粒子。任选地，在应用激光能量时，可应用真空源到所述表面，以收集与表面分离的粒子。在一些实例方法中，取决于表面的性质及经移除的粒子的类型及数量，应用激光能量到表面可在粒子与表面分离时产生呈粒子云的形式的可见数量的灰尘。
激光能量可呈任何有用形式，且可为脉冲式或非脉冲式的。有用激光波长的实例可在从100到1200纳米(nm)的范围中，例如，在从约100直到1064nm或1100nm的范围中，或从150或193纳米直到514、532或600nm的范围中等。具有更高能量的更短波长可为不必要的，这是因为不需要激光能量来造成(且优选地避免)表面及经移除的粒子的消融。实例激光可为基于任何激光源结构，例如掺杂钕的YAG(钇铝石榴石)晶体。
任选地，方法可包含一或多个额外过程，其在激光能量应用之前，或紧接在激光能量应用之后。实例表面可为本文描述的塑形部分的表面，先前(例如，紧接之前)已通过加工处理所述塑形部分，使得粒子存在于表面。可在应用激光能量于表面的过程之前的可选过程可为通过移除相对松散或容易移除的表面粒子(例如通过使用真空、超声波清洁或压缩空气)制备所述表面的过程。方法的其它可选过程可包含制备表面以通过应用激光能量应用促进粒子与表面分离的一或多个其它模式。石墨材料的一个实例是通过在存在含卤素气体的情况下使石墨材料经受高温以从石墨移除杂质而纯化所述石墨材料。见美国专利案3,848,739，所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。
可紧接在应用激光能量到表面之后的可选过程可通过超声波技术(还称为“超声波清洁”)的粒子移除。在一些例子中，超声波粒子移除可能够移除可在应用激光能量之后保持在表面处的粒子。超声波清洁方法及设备通常涉及在含粒子表面浸没于水介质中时使所述表面暴露于在20与200千赫的范围中的高频声波。用于超声波清洁的方法及设备已知且商业可得。
在图1展示所描述且包含特定可选处理方法的方法的实例特征。过程的第一部分可为形成承载表面的部分。此通过实例展示为通过加工(10)形成塑形部分。所述部分将包含表面处的粒子碎屑，包含(例如)定位于表面的孔内侧的粒子。实例表面及粒子可由陶瓷或碳质材料制成。可接着处理(20)塑形部分以制备所述表面用于应用激光能量(30)。在应用激光能量(30)期间，通过应用激光能量分离粒子与表面，此可加热表面及表面处的任何材料，而不造成表面或经移除的粒子的消融。在应用激光能量之后，可通过超声波清洁来清洁表面以移除任何剩余粒子(40)，且接着，可通过封装、运输或使用塑形部分进一步处理(60)塑形部分。任选地，可测试(50)部分的表面以在粒子移除之后检测表面处存在粒子及粒子的数量。
本发明方法可对从表面移除粒子高度有效，包含移除通过其它常见粒子移除技术(例如超声波粒子移除技术及溶剂清洁)难以或无法移除的粒子。本发明粒子移除方法的有效性可通过用于测量粒子(例如表面处的“灰尘”粒子)的存在的已知方法评估。
通过使用胶带测试方法，使用激光能量从表面移除粒子任选地结合后续超声波清洁的方法的有效性可被展示为相较于替代性粒子移除技术(例如仅超声波清洁)改进。凭借此比较，对每一测试使用共同对照样本，通过应用激光能量(单独，无超声波清洁)移除粒子的方法可移除明显大于通过超声波清洁技术移除的粒子量。
可通过使用受控制及均匀的压力应用透明胶带的黏合剂侧到表面(其含有粒子)，紧接着以受控制方式从表面移除胶带而使用胶带测试方法执行实例测试。胶带上的黏合剂将含有黏附到其的从表面移除的粒子。胶带可被放置于透明玻璃载物片上且可使用密度计来测量含有从表面移除的黏附粒子的胶带的区域处的胶带的不透明性。不透明性的程度与已从表面移除且转移到胶带的粒子的数量。更高不透明性指示相较于较低不透明性在表面上存在更多粒子(从表面移除)。
使用此“胶带测试”方法及作为最新加工的多孔石墨表面(“对照”表面)的含样本粒子表面测量，通过应用激光能量从表面移除的粒子数量可为在清洁表面之前在对照表面处存在的粒子数量的至少50％(如还通过同一“胶带测试”测量)。优选方法可被展示为移除对照表面处最初存在(即，在应用激光能量之前存在)的粒子数量的至少60％、70％、80％或90％或95％；即，应用到激光处理表面且从激光处理表面移除的胶带的不透明性相较于在应用激光能量到表面以从表面移除粒子之前应用到原始表面样本(对照)且从原始表面样本移除的胶带的不透明性低至少50％，优选地低至少60％、70％、80％或90％或95％。
方法可用于从包含待移除的粒子的任何表面有效移除粒子，且可尤其有助于从将用于以下项中的表面移除粒子：在清洁空间中，例如用于处理包含半导体或微电子装置衬底或其前驱体或衍生物的工件的真空腔室；或在无尘室中；或在处于无尘室环境中的半导体工具中；或在其中非常低程度的粒子污染是有用的或需要非常低程度的粒子污染的任何其它环境中。实例真空腔室可为更大系统的部分，例如离子植入系统、气相沉积腔室(例如，化学气相沉积腔室)或等离子体腔室。
如本文使用，“微电子装置”是包含电路及形成于其上的非常小(例如，微米级或更小)尺寸的相关结构的装置。实例微电子装置包含平板显示器、集成电路、存储器装置、太阳电池板、光伏打元件及微机电系统(MEMS)。微电子装置衬底是包含处于经制备以形成最终微电子装置的状态中的一或多个微电子装置或其前驱体的结构，例如晶片(例如，半导体晶片)。
