晶片背面或邊緣的清洗裝置及清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開晶片背面清洗裝置。上述晶片背面清洗裝置利用激光束去除晶片背面的異物，上述晶片背面清洗裝置包括：旋轉(zhuǎn)單元，用于使上述晶片以露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及激光束照射單元，用于向上述晶片背面的外圍部照射脈沖波激光束，并根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)，以變更上述脈沖波激光束的照射位置的方式進(jìn)行照射。
【專利說明】
晶片背面或邊緣的清洗裝置及清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及利用激光對(duì)固著于晶片背面和/或邊緣的微細(xì)異物進(jìn)行清洗的裝置及清洗方法。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及當(dāng)與化學(xué)濕式清洗或等離子清洗、以往的激光清洗方法進(jìn)行比較時(shí)，晶片的受損程度小，使在清洗工序中的再污染最小化，僅可對(duì)晶片背面和/或邊緣區(qū)域進(jìn)行局部性快速清洗的晶片背面或邊緣的清洗方法及清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1a示出在晶片背面(backside)存在異物的形態(tài)。為了在晶片的正面制造半導(dǎo)體，所要對(duì)晶片的正面反復(fù)執(zhí)行曝光(photolithography )、蝕刻(e tch ing)、蒸鍍(deposit1n)、研磨(polishing)等工序。在上述所有工序中，晶片借助真空(vacuum)或靜電(electro-static)力以堅(jiān)固地固定于晶片夾盤(holding chuck)的狀態(tài)下，所要維持極為平坦的正面，只有這樣才可對(duì)固定于晶片夾盤的晶片的正面執(zhí)行更加精密的半導(dǎo)體工序。在反復(fù)執(zhí)行上述半導(dǎo)體工序的過程中，在晶片的背面持續(xù)發(fā)生污染，尤其，晶片背面的外圍部容易向工序環(huán)境露出，從而，與晶片背面的中央部相比，污染程度更大。如圖1a所示，晶片W的背面F2，尤其，在晶片W的背面F2外圍部固著有異物P的情況下，固著于晶片夾盤C的晶片正面FUfront face)的高度變得不均勻，從而發(fā)生局部性的高度偏差H。在發(fā)生上述局部性的高度偏差的狀態(tài)下，若執(zhí)行曝光工序，則因高度偏差，會(huì)在晶片Wl的正面Fl發(fā)生焦點(diǎn)不相吻合的離焦(defocussing)現(xiàn)象。上述離焦現(xiàn)象導(dǎo)致在半導(dǎo)體工序中形成不良的圖案，這會(huì)降低芯片成品率(die yield)。最近，隨著半導(dǎo)體工序逐漸變得微細(xì)化，在曝光工序中，光源的焦深(D0F，Depth OfFocus)，S卩，焦點(diǎn)深度允許公差降低至10nm以下。這意味著在晶片高度偏差H大于10nm的情況下，無法準(zhǔn)確地與晶片的正面Fl的所需位置對(duì)焦。因此，在晶片W的背面F2固著有數(shù)百nm以上的異物P的情況下，在晶片W的正面Fl發(fā)生高度偏差，在上述偏差大于10nm的情況下，無法準(zhǔn)確對(duì)焦，從而必然會(huì)伴隨圖案不良。因此，為了精密地形成數(shù)十nm的微細(xì)圖案，需要去除存在于晶片背面的數(shù)百nm以上的微細(xì)異物P，只有這樣才可在沒有成品率下降的情況下制造半導(dǎo)體。并且，當(dāng)在蒸鍍工序后執(zhí)行研磨工序時(shí)，借助晶片背面的異物P，在從晶片正面以高的方式突出的部分會(huì)發(fā)生局部性過多研磨(over-polishing) 的現(xiàn)象 ，上述情況也可導(dǎo)致研磨不良 ，因而可成為引起成品率下降的另一種原因。