JPH07311181A - Method and apparatus for detecting surface state of substrate using sound wave - Google Patents

Method and apparatus for detecting surface state of substrate using sound wave

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JPH07311181A
JPH07311181A JP6129753A JP12975394A JPH07311181A JP H07311181 A JPH07311181 A JP H07311181A JP 6129753 A JP6129753 A JP 6129753A JP 12975394 A JP12975394 A JP 12975394A JP H07311181 A JPH07311181 A JP H07311181A
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sound wave
substrate
substrate surface
laser
pulse
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Eifuu Riku
永楓 陸
Katsunobu Aoyanagi
克信 青柳
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Abstract

PURPOSE:To detect variation in the surface state of a substrate, including a cleaning state or a state where transparent matters are adhering, by detecting a sound wave generated through interaction of a laser pulse and the surface of the substrate simultaneously with the cleaning on the surface of the substrate through irradiation with pulse laser. CONSTITUTION:A pulse beam from an KrF excimer laser oscillator 10 is fed to an optical system 12 where the energy density is made uniform and a substrate 18 on a stage 16 is irradiated with the pulse beam from the optical system 12 through a mirror 14. A sound wave generated through the irradiation is detected by means of a microphone 24, amplified through a preamplifier 26, and A/D converted 28 before being fed through an interface 20 to a RAM 22C at a control section 22 to be stored therein. A controller 30 delivers a pulse signal to the oscillator 10 and actuates a trigger 32 to cause the control section to deliver the digital sound wave signal to an oscilloscope 34. the oscilloscope 34 detects variation on the surface of the substrate 18 based on the amplitude, frequency spectrum, etc., of the detected sound wave.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体、金属、セラミ
ックス、磁性体あるいは光学素子などの表面(以下、こ
れらを総称して単に「基板表面」と称す。)の状態を検
出するための音波を用いた基板表面検出方法およびその
装置に関し、さらに詳細には、基板表面へのパルス・レ
ーザー照射による基板表面のクリーニング方法における
基板表面のクリーニング状態や、基板表面へのパルス・
レーザー照射による基板表面のクリーニング以外のその
他の基板表面状態の変化をともなう表面加工プロセスに
おける基板表面状態の変化を、リアルタイムで検出する
ことのできる音波を用いた基板表面検出方法およびその
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound wave for detecting the state of the surface of a semiconductor, a metal, a ceramics, a magnetic material, an optical element or the like (hereinafter collectively referred to simply as "substrate surface"). More specifically, the present invention relates to a substrate surface detection method and apparatus using the same, and more specifically, a substrate surface cleaning state in a substrate surface cleaning method by pulsed laser irradiation to the substrate surface and pulse
The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a substrate surface using sound waves capable of detecting in real time changes in the substrate surface state in a surface processing process other than the cleaning of the substrate surface caused by laser irradiation.

【0002】[0002]

【発明の背景および発明が解決しようとする課題】現
在、基板表面に付着した有機汚れや無機汚れなどの付着
物を基板表面から除去するためのクリーニング方法とし
て、例えば、本願出願人の出願にかかる特願平5−19
5538号「基板表面のドライ・クリーニング方法」に
開示されているように、表面に除去対象物としての付着
物を有した基板に対し、短波長のパルス状の出力ビーム
を持つパルス・レーザーを照射して、基板の表面に付着
した付着物を除去するクリーニング方法が知られてい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION At present, as a cleaning method for removing deposits such as organic stains and inorganic stains adhering to the surface of a substrate from the surface of the substrate, for example, an application by the applicant of the present application is applied. Japanese Patent Application 5-19
As disclosed in No. 5538 “Dry cleaning method for substrate surface”, a substrate having a deposit as an object to be removed on the surface is irradiated with a pulsed laser having a short wavelength pulsed output beam. Then, there is known a cleaning method for removing the deposits attached to the surface of the substrate.

【0003】従来、こうしたパルス・レーザーを用いた
クリーニング方法により基板表面のクリーニングを行う
場合において、基板表面のクリーニング状態を検出する
にあたっては、目測や光学顕微鏡あるいはCCDカメラ
などの受像装置およびビデオ・モニターなどの表示装置
などによる検出方法が用いられており、これにより基板
表面の観察と分析とを行っていた。
Conventionally, when the substrate surface is cleaned by such a cleaning method using a pulsed laser, an image receiving device such as an eye microscope or an optical microscope or a CCD camera and a video monitor are used to detect the cleaning state of the substrate surface. A detection method using a display device such as the above has been used, and the observation and analysis of the substrate surface have been performed by this.

【0004】ところが、上記した目測や光学顕微鏡ある
いはCCDカメラなどの受像装置およびビデオ・モニタ
ーなどの表示装置などによる検出方法においては、基板
に対してパルス・レーザーを照射するというクリーニン
グ・プロセスを一旦中断した後に、上記検出方法による
検出を行わなければならないものであり、上記クリーニ
ング・プロセスを実施しながらリアルタイムで検出する
ことができないという問題点があった。このため、上記
検出方法においては、作業効率や検出精度があまり良く
ないという問題点があった。
However, in the above-described detection method using the visual observation, the image receiving device such as the optical microscope or the CCD camera, and the display device such as the video monitor, the cleaning process of irradiating the substrate with the pulse laser is temporarily interrupted. After that, the detection must be performed by the above detection method, and there is a problem in that it cannot be detected in real time while performing the cleaning process. Therefore, the above-mentioned detection method has a problem that the work efficiency and the detection accuracy are not so good.

【0005】さらに、基板表面に付着した可視光に対し
て透明な付着物に関しては、可視光を使用する上記検出
方法においては検出できないという問題点があった。
Further, there is a problem that the above-mentioned detection method using visible light cannot detect an adhered matter which is transparent to visible light and adheres to the surface of the substrate.

【0006】また、精度の高い基板表面の検出方法とし
ては、電子顕微鏡法(SEM)、オージェ電子分光法
(AES)あるいはX線誘起電子分光法(XPS)など
があるが、これらの方法は、いずれもリアルタイムでの
検出を行うことができないとともに、検出時間が長時間
かかり、さらには高価な装置を必要とするという問題点
があった。
Further, as a highly accurate method for detecting a substrate surface, there are electron microscopy (SEM), Auger electron spectroscopy (AES), X-ray induced electron spectroscopy (XPS), etc. None of them have the problems that they cannot be detected in real time, the detection time is long, and an expensive device is required.

【0007】一方、リアルタイムでの基板表面検出方法
としては、レーザーによる表面反射率測定方法が知られ
ているが、このレーザーによる表面反射率測定方法にお
いては、レーザー・スポット内の局所的な微小な領域の
状態のみしか検出できないとともに、やはり透明な付着
物を検出することができないという問題点があった。
On the other hand, as a method for detecting the substrate surface in real time, a method for measuring the surface reflectance with a laser is known. In this method for measuring the surface reflectance with a laser, a local minute inside the laser spot is detected. There is a problem that it is not possible to detect only the state of the area, and it is also impossible to detect a transparent deposit.