真空腔室(例如离子植入系统的真空腔室)中有用的部分的实例包含已通过加工到所要尺寸(精确长度、宽度或高度中的一或多者)而塑形的陶瓷及碳质部分，且任选地包含其上的表面特征，例如接纳O型环的沟槽、螺栓孔、气体分布孔或通道、孔隙(例如，作为透镜有效)、毂、凸缘或类似者。表面可具有放置于腔室侧壁的内壁或流动结构、屏障层、支撑结构等上方的被称为内衬(保护性内衬)的真空腔室的内部的结构。
术语“内衬”是指具有两个相对主表面的基本上二维薄片或薄膜(例如，平面、平坦)，所述表面各自在长度方向及宽度方向两者上延伸，具有两个相对表面之间的厚度维度。厚度维度的量值基本上小于长度及宽度两者。内衬可取决于例如内衬的材料类型及内衬的物理特征(例如厚度)的因素而是柔性或刚性的。
实例
胶带测试
处理实例石墨表面用于如本文描述那样使用激光能量进行移除粒子，且使用其它方法用于比较。
参考图2，样本1(174497)展示在用于评估使用超声波清洁方法处理的石墨表面上存在粒子的“胶带测试”期间制备的载物片表面。从用超声波方法清洁的石墨表面制备标记为“斑点(mottling)可见”的载物片表面。载物片展示归因于存在从经超声波清洁的表面移除的粒子的阴影，且阴影包含“斑点”(不均匀)，其是经超声波清洁的石墨表面所典型的。
样本2(174498)展示测试比较性石墨表面，其是经热解密封石墨表面。“热解密封”或“热解碳”石墨表面通过覆盖且囊封表面粒子的致密热解碳涂层密封，因此胶带测试展示无粒子从涂布热解碳的表面移除。从表面制备的载物片的不透明性非常低，即，0.01，指示样本表面上存在非常低量的粒子。
样本3(174499)展示测试已通过激光能量处理以移除粒子的石墨表面。针对此测试，通过凭借用精细砂纸摩擦表面而有意地冲击表面以产生反射表面(此产生将具有在表面处存在的大量粒子的样本石墨表面)而制备“抛光石墨”含粒子石墨表面用于测试。使用胶带测试测试此初始(未经处理、“非激光”)表面且测量0.20的不透明性值。接着如本发明专利申请案中描述那样用激光能量处理表面以从表面移除粒子。使用胶带测试测试经激光处理表面(“激光”)且测量0.02的不透明性值。
扫描电子显微镜
还可通过使用扫描电子显微镜(SEM)光学评估在应用激光能量以移除粒子之前及之后的表面处的粒子数量。
图3A是尚未通过超声波清洁或通过激光能量处理以移除粒子的含粒子石墨表面的SEM影像。可在多孔表面观察到许多经冲击精细粒子。
图3B展示在表面已通过超声波清洁处理之后的相似表面。可在多孔表面处识别粒子(见箭头)。
图3C展示在表面已用激光能量处理以移除粒子之后的相似表面。表面不具有任何可识别粒子。

Claims (16)

1.一种从表面移除粒子的方法，所述方法包括：
在包含粒子的位置处应用激光能量到所述表面，使得应用的激光能量的数量足以使所述粒子与所述表面分离，其中所述表面是多孔的且是碳质或陶瓷。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子与所述表面分离，而不造成所述表面的大量消融。
3.根据权利要求1所述的方法，其中相较于在应用所述激光能量之前的所述表面，所应用的所述激光能量有效地将指示所述表面处的一定量粒子的测量值降低至少50％，如通过胶带测试方法测量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中如使用数字光学显微镜测量，所述经应用激光能量低于将从所述表面移除10微米的材料的水平。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面包括界定孔的固体基质，且所述粒子衍生自所述固体基质的材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面包括多孔石墨。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面包括多孔氧化铝。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光能量具有低于1200纳米的波长。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面是真空腔室的内部的组件的表面。
10.根据权利要求1所述的方法，其包括在应用所述激光能量之后，使用紫外清洁来清洁所述表面。
11.根据权利要求1所述的方法，其包括通过加工过程形成所述表面，所述粒子通过所述加工过程产生。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子包括碳质材料或陶瓷。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子包括石墨。
14.一种通过一方法制备的表面，所述方法包括：在包含粒子的位置处应用激光能量到含粒子表面，使得经应用的激光能量的数量足以使所述粒子与所述表面分离，其中所述表面是多孔的且是碳质或陶瓷。
15.一种半导体制造工具，其包括通过一方法制备的表面，所述方法包括：在包含粒子的位置处应用激光能量到含粒子表面，使得经应用的激光能量的数量足以使所述粒子与所述表面分离，其中所述表面是多孔的且是碳质或陶瓷。
16.根据权利要求15所述的工具，其中所述处理工具是：
薄膜沉积工具，其能够将薄膜沉积到微电子装置衬底上，或
蚀刻工具，其能够蚀刻微电子装置衬底的表面。
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