如上所述，當(dāng)異物固著于晶片W的背面F2時(shí)，為了從晶片W的背面F2去除對(duì)半導(dǎo)體成品率產(chǎn)生嚴(yán)重的惡劣影響的微細(xì)異物P，通過噴射高壓水或者使用兆聲(megasonic)音波，或者以利用柔韌的旋轉(zhuǎn)刷(brush)的濕式清洗方式對(duì)晶片W的背面F2執(zhí)行清洗。但是，異物P以極大的接觸力固著于晶片W的背面F2，且上述異物P的粒子大小極小，從而很難確保有效的清洗力。并且，也存在很難選擇性或局部性地對(duì)在晶片中發(fā)生偏差最大的外圍部進(jìn)行清洗的缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域需要用于解決上述多種問題的方案。
[0003]圖1b示出存在于晶片邊緣(edge)的污染物質(zhì)的形態(tài)。為了在晶片的正面制造半導(dǎo)體，所要對(duì)晶片的正面反復(fù)執(zhí)行曝光(photolithograp hy)、蝕刻(etching)、蒸鍍(deposit1n)、研磨(polishing)等工序。目前，為了生產(chǎn)一個(gè)半導(dǎo)體器件，需要經(jīng)過反復(fù)執(zhí)行約500次的如上所述的工序來層疊數(shù)十層的膜，從而生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。在上述反復(fù)的半導(dǎo)體工序中，多種蒸鍍膜(amorphous-S1、poly_S1、Si02、Si3N4、TiN、A 1、Cu等)層疊于晶片上，在曝光工序中，上述蒸鍍膜形成光致抗蝕劑(PR，Photo Resist)圖案之后，再次經(jīng)過蝕刻、蒸鍍、研磨工序等。當(dāng)進(jìn)行上述工序時(shí)，正鍍膜、光致抗蝕劑、各種蝕刻之后的殘留粒子等污染物質(zhì)借助表面張力以突出的方式層疊于在晶片邊緣。并且，在晶片研磨工序之后，用于研磨工序的微細(xì)漿料(slurry)粒子集中分布于晶片邊緣。在晶片邊緣中，上述不均勻且不平坦的表面嚴(yán)重發(fā)生于約Im m以內(nèi)的區(qū)域中，在之后進(jìn)行的半導(dǎo)體制造工序中，上述污染物質(zhì)起到粒子(particle)源(source)的作用，從而成為降低半導(dǎo)體制造成品率的主要原因。最近，隨著半導(dǎo)體晶片的大小逐漸變大，為了最大程度確保有效器件的制造區(qū)域，有效去除存在于晶片邊緣區(qū)域的污染粒子極為重要。為了去除存在于晶片邊緣的多種污染物質(zhì)而嘗試了多種方法。在以往的方法中，具有通過向晶片邊緣噴射強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液來對(duì)晶片邊緣的異物及光致抗蝕劑進(jìn)行清洗、去除的化學(xué)濕式方法。但是，上述方法為噴射化學(xué)溶液的方法，因此，根本上難以僅對(duì)晶片邊緣的特定區(qū)域進(jìn)行選擇性清洗、晶片器件的表面因藥品而受損的可能性高，且難以全方位去除存在于邊緣的多種物質(zhì)。并且，以往的化學(xué)濕式方法必須所要經(jīng)過沖洗(rinse)和干燥(dry)過程，因此還存在需要很長(zhǎng)清洗時(shí)間的缺點(diǎn)。作為再一方法，具有利用等離子來對(duì)晶片邊緣區(qū)域進(jìn)行清洗的方法，但上述方法無法對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行精密的清洗，并且因形成強(qiáng)力的等離子，而存在容易對(duì)晶片器件引起電損傷(chargingeffect)的問題。作為另一技術(shù)，具有通過直接向晶片邊緣部照射紫外(UV)激光束來使污染物質(zhì)蒸發(fā)去除的技術(shù)。