【0008】また、特願平5−195538号「基板表
面のドライ・クリーニング方法」に開示したようなパル
ス・レーザーを用いたクリーニング方法の他に、基板表
面にパルス・レーザーを照射することにより、基板表面
の状態の変化をともなう表面加工プロセスにおける基板
表面状態の変化を検出する方法としても、目測や光学顕
微鏡あるいはCCDカメラなどの受像装置およびビデオ
・モニターなどの表示装置などによる検出方法、電子顕
微鏡法(SEM)、オージェ電子分光法(AES)ある
いはX線誘起電子分光法(XPS)などによる検出方法
ならびにレーザーによる表面反射率測定方法などが一般
に知られているが、やはり上記と同様な問題点が指摘さ
れていた。
Further, in addition to the cleaning method using a pulse laser as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-195538 “Dry cleaning method for substrate surface”, by irradiating the substrate surface with a pulse laser, As a method for detecting a change in the substrate surface state in the surface processing process accompanied by a change in the substrate surface state, a detection method using an image receiving device such as a visual measurement or an optical microscope or a CCD camera, and a display device such as a video monitor, an electron microscope. A detection method such as the SEM method (SEM), Auger electron spectroscopy (AES) or X-ray induced electron spectroscopy (XPS), and a surface reflectance measurement method using a laser are generally known, but the same problems as described above are still encountered. Was pointed out.

【0009】本発明は、上記したような従来の技術の有
するこのような種々の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、基板表面へのパルス・レ
ーザー照射による基板表面のクリーニング方法における
クリーニング状態や、基板表面へのパルス・レーザー照
射によるその他の基板表面状態の変化をともなう表面加
工プロセスにおける基板表面状態の変化を、リアルタイ
ムで検出することができるとともに、検出時間や装置な
どの検出コストを大幅に低減することができ、しかも可
視光ならびにその他の波長の光に対して透明な基板表面
に付着した付着物を含む種々の付着物と基板材料とに対
応することができる、音波を用いた基板表面検出方法お
よびその装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to irradiate a substrate surface by pulsed laser irradiation. In addition to being able to detect in real time the cleaning state in the cleaning method described above and the changes in the substrate surface state in the surface processing process that accompany changes in the substrate surface state due to pulsed laser irradiation to the substrate surface, the detection time and the device It is possible to significantly reduce the detection cost such as, and it is possible to deal with various kinds of deposits including the deposits adhered to the surface of the substrate which is transparent to visible light and light of other wavelengths and the substrate material. A method of detecting a substrate surface using a sound wave and an apparatus therefor are provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における音波を用いた基板表面検出方法およ
びその装置は、上記したパルス・レーザーの照射による
基板表面のクリーニングやその他の表面加工の際におけ
る基板表面状態の変化を検出するにあたって、パルス・
レーザーを基板表面に照射することによって基板表面か
ら発生される音波を検出し、この音波に基づいて基板表
面の変化をリアルタイムで検出しようとするものであ
る。
In order to achieve the above object, a method and apparatus for detecting a substrate surface using a sound wave according to the present invention include a substrate surface cleaning and other surface processing by irradiation of the pulse laser described above. In order to detect changes in the substrate surface condition during
By irradiating the substrate surface with a laser, a sound wave generated from the substrate surface is detected, and based on the sound wave, a change in the substrate surface is detected in real time.

【0011】例えば、基板表面のクリーニングあるいは
その他の処理のために、パルス・レーザーを基板上の所
定の領域に照射するとと同時に、レーザー・パルスと基
板表面との相互作用によって発生した音波を検出する。
この際に、マイクロフォンなどを用いて音波を検出して
もよい。そして、検出した音波の振幅や周波数スペクト
ルなどに基づいて、基板表面の変化の状態(基板表面の
付着物のクリーニング状況など)を検出する。
For example, for cleaning the substrate surface or other treatment, a pulsed laser is applied to a predetermined area on the substrate, and at the same time, a sound wave generated by the interaction between the laser pulse and the substrate surface is detected. .
At this time, a sound wave may be detected using a microphone or the like. Then, based on the detected amplitude and frequency spectrum of the sound wave, the change state of the substrate surface (such as the cleaning state of the adhered substances on the substrate surface) is detected.

【0012】[0012]

【作用】基板表面の検出を行う前に、パルス・レーザー
を照射してクリーニングしたり、あるいは表面加工した
りする当該基板と同一の材料により、同一の形状を備え
るようにして形成された試料の表面をクリーンにする。
この試料表面のクリーニングにあたっては、基板表面へ
のパルス・レーザーの照射によるクリーニング方法に限
らずに、任意のクリーニング方法を用いて良い。
[Operation] Before the detection of the surface of the substrate, the sample formed by the same material as the substrate to be cleaned by irradiating a pulsed laser or to be surface-processed has the same shape. Clean the surface.
In cleaning the sample surface, not only the cleaning method by irradiating the substrate surface with the pulsed laser, but also any cleaning method may be used.

【0013】次に、基板表面のクリーニングなどに用い
るパルス・レーザーと同じパラメータを持つパルス・レ
ーザーを、試料の表面に照射し、このときに発生する音
波の振幅や周波数スペクトルなどを予め記憶しておく。
Next, the surface of the sample is irradiated with a pulse laser having the same parameters as the pulse laser used for cleaning the surface of the substrate, and the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated at this time are stored in advance. deep.

【0014】その後に、例えば、基板表面にパルス・レ
ーザーを照射してクリーニングを開始するが、レーザー
・パルスが当該基板表面を照射する毎に当該基板の表面
から発生する音波の振幅や周波数スペクトルなどを、上
記記憶手段に記憶しておいた試料表面から発生される音
波の振幅や周波数スペクトルなどと比較する。
After that, for example, the substrate surface is irradiated with a pulse laser to start cleaning, and the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the surface of the substrate each time the laser pulse irradiates the surface of the substrate. Is compared with the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the sample surface stored in the storage means.

【0015】当該基板にパルス・レーザーを照射して行
われるクリーニングの進行につれて、当該基板表面から
発生する音波の振幅や周波数スペクトルなどが、試料表
面から発生される音波の振幅や周波数スペクトルなどに
近づいてくる。
As the cleaning performed by irradiating the substrate with the pulsed laser progresses, the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the surface of the substrate approaches the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the surface of the sample. Come on.

【0016】従って、試料表面から発生される音波の振
幅や周波数スペクトルなどを検出することにより、基板
表面のクリーニング状況を確認することができる。
Therefore, the cleaning condition of the substrate surface can be confirmed by detecting the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the sample surface.

【0017】ところで、上記した音波を用いた基板表面
検出方法およびその装置は、以下の三つのメカニズムが
総合的に作用して実現されるものと考えられるものであ
り、それら三つのメカニズムとは、 (1)レーザー・パルスによる基板表面からの音波の発
生 (2)基板表面へのパルス・レーザーの照射による基板
表面のクリーニングあるいはその他の処理による基板表
面反射率の変化、 (3)基板表面に付着している付着物などの存在による
基板表面振動への影響である。
By the way, it is considered that the above-described method and apparatus for detecting a substrate surface using sound waves are realized by the following three mechanisms acting comprehensively, and these three mechanisms are: (1) Generation of sound wave from substrate surface by laser pulse (2) Change in substrate surface reflectance due to cleaning or other treatment of substrate surface by irradiation of pulsed laser on substrate surface, (3) Adhesion to substrate surface This is an effect on the substrate surface vibration due to the presence of adhered substances.

【0018】まず、上記(1)のメカニズムについて説
明すると、パルス・レーザーと基板表面との相互作用に
おいて、レーザー・パルス中の光子は、エネルギー源と
運動量源として基板表面に作用する。ここにおいて、レ
ーザー・パルス中の光子は、1光子当たりhνのエネル
ギーとh/λの運動量とを持っている(なお、「h:プ
ランク定数」、「ν:レーザー周波数」および「λ:レ
ーザー波長」である。)。
First, the mechanism of (1) above will be explained. In the interaction between the pulse laser and the substrate surface, the photons in the laser pulse act on the substrate surface as an energy source and a momentum source. Here, the photons in the laser pulse have an energy of hν per photon and a momentum of h / λ (where “h: Planck's constant”, “ν: laser frequency” and “λ: laser wavelength”). ".).

【0019】即ち、基板にパルス・レーザーが照射され
ると、基板がレーザー光の一部を吸収し、光子のエネル
ギーと運動量とは、基板表面に与えられる。
That is, when the substrate is irradiated with the pulsed laser, the substrate absorbs a part of the laser light, and the energy and momentum of the photons are given to the substrate surface.

【0020】ところで、パルス・レーザーの瞬間エネル
ギー密度は極めて高いので、レーザー光のエネルギーと
運動量とによる、基板表面と基板表面に付着した付着物
との界面へのインパクトは、瞬間的に大きなものとな
る。このインパクトは、基板表面に振動を起こし、基板
表面において音波が生成される。
By the way, since the instantaneous energy density of the pulsed laser is extremely high, the impact of the energy and momentum of the laser light on the interface between the substrate surface and the deposits adhering to the substrate surface is momentarily large. Become. This impact causes a vibration on the substrate surface, and a sound wave is generated on the substrate surface.

【0021】上記のようにして生成された音波の振幅と
周波数スペクトルとは、レーザー・パルスのエネルギー
密度、波長、パルス幅、基板の表面状況(基板表面の付
着物の存在と種類、反射率など)、基板の材料ならびに
基板のサイズおよび形状に依存する。
The amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated as described above include the energy density of the laser pulse, the wavelength, the pulse width, the surface condition of the substrate (presence and types of deposits on the substrate surface, reflectance, etc.). ), Depending on the substrate material and the size and shape of the substrate.

【0022】次に、上記(2)のメカニズムについて説
明すると、パルス・レーザーを基板表面に照射して、基
板表面のクリーニングを行うなどの場合においては、基
板表面に照射したレーザー・パルス数の増加に従って、
基板表面の反射率(または吸収率)が変化する(ほとん
どの場合では、反射率が増加する。)。それによって、
基板表面に吸収されるレーザー・パルスのエネルギー
(または運動量)が変化する。
Next, the mechanism of (2) above will be explained. When the substrate surface is irradiated with a pulsed laser to clean the substrate surface, the number of laser pulses irradiated on the substrate surface is increased. According to
The reflectivity (or absorptivity) of the substrate surface changes (in most cases the reflectivity increases). Thereby,
The energy (or momentum) of the laser pulse absorbed on the substrate surface changes.

【0023】従って、基板表面から発生する音波の振幅
ならびに周波数スペクトルが変化することになる。
Therefore, the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the substrate surface will change.

【0024】さらに、上記(3)のメカニズムについて
説明すると、基板表面に付着している付着物の存在によ
って、基板表面の振動特性が変化する。
To explain the mechanism (3), the vibration characteristic of the surface of the substrate changes due to the presence of the deposits attached to the surface of the substrate.

【0025】従って、パルス・レーザーを基板表面に照
射して、基板表面のクリーニングを行う場合において
は、基板表面の付着物が除去されるにつれて、基板表面
の振動特性も変化していく。その結果として、基板表面
から発生する音波の振幅ならびに周波数スペクトルが変
化する。
Therefore, when the substrate surface is irradiated with the pulsed laser to clean the substrate surface, the vibration characteristics of the substrate surface change as the deposits on the substrate surface are removed. As a result, the amplitude and frequency spectrum of the sound wave generated from the substrate surface changes.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による音波を
用いた基板表面検出方法およびその装置の一実施例を詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a substrate surface detecting method using a sound wave and its apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0027】図1には、本発明による音波を用いた基板
表面検出装置の一実施例の概略構成が示されている。
FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of a substrate surface detecting apparatus using sound waves according to the present invention.

【0028】図1に示された本発明による音波を用いた
基板表面検出装置は、特願平5−195538号「基板
表面のドライ・クリーニング方法」に開示したようなパ
ルス・レーザーを用いたクリーニング方法において、基
板表面のクリーニング状態をリアルタイムで検出する際
に用いられるものである。
The substrate surface detecting apparatus using a sound wave according to the present invention shown in FIG. 1 is cleaned by using a pulse laser as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-195538, "Dry cleaning method for substrate surface". In the method, it is used when the cleaning state of the substrate surface is detected in real time.

【0029】即ち、この音波を用いた基板表面検出装置
においては、基板表面に付着した有機汚れや無機汚れな
どの付着物を基板表面から除去するために、基板表面に
対して照射するパルス・レーザーとして、エキシマ・レ
ーザーの中のKrFエキシマ・レーザーを採用してお
り、符号10は、KrFエキシマ・レーザー発振器10
を示している。このKrFエキシマ・レーザー発振器1
0からは、波長248nm、パルス幅20nsのパルス
状の出力ビーム(パルス・ビーム)が出力されるもので
ある。
That is, in the substrate surface detecting apparatus using this sound wave, a pulse laser for irradiating the substrate surface in order to remove adhering substances such as organic stains and inorganic stains adhering to the substrate surface from the substrate surface. The KrF excimer laser in the excimer laser is adopted as the reference numeral 10, and the reference numeral 10 indicates the KrF excimer laser oscillator 10.
Is shown. This KrF excimer laser oscillator 1
From 0, a pulsed output beam (pulse beam) having a wavelength of 248 nm and a pulse width of 20 ns is output.

【0030】なお、エキシマ・レーザー以外のパルス・
レーザーとして、YAGレーザー、CO2レーザーある
いは半導体レーザーなどを、基板材料や付着物の種類な
どに応じて適宜選択して使用してもよいことは勿論であ
り、本実施例と同一の作用効果を得ることができる。
Pulses other than excimer lasers
It is needless to say that a YAG laser, a CO 2 laser, a semiconductor laser, or the like may be appropriately selected and used as the laser according to the type of the substrate material or the adhered substance, and the same effects as those of the present embodiment can be obtained. Obtainable.

【0031】さらに、この音波を用いた基板表面検出装
置においては、KrFエキシマ・レーザー発振器10か
ら出力されるパルス・ビームは、均一の光強度分布を持
つビームに変換するビーム・ホモジェナイザなどの光学
系装置12により、エネルギー密度が均一化されて適当
な値に調節される。そして、ミラー14によって方向変
換されて、移動自在なステージ16上に載置された基板
18の表面に照射される。
Further, in the substrate surface detecting apparatus using this sound wave, the pulse beam output from the KrF excimer laser oscillator 10 is converted into a beam having a uniform light intensity distribution by an optical system such as a beam homogenizer. With the device 12, the energy density is homogenized and adjusted to a suitable value. Then, the direction is changed by the mirror 14, and the surface of the substrate 18 placed on the movable stage 16 is irradiated with the light.

【0032】そして、光学系装置12とステージ16と
は、インターフェース20を介して、CPU22a、R
OM22bおよびRAM22cを備えた制御部22に接
続されて制御されている。
The optical system device 12 and the stage 16 are connected to the CPUs 22a, R through the interface 20.
It is connected to and controlled by a control unit 22 including an OM 22b and a RAM 22c.

【0033】ROM22bには、図2に示すフローチャ
ートを参照しながら後に詳述する、本発明の実施に関連
するソフトウェアのアルゴリズムを実行するためのプロ
グラムなどが記憶されている。
The ROM 22b stores a program for executing an algorithm of software related to the implementation of the present invention, which will be described in detail later with reference to the flowchart shown in FIG.