上述技術(shù)通過“UVTech”公司公開在美國(guó)專利US566979號(hào)及美國(guó)專利US7514015號(hào)。但是，所公開的技術(shù)因在激光束的清洗過程中發(fā)生強(qiáng)力的粉塵而存在無法防止晶片表面再次受到污染的缺點(diǎn)。雖然可通過強(qiáng)力的吸入裝置捕集在激光束清洗過程中發(fā)生的粉塵粒子，但由于在激光束清洗過程中發(fā)生的粒子的脫離速度和力量過快且過大，從而無法通過捕集空氣的方法完美去除在激光束照射中發(fā)生的粉塵。因此，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域需要用于解決上述多種問題的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供可使晶片在至少露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，向露出的晶片的背面外圍部照射脈沖波形態(tài)的激光束，從而可對(duì)晶片背面的異物進(jìn)行有效清洗的晶片背面清洗技術(shù)。
[0006]解決問題的方案
[0007]本發(fā)明一實(shí)施方式的晶片背面清洗裝置包括:旋轉(zhuǎn)單元，用于使上述晶片以至少露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn);激光束照射單元，用于向上述晶片背面的外圍部照射脈沖波激光束，并根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)，以改變上述脈沖波激光束的照射位置的方式進(jìn)行照射；以及集塵單元，用于對(duì)經(jīng)過上述脈沖波激光束的照射而從上述晶片背面的外圍部分離的異物進(jìn)行收集。
[0008]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的晶片背面清洗裝置包括:激光束產(chǎn)生部，用于產(chǎn)生脈沖寬度(pulse width)為Ims以下的脈沖波激光束;激光束傳輸部，用于傳輸上述脈沖波激光束;激光束照射部，用于對(duì)通過上述激光束傳輸部接收的脈沖波激光束進(jìn)行照射；以及晶片支撐部，以使上述晶片的正面朝上且背面朝下的方式支撐上述晶片，并允許上述晶片的背面清洗區(qū)域向從上述激光束照射部照射的脈沖波激光束露出。
[0009]本發(fā)明一實(shí)施方式的晶片邊緣清洗裝置包括:液體噴射單元，用于噴射液體，以在晶片的表面形成液體膜；晶片旋轉(zhuǎn)單元，用于使晶片旋轉(zhuǎn)，使得上述液體膜擴(kuò)展至晶片邊緣；以及激光束照射單元，為了以與固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)的方式去除污染物質(zhì)，使激光束透過上述液體膜來照射固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)。
[0010]發(fā)明的效果
[0011]本發(fā)明利用激光的晶片背面清洗方式可有效去除通過以往濕式清洗方法難以去除的固著性異物，并且本發(fā)明的裝置被模塊化，從而，若向以往濕式清洗設(shè)備供給模塊形態(tài)的本發(fā)明的裝置，則可去除具有甚微的晶片背面清洗力的以往濕式清洗方法的缺點(diǎn)。
[0012]并且，本發(fā)明利用液體膜和激光的晶片邊緣清洗方式不會(huì)引起作為以往化學(xué)濕式清洗方法及等離子清洗方法所存在的問題的晶片表面器件的損傷，通過對(duì)擴(kuò)展至晶片邊緣的液體膜進(jìn)行透過來向固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)照射激光束，因此可克服作為以往激光束清洗方法所存在的問題的熱損傷及再污染問題。
【附圖說明】
[0013]圖1a為用于說明固著于晶片背面的異物的形態(tài)和由此而引起的問題的圖。