【0034】また、RAM22cには、図示しないデー
タベースから読み出された、クリーンにした状態の基板
18表面へのKrFエキシマ・レーザー発振器10から
のレーザー・パルスの1パルス照射によって、クリーン
にした状態の基板18の表面から発生する音波を記憶す
る領域と、CPU20aがROM20bに記憶されたプ
ログラムを実行する際のワーキング・エリアとして使用
される領域とが設定されている。
Further, the RAM 22c is in a clean state by irradiating one laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10 onto the surface of the substrate 18 in a clean state read from a database (not shown). An area for storing sound waves generated from the surface of the substrate 18 and an area used as a working area when the CPU 20a executes the program stored in the ROM 20b are set.

【0035】さらに、基板18の隣接位置には、マイク
ロフォン24が基板18に対して適当な距離と角度とを
持って配設されており、このマイクロフォン24により
基板18から発生される音波が検出される。
Further, a microphone 24 is arranged adjacent to the substrate 18 with an appropriate distance and angle with respect to the substrate 18, and the sound wave generated from the substrate 18 is detected by the microphone 24. It

【0036】マイクロフォン24から出力された音波の
アナログ信号は、一旦プリアンプ26で増幅される。そ
れから、A/Dコンバーター28でデジタル信号に変換
された後に、インターフェース20へ送出される。
The analog signal of the sound wave output from the microphone 24 is temporarily amplified by the preamplifier 26. Then, after being converted into a digital signal by the A / D converter 28, it is sent to the interface 20.

【0037】また、KrFエキシマ・レーザー発振器1
0には、その出力などを制御するためのコントローラ3
0が接続されている。このコントローラ30は、パルス
信号をKrFエキシマ・レーザー発振器10へ送出する
と同時に、シンクロ出力からトリガー装置32へパルス
信号を出力する。そして、トリガー装置32へコントロ
ーラ30のシンクロ出力から出力されたパルス信号が入
力されると、トリガー装置32はインターフェース20
へトリガー信号を出力する。
Further, the KrF excimer laser oscillator 1
0 is a controller 3 for controlling the output etc.
0 is connected. The controller 30 sends a pulse signal to the KrF excimer laser oscillator 10 and, at the same time, outputs a pulse signal from the synchro output to the trigger device 32. When the pulse signal output from the synchro output of the controller 30 is input to the trigger device 32, the trigger device 32 causes the interface device 20 to operate.
The trigger signal is output to.

【0038】即ち、KrFエキシマ・レーザー発振器1
0からレーザー・パルスが1パルス発振される毎に、ト
リガー装置32がトリガーの動作をしてインターフェー
ス20へトリガー信号を出力し、制御部22はマイクロ
フォン24から送出される音波のデジタル信号を読み取
り始めるようになされている。
That is, the KrF excimer laser oscillator 1
Whenever one laser pulse is emitted from 0, the trigger device 32 operates as a trigger to output a trigger signal to the interface 20, and the control unit 22 starts reading the digital signal of the sound wave transmitted from the microphone 24. It is done like this.

【0039】なお、符号34は音波波形を観察するため
のオシロスコープであり、制御部22には基板18の表
面の状態を観察するためのモニター36が接続されてい
る。
Reference numeral 34 is an oscilloscope for observing the sound wave waveform, and a monitor 36 for observing the state of the surface of the substrate 18 is connected to the controller 22.

【0040】図2は、本発明のソフトウェアのアルゴリ
ズムを示すフローチャートであり、まずステップS20
2において、基板18の表面へのパルス・レーザーの照
射によるクリーニング・プロセスを始める前に、クリー
ニングの対象物としての基板18の材料の種類、形状な
らびにサイズなどの基板18の基板パラメータを制御部
22に入力し、RAM22cの所定の領域に記憶させ
る。
FIG. 2 is a flow chart showing the software algorithm of the present invention. First, step S20.
2, before starting the cleaning process by irradiating the surface of the substrate 18 with the pulsed laser, the control unit 22 sets the substrate parameters of the substrate 18 such as the type, shape and size of the material of the substrate 18 as an object to be cleaned. To be stored in a predetermined area of the RAM 22c.

【0041】ステップS202の処理を終了すると、ス
テップS204へ進み、KrFエキシマ・レーザー発振
器10から出力されるパルス・レーザーのエネルギー、
パルス幅、波長ならびにエネルギー密度などのパルス・
レーザーのレーザー・パラメータを制御部22に入力
し、RAM22cの所定の領域に記憶させる。
When the process of step S202 is completed, the process proceeds to step S204, and the energy of the pulse laser output from the KrF excimer laser oscillator 10,
Pulse width, wavelength and energy density
The laser parameters of the laser are input to the control unit 22 and stored in a predetermined area of the RAM 22c.

【0042】ステップS204の処理を終了すると、ス
テップS206へ進み、ステップS202で設定した基
板パラメータに対応するクリーンな基板に対して、ステ
ップS204で設定したレーザー・パラメータに対応す
るパルス・レーザーを照射したときに、クリーンな基板
の表面から発生する音波のパラメータ(振幅ならびに周
波数スペクトルなど)を、予め作成しておいたデータベ
ースから検索して、これを標準音波波形を示す標準音波
パラメータとしてRAM22cの所定の領域に記憶させ
る。
When the processing in step S204 is completed, the process proceeds to step S206, and the clean substrate corresponding to the substrate parameter set in step S202 is irradiated with the pulse laser corresponding to the laser parameter set in step S204. At this time, the parameters (amplitude and frequency spectrum, etc.) of the sound wave generated from the clean surface of the substrate are searched from a database created in advance, and this is used as a predetermined sound wave parameter indicating a standard sound wave waveform in a predetermined area of the RAM 22c. Store in the area.

【0043】ステップS206の処理を終了すると、ス
テップS208以降の処理へ進み、クリーニング・プロ
セスにより基板18の表面に対してKrFエキシマ・レ
ーザー発振器10からレーザー・パルスを照射するとと
もに、基板18の表面において発生する音波をマイクロ
フォン24によって検出して、基板18の表面のクリー
ニング状態をリアルタイムで検出する処理を行う。
When the processing of step S206 is completed, the process proceeds to the processing of step S208 and subsequent steps, and the surface of the substrate 18 is irradiated with the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10 by the cleaning process, and the surface of the substrate 18 is irradiated. The sound wave generated is detected by the microphone 24 to detect the cleaning state of the surface of the substrate 18 in real time.

【0044】即ち、ステップS208において、KrF
エキシマ・レーザー発振器10からのレーザー・パルス
を1パルスだけ基板18の表面に照射する。
That is, in step S208, KrF
The surface of the substrate 18 is irradiated with one pulse of the laser pulse from the excimer laser oscillator 10.

【0045】ステップS208の処理を終了すると、ス
テップS210へ進み、ステップS208における1パ
ルスのレーザー・パルスの照射により基板18の表面か
ら発生する音波のパラメータ(発生音波パラメータ)
と、標準音波パラメータとを比較する。
When the process of step S208 is completed, the process proceeds to step S210, and a parameter of a sound wave (generated sound wave parameter) generated from the surface of the substrate 18 by the irradiation of one pulse of the laser pulse in step S208.
And the standard sound wave parameters.

【0046】ステップS210の処理を終了すると、ス
テップS212へ進み、ステップS208の比較結果よ
り、基板18の表面から発生する音波とクリーンな基板
の表面から発生する音波とが同一であるか否か判定す
る。
When the process of step S210 is completed, the process proceeds to step S212, and it is determined from the comparison result of step S208 whether the sound wave generated from the surface of the substrate 18 and the sound wave generated from the surface of the clean substrate are the same. To do.

【0047】ステップS212の判定結果が否定
(N)、即ち、基板18の表面から発生する音波とクリ
ーンな基板の表面から発生する音波とが異なる場合に
は、基板18の表面がクリーンにはなっていないもので
あるので、ステップS208へ戻り、上記した処理を繰
り返す。即ち、KrFエキシマ・レーザー発振器10か
らのレーザー・パルスを1パルスだけ基板18の表面に
再度照射して、基板18の表面のクリーニングを行う。
その後に、上記したステップS210→ステップS21
2の処理を行う。
When the determination result of step S212 is negative (N), that is, when the sound wave generated from the surface of the substrate 18 and the sound wave generated from the surface of the clean substrate are different, the surface of the substrate 18 is clean. If not, the process returns to step S208, and the above-described processing is repeated. That is, the surface of the substrate 18 is cleaned by irradiating the surface of the substrate 18 again with one pulse of the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10.
After that, the above step S210 → step S21
Process 2 is performed.

【0048】一方、ステップS212の判定結果が肯定
(Y)、即ち、基板18の表面から発生する音波とクリ
ーンな基板の表面から発生する音波とが同一である場合
には、ステップS214へ進み、基板18上においてク
リーニングしていない領域が残存しているか否かを判定
する。
On the other hand, if the determination result of step S212 is affirmative (Y), that is, if the sound wave generated from the surface of the substrate 18 and the sound wave generated from the surface of the clean substrate are the same, the process proceeds to step S214. It is determined whether or not an uncleaned region remains on the substrate 18.

【0049】ステップS214の判定結果が肯定、即
ち、基板18上においてクリーニングしていない領域が
残存している場合には、ステージ16を移動させた後に
ステップS208へ戻り、上記した処理を繰り返す。
If the determination result of step S214 is affirmative, that is, if there is an uncleaned region on the substrate 18, the stage 16 is moved and the process returns to step S208 to repeat the above-described processing.

【0050】一方、ステップS214の判定結果が、否
定、即ち、基板18の表面を全てクリーニングした場合
には、クリーニング・プロセスと本発明による音波を用
いた基板表面検出の処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S214 is negative, that is, if the entire surface of the substrate 18 has been cleaned, the cleaning process and the substrate surface detection processing using sound waves according to the present invention are terminated.

【0051】上記したように本実施例においては、パル
ス・レーザーを用いたクリーニング・プロセスが始まる
と、1パルス毎に基板18の表面から発生する音波をマ
イクロフォン24で検出して、音波をデジタル信号に変
換して制御部22へ出力する。そして、制御部22は、
マイクロフォン24から送出された音波の発生音波パラ
メータと標準音波パラメータとを比較する。これら発生
音波パラメータと標準音波パラメータとの差が予め設定
された判定基準を満たすと、制御部22は、マイクロフ
ォン24から送出された音波とクリーンな基板の表面か
らの音波とが同じとなって、基板18の表面がクリーン
になったと判定する。それから、ステージ16を移動
し、基板18の他の領域のクリーニングを行うものであ
る。
As described above, in this embodiment, when the cleaning process using the pulse laser is started, the sound wave generated from the surface of the substrate 18 is detected by the microphone 24 for each pulse, and the sound wave is converted into a digital signal. And outputs to the control unit 22. Then, the control unit 22
The generated sound wave parameter of the sound wave sent from the microphone 24 is compared with the standard sound wave parameter. When the difference between the generated sound wave parameter and the standard sound wave parameter satisfies the preset determination criterion, the control unit 22 determines that the sound wave sent from the microphone 24 and the sound wave from the clean surface of the substrate are the same, It is determined that the surface of the substrate 18 is clean. Then, the stage 16 is moved to clean the other area of the substrate 18.

【0052】従って、KrFエキシマ・レーザー発振器
10からのレーザー・パルスを無駄に消費することな
く、最小限のパルス数により基板18のクリーニングを
行うことができる。
Therefore, the substrate 18 can be cleaned with the minimum number of pulses without wasting the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10.

【0053】即ち、基板18の表面へのKrFエキシマ
・レーザー発振器10からの1パルスのレーザー・パル
スの照射によって、制御部22に読み込まれた基板18
の表面から発生する音波は、予めRAM22cに記憶し
ておいた音波(クリーンにした状態の基板18表面への
KrFエキシマ・レーザー発振器10からの1パルスの
レーザー・パルスの照射によって、基板18の表面から
発生する音波である。)と比較される。そして、基板1
8の表面へのKrFエキシマ・レーザー発振器10から
のレーザー・パルスの照射を繰り返すうちに、基板18
の表面から発生する音波の波形が、RAM22cに記憶
してあるクリーンにされた基板18から発生する音波の
波形に近づき、予め設定された判定基準を満たすと、制
御部22は自動的に、基板18の表面のクリーニングが
完了し、基板18の表面がクリーンになったと判断する
ものである。
That is, by irradiating the surface of the substrate 18 with one pulse of the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10, the substrate 18 read by the control unit 22.
The sound wave generated from the surface of the substrate 18 is a sound wave previously stored in the RAM 22c (the surface of the substrate 18 is irradiated with one pulse of the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10 on the cleaned surface of the substrate 18). Sound waves generated from the. And the substrate 1
While repeating the irradiation of the laser pulse from the KrF excimer laser oscillator 10 onto the surface of the substrate 8, the substrate 18
When the waveform of the sound wave generated from the surface of the substrate approaches the waveform of the sound wave generated from the cleaned substrate 18 stored in the RAM 22c and the preset criteria are satisfied, the control unit 22 automatically sets the substrate. It is determined that the cleaning of the surface of 18 has been completed and the surface of the substrate 18 has become clean.

【0054】以下に、本発明による実験例を説明するこ
ととする。
The experimental examples according to the present invention will be described below.

【0055】図3(a)(b)は、基板18として銅基
板を用いた際における、パルス・レーザーによるクリー
ニング前のクリーンでない基板表面(図3(a))と、
パルス・レーザーによるクリーニング後のクリーンな基
板表面(図3(b))とを示す、基板表面を400倍に
拡大した光学顕微鏡写真である。
FIGS. 3A and 3B show an unclean substrate surface before cleaning by a pulse laser when a copper substrate is used as the substrate 18 (FIG. 3A).
FIG. 4 is an optical micrograph of a substrate surface magnified 400 times, showing a clean substrate surface after cleaning with a pulse laser (FIG. 3B).

【0056】図3(a)に示すように、パルス・レーザ
ーによるクリーニング前のクリーンでない基板表面に
は、基板表面上の付着物としてオイルなどの汚染物が観
察できる。こうした図3(a)に示す銅基板(基板パラ
メータの材料としては「銅と」なる。)をクリーニング
するために、レーザー・パラメータとして、248nm
の波長を持つKrFエキシマ・レーザー発振器10から
のレーザー・ビームを、光学系装置12としての石英レ
ンズによって「0.3cm×0.8cm」まで絞る。そ
して、100mJのパルス・エネルギーで銅基板に対し
て5パルス照射すると、図3(b)に示すクリーンな基
板を得ることができたものである。
As shown in FIG. 3 (a), contaminants such as oil can be observed as deposits on the surface of the substrate which is not clean before cleaning with the pulse laser. In order to clean such a copper substrate shown in FIG. 3A (which is "copper" as a material of the substrate parameter), a laser parameter of 248 nm is used.
The laser beam from the KrF excimer laser oscillator 10 having the wavelength of is narrowed down to “0.3 cm × 0.8 cm” by the quartz lens as the optical system device 12. Then, when the copper substrate was irradiated with 5 pulses at a pulse energy of 100 mJ, the clean substrate shown in FIG. 3B could be obtained.