[0014]圖1b為用于說明固著于晶片邊緣的異物的形態(tài)和由此而引起的問題的圖。
[0015]圖2為用于說明本發(fā)明第一實(shí)施例的晶片背面清洗裝置及利用其的晶片背面清洗方法的圖。
[0016]圖3為用于說明本發(fā)明第二實(shí)施例的晶片背面清洗裝置及利用其的晶片背面清洗方法的圖。
[0017]圖4及圖5為用于說明將利用激光的如上所述的晶片背面清洗技術(shù)與濕式清洗技術(shù)一同利用來更加有效地對(duì)晶片背面進(jìn)行清洗的技術(shù)的圖。
[0018]圖6為示出借助激光去除存在于晶片背面的固著性物質(zhì)的效果的照片。
[0019]圖7為用于說明本發(fā)明第三實(shí)施例的晶片背面清洗裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖8為用于說明本發(fā)明第四實(shí)施例的晶片背面清洗裝置及清洗方法的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖9為用于說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例向晶片背面照射的激光束的脈沖波特性的圖。
[0022]圖10為用于說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例取得晶片背面的異物的位置信息并利用上述位置信息執(zhí)行對(duì)異物的局部清洗的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023]圖11為用于說明本發(fā)明第五實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置及利用其的晶片邊緣清洗方法的圖。
[0024]圖12為主要用于說明本發(fā)明第五實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置的優(yōu)選的晶片旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖13為用于說明本發(fā)明第六實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置的圖。
[0026]圖14為用于說明本發(fā)明第七實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例的晶片清洗裝置包括:旋轉(zhuǎn)單元100，用于使晶片W在露出所要清洗的背面的外圍部的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn);激光束照射單元123，用于向上述晶片W背面的外圍部照射脈沖波激光束；以及集塵單元140，用于對(duì)經(jīng)過上述脈沖波激光束的照射而從上述晶片W的背面外圍部F2分離的異物進(jìn)行收集。當(dāng)照射激光束時(shí)，即使激光束照射單元123的位置固定于上述晶片W的背面?zhèn)?，上述激光束照射單?23也可根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)單元100的旋轉(zhuǎn)變更對(duì)于上述晶片W背面的上述脈沖波激光束的照射位置并照射激光束。上述旋轉(zhuǎn)單元100、上述激光束照射單元123及上述集塵單元140可由一個(gè)模塊構(gòu)成，在本實(shí)施例中，將上述模塊稱為“激光清洗模塊”。上述激光束照射單元123包括:激光產(chǎn)生部110，用于產(chǎn)生激光;激光傳輸部120，用于傳輸從上述激光產(chǎn)生部110產(chǎn)生的激光；以及激光束照射部130，使通過上述激光傳輸部120傳輸?shù)募す饩劢箒硐蛏鲜鼍琖背面F2的外圍部照射。在激光產(chǎn)生部110振蕩的激光束通過激光傳輸部120和激光束照射部130向晶片W的背面F2外圍部引導(dǎo)。并且，通過光傳輸部120傳輸?shù)募す馐ㄟ^包括一個(gè)以上的鏡頭的激光束照射部130被調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)男螒B(tài)和大小，從而向存在于晶片W背面F2的異物P照射?；诩す馐丈涞那逑磪^(qū)域向向晶片W中心方向移送激光束照射部130，從而可確定相當(dāng)于所需要面積的清洗區(qū)域。通常，固著于晶片W的背面F2的異物P集中存在于從外圍邊緣(或邊緣部)約1mm以內(nèi)的位置，因此，若將清洗區(qū)域定位在從外圍邊緣相隔1mm以內(nèi)的位置，則可快速執(zhí)行激光清洗。當(dāng)然，根據(jù)需要，可擴(kuò)大或縮減清洗區(qū)域。如圖2所示，在本實(shí)施例中，例如，形成于旋轉(zhuǎn)單元100的軸前端的夾盤C利用真空夾持晶片W的背面F2中心部來固定晶片W。因此，位于被夾盤C所遮擋的晶片W的背面中心部周邊向位于其下方的激光束照射單元123露出。晶片夾盤C需要使用硬度小于晶片的硬度(hardness)的物質(zhì)，這樣才可在進(jìn)行固定時(shí)防止晶片W受損。優(yōu)選地，晶片夾盤C為真空夾盤。并且，當(dāng)晶片夾具C的直徑大的情況下，由于增加晶片W的背面清洗區(qū)域受到限制，因此，準(zhǔn)備直徑盡可能小的晶片夾盤C。通常，優(yōu)選地，夾盤的直徑為200mm以下。為了對(duì)借助夾盤C固定的晶片W的背面F2外圍部整體進(jìn)行激光清洗，使用旋轉(zhuǎn)單元C來使晶片W向a I方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)單元100的夾盤C轉(zhuǎn)數(shù)為I OOOrpm以下。根據(jù)晶片W的旋轉(zhuǎn)，實(shí)際上并不回旋的激光束照射部130能夠以與對(duì)晶片W的中心部回旋相同的形態(tài)向晶片W背面照射激光束?？梢跃紤]在固定激光束照射部130的狀態(tài)下照射激光束的方式和使激光束照射部130向晶片W的半徑方向直線移動(dòng)并照射激光束的方式。優(yōu)選地，從激光產(chǎn)生部110產(chǎn)生的脈沖波激光束為了有效去除晶片背面F2的異物P而具有Ims以下的脈沖寬度(pulse width or pulse durat1n)，優(yōu)選地，為了使晶片W的熱損傷最小化，激光束的各個(gè)脈沖的能量為I OOmJ以下。并且，優(yōu)選地，激光束的波長(zhǎng)(wave I ength)為可使硅(Si)晶片有效吸收能量的紫外線至可視光線，S卩，200?SOOnm區(qū)域的波長(zhǎng)。從激光產(chǎn)生部110產(chǎn)生的脈沖波激光束通過光傳輸部120向具有激光束照射部1300的晶片W的背面F2附近引導(dǎo)，優(yōu)選地，將光纖維(optical fiber)用作上述光傳輸部120，從而可解決激光束的校正等問題。當(dāng)然，除了光纖維，還可利用包括反射鏡子(reflect1n mirror)的光傳輸部來向晶片W的背面附近傳輸脈沖波激光束。此時(shí)，作為利用于光傳輸部120的光纖維，若使用多模(mult1-mode)光纖維，則具有可向激光束照射部130傳遞能量得到均勻分布的脈沖波激光束的優(yōu)點(diǎn)。激光束照射部130包括光傳輸部120，更詳細(xì)地，包括:準(zhǔn)直鏡頭(collimat1nlens) 1302，用于使從光纖維的末端散開的激光束平行；以及照射鏡頭(project1n lens)1303，用于以規(guī)定大小向晶片W的背面F2照射激光束。向晶片W的背面F2照射的最終激光束的直徑d可通過變更激光束照射部130與晶片W之間的距離L來進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)激光束照射部130的位置過于接近晶片W時(shí)，照射鏡頭1303可被在清洗過程中發(fā)生的粉塵等所受到污染，從而，優(yōu)選地，將晶片之間的距離L維持在50mm以上。