【0057】以下の説明においては、こうした銅基板の
表面のクリーニング状態の変化を検出することとする。
In the following description, such a change in the cleaning state of the surface of the copper substrate will be detected.

【0058】まず、図1に示す装置により、図3(b)
に示すクリーンな表面の銅基板に、KrFエキシマ・レ
ーザー発振器10からのパルス・レーザーを1パルス照
射して、銅基板表面から発生する音波をマイクロフォン
24で検出し、マイクロフォン24から出力される音波
信号(アナログ信号)をプリアンプ26で100倍増幅
して、オシロスコープ34で観察すると、図4に示すよ
うな音波波形が観察される。この図4に示す音波波形
を、クリーンな基板表面から発生した音波として標準音
波パラメータを求めて、データベースに記憶させてRA
M22cに読み込ませるようにする。
First, the apparatus shown in FIG.
A pulsed laser from the KrF excimer laser oscillator 10 is radiated to the clean surface of the copper substrate shown in (1) to detect a sound wave generated from the surface of the copper substrate with the microphone 24, and a sound wave signal output from the microphone 24. When the (analog signal) is amplified 100 times by the preamplifier 26 and observed by the oscilloscope 34, a sound wave waveform as shown in FIG. 4 is observed. The sound wave waveform shown in FIG. 4 is obtained as a sound wave generated from a clean substrate surface, and standard sound wave parameters are obtained and stored in a database to store RA.
Make it read by M22c.

【0059】なお、図4におけるスケールは、縦軸が1
V/divであり、横軸は500μs/divである。
図4から明らかなように、クリーンな基板表面の波形の
振幅は、非常に小さくなる。
The scale in FIG. 4 has a vertical axis of 1
V / div and the horizontal axis is 500 μs / div.
As is clear from FIG. 4, the amplitude of the waveform on the clean substrate surface is extremely small.

【0060】次に、図1に示す装置により、図3(a)
に示す汚染物が付着した銅基板表面に、KrFエキシマ
・レーザー発振器10からのパルス・レーザーを1パル
スづつ照射すると、図2に示すフローチャートに従って
それと同時に、銅基板表面から発生する音波の波形の測
定が行われる。
Next, the apparatus shown in FIG.
When the pulsed laser from the KrF excimer laser oscillator 10 is radiated on the copper substrate surface on which the contaminant shown in (1) adheres, one pulse at a time, the waveform of the sound wave generated from the copper substrate surface is simultaneously measured according to the flowchart shown in FIG. Is done.

【0061】1番目のレーザー・パルスによっては、図
5(a)に示すような音波波形が得られる。図5(a)
に示す波形は、プリアンプ26の出力範囲を振り切るほ
どの大きな振幅を持っている。この大きな振幅は、銅基
板表面に大量の汚染物が存在していることを示してい
る。当然のことながら、図5(a)に示す音波波形と図
4に示す音波波形とは異なり、発生音波パラメータと音
波標準パラメータとは一致しないものであるため、ステ
ップS212の判断が否定となり、ステップS208へ
戻る。
A sound wave waveform as shown in FIG. 5A is obtained depending on the first laser pulse. Figure 5 (a)
The waveform shown in () has a large amplitude enough to shake the output range of the preamplifier 26. This large amplitude indicates the presence of large amounts of contaminants on the copper substrate surface. As a matter of course, unlike the sound wave waveform shown in FIG. 5A and the sound wave waveform shown in FIG. 4, the generated sound wave parameter and the sound wave standard parameter do not match, so the determination in step S212 is negative and the step Return to S208.

【0062】次に、2番目のレーザー・パルスを照射す
ると、図5(b)に示すような音波波形が得られる。図
5(a)の音波波形と図5(b)の音波波形とを比較す
ると、その振幅が大きく減少しているものであって、こ
れは銅基板表面の汚染物が減少していることを示してい
る。
Next, when the second laser pulse is irradiated, a sound wave waveform as shown in FIG. 5B is obtained. Comparing the acoustic wave waveform of FIG. 5 (a) and the acoustic wave waveform of FIG. 5 (b), the amplitude is significantly reduced, which indicates that the contaminants on the copper substrate surface are reduced. Shows.

【0063】さらに、3番目のレーザー・パルスを照射
すると、図6(a)に示すような音波波形が得られ、4
番目のレーザー・パルスを照射すると、図6(b)に示
すような音波波形が得られる。このように、レーザー・
パルスを銅基板表面に照射する毎に、音波波形の振幅が
小さくなっていく。
Further, when the third laser pulse is irradiated, a sound wave waveform as shown in FIG.
When the th laser pulse is irradiated, a sound wave waveform as shown in FIG. 6B is obtained. In this way, the laser
Each time the copper substrate surface is irradiated with the pulse, the amplitude of the sound wave waveform becomes smaller.

【0064】そして、5番目のレーザー・パルスを照射
すると、図7に示すような音波波形が得られた。この図
7に示す音波波形は、図4に示す音波波形とほぼ同一で
あり、銅基板の表面がクリーンになったことを意味して
いる。このとき、発生音波パラメータと音波標準パラメ
ータとはほぼ一致しており、制御部22は銅基板表面が
クリーンになったと判断するものである。
Then, when the fifth laser pulse was irradiated, a sound wave waveform as shown in FIG. 7 was obtained. The sound wave waveform shown in FIG. 7 is almost the same as the sound wave waveform shown in FIG. 4, which means that the surface of the copper substrate has become clean. At this time, the generated sound wave parameter and the sound wave standard parameter substantially match, and the control unit 22 determines that the surface of the copper substrate has become clean.

【0065】上記したように、レーザー・パルスを照射
する毎に、銅基板表面から発生する音波が変化するの
で、銅基板表面から発生する音波がクリーンな銅基板表
面から発生する音波と同一になると、銅基板表面もクリ
ーンになったと判定することができる。
As described above, the sound wave generated from the surface of the copper substrate changes each time the laser pulse is irradiated, so that the sound wave generated from the surface of the copper substrate becomes the same as the sound wave generated from the surface of the clean copper substrate. It can be determined that the surface of the copper substrate is also clean.

【0066】次に、表面をフェルト・ペンで塗りつぶし
た銅基板をクリーンにする際の実験例を示す。
Next, an example of an experiment for cleaning a copper substrate whose surface is filled with a felt pen will be described.

【0067】図8(a)は、表面をフェルト・ペンで塗
りつぶした銅基板表面の光学顕微鏡写真である。こうし
たフェルト・ペンの塗りつぶしは、数μmの厚さを持つ
表面付着汚染物となる。これに対して1番目のレーザー
・パルスを照射すると、図8(b)の下段に示すような
音波波形が得られる。そして、これに対してパルス・レ
ーザーの照射を続け、20パルス照射すると、図8
(b)の上段に示すような音波波形が得られ、銅基板表
面がクリーンになったことがわかる。
FIG. 8A is an optical micrograph of the surface of a copper substrate whose surface is painted with a felt pen. Such felt pen fills result in surface-attached contaminants with a thickness of a few μm. On the other hand, when the first laser pulse is irradiated, a sound wave waveform as shown in the lower part of FIG. 8B is obtained. Then, when pulse laser irradiation is continued for 20 pulses, the result of FIG.
The sound wave waveform as shown in the upper part of (b) is obtained, which shows that the surface of the copper substrate is clean.

【0068】このため、本発明によれば、基板表面に不
均一に分布する付着物を持つ基板に対して、無駄なレー
ザー・パルスを照射することなく、確実にクリーニング
を行うことができるようになるので、無駄な作業を行う
必要がないとともに、基板に損傷を与える恐れを解消す
ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to surely perform cleaning on a substrate having an adhered substance unevenly distributed on the substrate surface without irradiating useless laser pulses. Therefore, it is not necessary to perform useless work, and the risk of damaging the substrate can be eliminated.

【0069】また、光を利用した目測、光学顕微鏡、C
CDカメラなどで判別することのできない透明な基板表
面付着物を、確実に検出できるようになる。
Further, visual measurement using light, an optical microscope, C
It becomes possible to reliably detect a transparent substrate surface adhering matter that cannot be discriminated by a CD camera or the like.

【0070】なお、上記実施例においては、基板表面へ
のパルス・レーザー照射による基板表面のクリーニング
方法におけるクリーニング状態の検出に関して説明した
が、これに限られることなしに、基板表面へのパルス・
レーザー照射によるその他の基板表面状態の変化をとも
なう表面加工プロセスにおける基板表面状態の変化の検
出に、本発明を用いても良いことは勿論である。
In the above embodiment, the detection of the cleaning state in the method of cleaning the substrate surface by irradiating the substrate surface with the pulsed laser is described, but the present invention is not limited to this.
Needless to say, the present invention may be used to detect changes in the substrate surface state in the surface processing process that accompanies other changes in the substrate surface state due to laser irradiation.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0072】基板表面へのパルス・レーザー照射による
基板表面のクリーニング方法におけるクリーニング状態
や、基板表面へのパルス・レーザー照射によるその他の
基板表面状態の変化をともなう表面加工プロセスにおけ
る基板表面状態の変化を、リアルタイムで検出すること
ができるとともに、従来の技術と比較すると検出時間や
装置などの検出コストを大幅に低減することができる。
A cleaning state in a method for cleaning a substrate surface by irradiating a pulsed laser on the substrate surface and a change in the substrate surface state in a surface processing process accompanied by a change in other substrate surface states by the pulsed laser irradiation on the substrate surface It is possible to detect in real time, and it is possible to significantly reduce the detection time and the detection cost of the device and the like as compared with the conventional technology.

【0073】さらに、基板表面へのパルス・レーザー照
射による基板表面のクリーニング方法におけるクリーニ
ング状態を検出する際においては、基板表面に付着した
付着物が可視光ならびにその他の波長の光に対して透明
な付着物であっても、基板表面における付着物の存在を
確実に検出することができ、また、基板材料がどのよう
な材料であっても、基板表面の状態を検出することがで
きる。
Further, when detecting the cleaning state in the method of cleaning the substrate surface by irradiating the substrate surface with a pulsed laser, the adhered matter adhering to the substrate surface is transparent to visible light and light of other wavelengths. It is possible to reliably detect the presence of an adhering substance on the surface of the substrate even if it is an adhering substance, and it is possible to detect the state of the surface of the substrate regardless of the material of the substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による音波を用いた基板表面検出装置の
一実施例の概略構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a substrate surface detection apparatus using a sound wave according to the present invention.

【図2】本発明による音波を用いた基板表面検出装置の
ソフトウェアのアルゴリズムを示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flow chart showing an algorithm of software of the substrate surface detection apparatus using a sound wave according to the present invention.

【図3】図3(a)(b)は、基板として銅基板を用い
た際における、パルス・レーザーによるクリーニング前
のクリーンでない基板表面(図3(a))と、パルス・
レーザーによるクリーニング後のクリーンな基板表面
(図3(b))とを示すものであり、それぞれ基板表面
を400倍に拡大した光学顕微鏡写真である。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) show a non-clean substrate surface before cleaning with a pulsed laser (FIG. 3 (a)) and a pulsed substrate when a copper substrate is used as a substrate.
FIG. 4 shows a clean substrate surface (FIG. 3B) after cleaning with a laser, and is an optical microscope photograph in which the substrate surface is magnified 400 times.

【図4】図3(b)に示すクリーンな表面の銅基板に、
KrFエキシマ・レーザー発振器からのパルス・レーザ
ーを1パルス照射して、銅基板表面から発生する音波を
マイクロフォンで検出し、マイクロフォンから出力され
る音波信号(アナログ信号)をプリアンプで100倍増
幅して、オシロスコープで観察した際の音波波形の写真
であり、スケールは縦軸が1V/divであり、横軸は
500μs/divである。
FIG. 4 shows a clean surface copper substrate shown in FIG.
A pulse laser from a KrF excimer laser oscillator is irradiated for one pulse, a sound wave generated from the surface of the copper substrate is detected by a microphone, and a sound wave signal (analog signal) output from the microphone is amplified 100 times by a preamplifier, It is a photograph of a sound wave waveform when observed with an oscilloscope, and the scale has a vertical axis of 1 V / div and a horizontal axis of 500 μs / div.

【図5】図3(a)に示す汚染物が付着した銅基板表面
に、KrFエキシマ・レーザー発振器からのパルス・レ
ーザーを照射して、銅基板表面から発生する音波をマイ
クロフォンで検出し、マイクロフォンから出力される音
波信号(アナログ信号)をプリアンプで100倍増幅し
て、オシロスコープで観察した際の音波波形の写真であ
り、スケールは縦軸が1V/divであり、横軸は50
0μs/divであって、図5(a)は1番目のパルス
・レーザーの照射による状態を示し、図5(b)は2番
目のパルス・レーザーの照射による状態を示している。
FIG. 5: The copper substrate surface on which the contaminants shown in FIG. 3 (a) adhere is irradiated with a pulse laser from a KrF excimer laser oscillator, and the sound wave generated from the copper substrate surface is detected by a microphone. It is a photograph of the sound wave waveform when the sound wave signal (analog signal) output from the device is amplified 100 times with a preamplifier and observed with an oscilloscope, and the scale is 1 V / div on the vertical axis and 50 on the horizontal axis.
It is 0 μs / div, and FIG. 5A shows a state by irradiation with the first pulse laser, and FIG. 5B shows a state by irradiation with the second pulse laser.

【図6】図3(a)に示す汚染物が付着した銅基板表面
に、KrFエキシマ・レーザー発振器からのパルス・レ
ーザーを照射して、銅基板表面から発生する音波をマイ
クロフォンで検出し、マイクロフォンから出力される音
波信号(アナログ信号)をプリアンプで100倍増幅し
て、オシロスコープで観察した際の音波波形の写真であ
り、スケールは縦軸が1V/divであり、横軸は50
0μs/divであって、図6(a)は3番目のパルス
・レーザーの照射による状態を示し、図6(b)は4番
目のパルス・レーザーの照射による状態を示している。
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where a copper substrate surface having contaminants shown in FIG. 3A is irradiated with a pulse laser from a KrF excimer laser oscillator, and sound waves generated from the copper substrate surface are detected by a microphone. It is a photograph of the sound wave waveform when the sound wave signal (analog signal) output from the device is amplified 100 times with a preamplifier and observed with an oscilloscope, and the scale is 1 V / div on the vertical axis and 50 on the horizontal axis.
It is 0 μs / div, and FIG. 6A shows the state by the irradiation of the third pulse laser, and FIG. 6B shows the state by the irradiation of the fourth pulse laser.