通常，晶片背面的去除對(duì)象異物的最大尺寸為數(shù)十um，因此，即使所照射的激光束的直徑d為Imm以下，也可確保充分的清洗區(qū)域。通常，優(yōu)選地，用于清洗的激光束能量密度為5J/cm2以下。在能量密度為5J/cm2以上的情況下，可在晶片的背面F2引起母材的損傷。優(yōu)選地，在相同位置，向異物照射的激光束的脈沖數(shù)通常為10脈沖以下。當(dāng)脈沖數(shù)為10脈沖以上時(shí)，因熱量累積而還可引起晶片背面的木材受損。在清洗晶片W的背面F2的過程中發(fā)生的粉塵可污染周邊光學(xué)計(jì)及裝置，因而需要最大程度地捕集并去除。為此，在激光束照射區(qū)域附近配置集塵單元140。集塵單元140包括集塵部1402和粉塵吸入器1401，粉塵吸入器1401可包括可吸入粉塵的真空栗或鼓風(fēng)機(jī)(fanblower)，集塵部1402用于捕集被吸入的粉塵。
[0029]參照?qǐng)D3，本發(fā)明第二實(shí)施例的晶片背面清洗裝置包括旋轉(zhuǎn)單元，上述旋轉(zhuǎn)單元使晶片W在露出晶片背面的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)單元包括第一支撐部10a和第二支撐部100a。上述第一支撐部10a與包括馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)單元相連接，由此自身相對(duì)于Xl向a2方向旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)，上述第一支撐部10a由輥?zhàn)有纬?，上述轉(zhuǎn)子在支撐晶片W的一側(cè)邊緣或邊緣部的狀態(tài)下，借助驅(qū)動(dòng)單元直接旋轉(zhuǎn)，上述第二支撐部10b由空轉(zhuǎn)(idle)型輥?zhàn)訕?gòu)成，上述空轉(zhuǎn)型輥?zhàn)釉谥尉瑆的另一側(cè)邊緣或邊緣部的狀態(tài)下進(jìn)行空轉(zhuǎn)。由于上述第二支撐部10b未與驅(qū)動(dòng)單元相連接，因此自身無法旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)，而是依賴于借助第一支撐部10a旋轉(zhuǎn)的晶片W的旋轉(zhuǎn)力來旋轉(zhuǎn)。例如，第一支撐部10a和第二支撐部10b可分別在外周面具有呈V形狀的支撐槽，以可支撐晶片W的邊緣部Wel、We2。實(shí)際上，由于整個(gè)晶片的背面F2露出，因此，上述方式的旋轉(zhuǎn)單元具有可使晶片背面F2的全部面積得到清洗的優(yōu)點(diǎn)。但是，若利用本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)單元，則存在在各個(gè)第一支撐部10a和第二支撐部10b和晶片W的邊緣接觸面之間重新生成微細(xì)異物的隱患，因此，作為預(yù)防上述情況的方法，作為上述第一支撐部10a及第二支撐部10b的材料，選擇可使因與晶片W發(fā)生接觸摩擦而產(chǎn)生的異物最小化的材料并加以利用。
[0030]參照?qǐng)D4，晶片的背面清洗方法大致包括第一步驟、第二步驟及第三步驟。第一步驟包括通過向上述晶片背面照射激光來去除存在于晶片背面F2，尤其，存在于晶片背面F2的外圍部的固著性大型物質(zhì)的步驟。此時(shí)，使晶片旋轉(zhuǎn)并向晶片背面F2照射激光束，由此可向晶片背面F2的幾乎整個(gè)面積照射激光束。若在晶片不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下照射激光束，則激光束的照射區(qū)域被確定為光斑形態(tài)，因此難以對(duì)整個(gè)晶片背面F2進(jìn)行激光束清洗。如上所詳述，利用集塵單元最大程度去除因激光束而從晶片背面F2分離的異物粉塵。第一步驟的激光束清洗利用在上述第一實(shí)施例或?qū)嵤├?中說明的清洗裝置的要素被模塊化的激光清洗模塊。第二步驟包括在利用激光束對(duì)晶片背面清洗處理之后，通過濕式清洗去除可形成于晶片背面或側(cè)面的微粒大小的微細(xì)殘?jiān)牟襟E。通常，即使使用充分強(qiáng)有力的集塵裝置，在經(jīng)過激光清洗之后，Ium以下的微粒(particle)性殘?jiān)源嬖谟谇逑磪^(qū)域周邊。并且，如圖3所示的第二實(shí)施例，在夾持晶片W的邊緣部We 1、We2來使晶片W旋轉(zhuǎn)的情況下，因晶片W的側(cè)面與支撐部相接觸而會(huì)生成并附著微細(xì)的受污染離子。若通過以往眾所周知的濕式清洗(包括水射流、兆聲、刷洗功能)對(duì)在上述激光清洗工序中發(fā)生的微細(xì)污染粒子進(jìn)行收尾處理，則可完全去除在激光清洗后可能發(fā)生的極微細(xì)粒子。在包括激光清洗模塊的設(shè)備內(nèi)，上述第二步驟的濕式清洗可在與上述激光清洗模塊相分離或相隔離的濕式模塊中執(zhí)行，如上所述，上述濕式清洗模塊可包括以往濕式清洗(包括水射流、兆聲、刷洗功能)。最后，第三步驟為在第二步驟之后，即，在濕式清洗之后對(duì)晶片進(jìn)行沖洗并干燥的步驟。沖洗和干燥方式可使用在一般的濕式清洗工序中執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)方式。參照?qǐng)D5，晶片清洗系統(tǒng)1000包括晶片裝載端口部1、晶片移送部2及晶片清洗部3。在晶片裝載端口部I放置有收容有多個(gè)晶片的晶片載體O。在晶片移送部2配置有晶片移送機(jī)器人20，若放置于晶片裝載端口部I的晶片載體O的門被開啟，則上述晶片移送機(jī)器人20從晶片載體O取出晶片并向上述清洗部3傳遞晶片。清洗部3為依次對(duì)從晶片移送機(jī)器人20接收的晶片進(jìn)行激光清洗和濕式清洗的部分，清洗部3包括晶片分配單元31、第一清洗模塊32a及第二清洗模塊32b、第一濕式清洗模塊33a及第三濕式清洗模塊33b。上述晶片分配單元31可執(zhí)行接收晶片并向第一清洗模塊32a及第二清洗模塊32b裝載晶片的作業(yè)和從第一清洗模塊32a及第二清洗模塊32b卸載背面經(jīng)過清洗的晶片。優(yōu)選地，為了清洗晶片的背面，若第一個(gè)晶片進(jìn)入，則上述晶片分配單元31第一次向向第一激光清洗模塊32a供給晶片來使第一激光清洗模塊32a執(zhí)行激光清洗。在第一激光清洗模塊32a對(duì)晶片背面進(jìn)行激光清洗期間，會(huì)及時(shí)供給第二個(gè)晶片，晶片分配單元31向激光清洗模塊32b供給上述第二個(gè)晶片來使激光清洗模塊32b執(zhí)行激光清洗。如上所述，在清洗部3形成兩個(gè)以上的激光清洗模塊，由此可提高清洗處理速度(throughput)。在第一激光清洗模塊32a或第二激光清洗模塊32b對(duì)堅(jiān)固地固著于晶片背面的異物進(jìn)行去除之后，在需要對(duì)微細(xì)粒子粉塵，尤其，需要對(duì)在激光清洗過程中產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行更加精密的清洗的情況下，上述晶片分配單元31向位于第一激光清洗模塊32a或第二激光清洗模塊32b的對(duì)側(cè)的第一濕式清洗模塊33a或第二濕式清洗模塊33b傳遞上述粉塵。第一濕式清洗模塊33a及第二濕式清洗模塊33b可利用水、水射流、兆聲、刷洗等方式對(duì)晶片的前部面和后部面均進(jìn)行清洗處理。當(dāng)然，作為以干式處理的激光清洗的追加工序，可在需要極限的晶片清潔度的情況下，上述濕式清洗可作為選項(xiàng)來使用。并且，相反，在以往濕式清洗裝置安裝激光清洗模塊，由此，當(dāng)需要去除極為強(qiáng)力的固著性粒子時(shí)，也可將激光清洗作為選項(xiàng)來使用。