【図7】図3(a)に示す汚染物が付着した銅基板表面
に、KrFエキシマ・レーザー発振器からの5番目のパ
ルス・レーザーを照射して、銅基板表面から発生する音
波をマイクロフォンで検出し、マイクロフォンから出力
される音波信号(アナログ信号)をプリアンプで100
倍増幅して、オシロスコープで観察した際の音波波形の
写真であり、スケールは縦軸が1V/divであり、横
軸は500μs/divである。
FIG. 7: The fifth pulse laser from the KrF excimer laser oscillator is applied to the surface of the copper substrate on which the contaminant shown in FIG. 3 (a) is attached, and the sound wave generated from the surface of the copper substrate is detected by the microphone. Then, the sound wave signal (analog signal) output from the microphone is 100
It is a photograph of a sound wave waveform when double-amplified and observed with an oscilloscope. The vertical axis of the scale is 1 V / div and the horizontal axis is 500 μs / div.

【図8】図8(a)は、表面をフェルト・ペンで塗りつ
ぶした銅基板表面を400倍に拡大した光学顕微鏡写真
であり、図8(b)は、図8(a)にKrFエキシマ・
レーザー発振器からパルス・レーザーを照射して、銅基
板表面から発生する音波をマイクロフォンで検出し、マ
イクロフォンから出力される音波信号(アナログ信号)
をプリアンプで100倍増幅して、オシロスコープで観
察した際の音波波形の写真であり、スケールは縦軸が1
V/divであり、横軸は500μs/divであっ
て、図8(b)上段は20番目のパルス・レーザーの照
射による状態を示し、図8(b)下段は1番目のパルス
・レーザーの照射による状態を示している。
FIG. 8 (a) is an optical micrograph of a copper substrate surface whose surface is painted with a felt pen, magnified 400 times, and FIG. 8 (b) is a KrF excimer film shown in FIG. 8 (a).
Sound wave signal (analog signal) output from microphone by radiating pulse laser from laser oscillator, detecting sound wave generated from copper substrate surface with microphone
Is a photograph of the sound wave waveform when it was amplified 100 times with a preamplifier and observed with an oscilloscope. The vertical axis of the scale is 1
V / div, the horizontal axis is 500 μs / div, the upper part of FIG. 8 (b) shows the state by irradiation of the 20th pulse laser, and the lower part of FIG. 8 (b) shows the state of the first pulse laser. The state by irradiation is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 KrFエキシマ・レーザー発振器 12 光学系装置 14 ミラー 16 ステージ 18 基板 20 インターフェース 22 制御部 22a CPU 22b ROM 22c RAM 24 マイクロフォン 26 プリアンプ 28 A/Dコンバーター 30 コントローラ 32 トリガー装置 34 オシロスコープ 36 モニター 10 KrF Excimer Laser Oscillator 12 Optical System Device 14 Mirror 16 Stage 18 Substrate 20 Interface 22 Control Unit 22a CPU 22b ROM 22c RAM 24 Microphone 26 Preamplifier 28 A / D Converter 30 Controller 32 Trigger Device 34 Oscilloscope 36 Monitor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板表面にパルス・レーザーを照射し、
前記パルス・レーザーの照射によって前記基板表面から
発生する音波に基づいて、前記基板表面の状態を検出す
ることを特徴とする音波を用いた基板表面状態検出方
法。
1. A substrate surface is irradiated with a pulsed laser,
A substrate surface state detection method using a sound wave, characterized in that the state of the substrate surface is detected based on a sound wave generated from the substrate surface by irradiation of the pulsed laser.
【請求項2】 前記パルス・レーザーは、前記基板表面
をクリーニングするために前記基板表面に照射するパル
ス・レーザーである請求項1記載の音波を用いた基板表
面状態検出方法。
2. The method for detecting a substrate surface state using a sound wave according to claim 1, wherein the pulsed laser is a pulsed laser which irradiates the substrate surface to clean the substrate surface.
【請求項3】 大気中またはガス中において前記基板表
面の状態を検出する請求項1または2のいずれか1項に
記載の音波を用いた基板表面状態検出方法。
3. The substrate surface state detecting method using a sound wave according to claim 1, wherein the state of the substrate surface is detected in the atmosphere or gas.
【請求項4】 前記パルス・レーザーの照射によって前
記基板表面から発生する音波の振幅または周波数スペク
トルに基づいて、前記基板表面の状態を検出する請求項
1、2または3のいずれか1項に記載の音波を用いた基
板表面状態検出方法。
4. The state of the substrate surface is detected based on the amplitude or frequency spectrum of a sound wave generated from the substrate surface by the irradiation of the pulsed laser. Method of substrate surface condition using the sound wave of.
【請求項5】 パルス・レーザーを照射するためのパル
ス・レーザー照射手段と、 前記パルス・レーザー照射手段によって所望の基板表面
に対してパルス・レーザーを照射したときに、前記所望
の基板表面から発生する音波を検出する検出手段と、 前記パルス・レーザー照射手段によってクリーンな基板
表面に対してパルス・レーザーを照射したときに、前記
検出手段によって検出された前記クリーンな基板表面か
ら発生する音波を記憶する記憶手段と、 前記検出手段によって検出された音波と前記記憶手段に
記憶された音波とを比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に基づいて前記基板表面の
状態を判定する判定手段とを有することを特徴とする音
波を用いた基板表面状態検出装置。
5. A pulsed laser irradiation means for irradiating a pulsed laser, and when the pulsed laser irradiation means irradiates the desired substrate surface with a pulsed laser, the pulsed laser irradiation means is generated from the desired substrate surface. Detecting means for detecting a sound wave to be generated, and storing a sound wave generated from the clean substrate surface detected by the detecting means when the pulse laser irradiation means irradiates the clean substrate surface with a pulse laser. Storage means, comparing means for comparing the sound wave detected by the detecting means with the sound wave stored in the storing means, and judging means for judging the state of the substrate surface based on the comparison result by the comparing means. A substrate surface state detecting apparatus using a sound wave, characterized by comprising:
【請求項6】 前記パルス・レーザー照射手段は、前記
所望の基板表面をクリーニングするためのパルス・レー
ザーを前記所望の基板表面に照射するためのパルス・レ
ーザー照射手段である請求項5記載の音波を用いた基板
表面状態検出装置。
6. The sound wave according to claim 5, wherein the pulsed laser irradiation means is a pulsed laser irradiation means for irradiating the desired substrate surface with a pulsed laser for cleaning the desired substrate surface. Substrate surface condition detector using.
【請求項7】 大気中またはガス中において前記所望の
基板表面の状態を判定可能な請求項5または6のいずれ
か1項に記載の音波を用いた基板表面状態検出装置。
7. The substrate surface state detection device using a sound wave according to claim 5, wherein the desired state of the substrate surface can be determined in air or gas.
【請求項8】 前記比較手段は、前記検出手段によって
検出された音波の振幅または周波数スペクトルと、前記
記憶手段に記憶された音波の振幅または周波数スペクト
ルとを比較する請求項5、6または7のいずれか1項に
記載の音波を用いた基板表面状態検出装置。
8. The method according to claim 5, wherein the comparing means compares the amplitude or frequency spectrum of the sound wave detected by the detecting means with the amplitude or frequency spectrum of the sound wave stored in the storage means. A substrate surface state detecting device using the sound wave according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7551271B2 (en) * 2002-11-18 2009-06-23 Panomics, Inc. Uncaging devices
JP2013221793A (en) * 2012-04-13 2013-10-28 Toshiba Corp Laser ultrasonic inspection device and inspection method
CN108020268A (en) * 2018-01-19 2018-05-11 河海大学常州校区 Transceiver ultrasonic probe dielectric stratifying property detection system

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