形成兩個(gè)以上濕式清洗模塊的原因也在于用于提高清洗處理速度。圖6示出存在于晶片背面的固著性異物借助激光而得到有效去除的狀態(tài)。上述固著性異物為無法通過以往濕式清洗方法進(jìn)行去除的異物。最終，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明提供使用激光來有效去除存在于晶片背面的固著性異物的方法，由此具有可進(jìn)行快速清洗、清洗工序簡(jiǎn)單、還可制成小尺寸的清洗裝置、可從晶片外圍僅對(duì)一部分區(qū)域進(jìn)行局部性的快速清洗的優(yōu)點(diǎn)。并且，若以激光清洗模塊的形態(tài)適用于晶片清洗裝置，則可克服對(duì)晶片背面固著性異物的去處力甚微的以往濕式清洗方式的缺點(diǎn)。
[0031]參照?qǐng)D7，本發(fā)明第三實(shí)施例的晶片背面清洗裝置包括:旋轉(zhuǎn)單元，用于使晶片W在向上露出所要清洗的背面F2的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及激光束照射單元123，用于在上述晶片背面F2的上方照射脈沖波激光束。本實(shí)施例的晶片背面清洗裝置代替以使晶片的背面向下方露出的方式支撐晶片并使其旋轉(zhuǎn)的上述實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)單元，使包括第一支撐部100a’和第二支撐部100b’的旋轉(zhuǎn)單元以使晶片背面F2向上方露出的方式支撐上述晶片W的狀態(tài)下使晶片旋轉(zhuǎn)。在此情況下，從晶片背面F2分離的大部分異物以粉塵狀態(tài)殘留在晶片的背面F2。因此，本實(shí)施例的晶片背面清洗裝置還包括向晶片背面F2噴射高壓液體來去除存留在晶片背面F2的異物的液體噴射單元150。上述液體噴射單元150可包括從晶片背面F2上方移動(dòng)的液體噴射噴嘴，優(yōu)選地，上述液體噴射噴嘴可沿著上述晶片W的直徑方向進(jìn)行直線往復(fù)移動(dòng)。隨著本實(shí)施例的晶片背面清洗裝置利用液體噴射單元150，可省略在上述實(shí)施例中以捕集的方式去除異物粉塵的集塵單元。并且，液體噴射單元150可通過濕式方式去除殘留在晶片背面的異物，因此，根據(jù)液體噴射單元150的液體噴射條件及液體的種類，在進(jìn)行激光清洗之后，可考慮省略或簡(jiǎn)化額外的濕式清洗。本實(shí)施例中未具體說明的結(jié)構(gòu)可按原狀適用上述實(shí)施例。
[0032]以下，將對(duì)本發(fā)明第四實(shí)施例的晶片背面清洗裝置及清洗方法進(jìn)行說明。以下，在說明本實(shí)施例的過程中，會(huì)詳細(xì)說明與上述實(shí)施例不同的內(nèi)容，但是對(duì)類似或相同內(nèi)容，為了防止重復(fù)而省略對(duì)其的說明。參照?qǐng)D8，圖中可以觀察到通過激光束對(duì)固著于晶片W背面的微細(xì)異物R進(jìn)行干式清洗的裝置，即，晶片背面干式清洗裝置I。上述晶片背面干式清洗裝置I包括:激光束產(chǎn)生部2，用于產(chǎn)生脈沖波激光束;激光束照射部4，用于向晶片W的背面照射上述脈沖波激光束;激光束傳輸部3，用于向上述激光束照射部4傳輸從上述激光束產(chǎn)生部2產(chǎn)生的激光束；以及晶片支撐部5，用于支撐上述晶片W并使上述晶片W的背面向從上述激光束照射部4照射的脈沖波激光束露出。在說明本實(shí)施例的過程中，應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“露出”表示脈沖波激光束到達(dá)晶片W的背面即可。即，即使存在晶片W的背面與激光束照射部4之間的任意客體，只要上述客體可使脈沖波激光束透過，就應(yīng)看成上述晶片W的背面向脈沖波激光束露出。如上所述，從上述激光束產(chǎn)生部2產(chǎn)生并從上述激光束產(chǎn)生部2振蕩的脈沖波激光束通過激光束傳輸部3被引導(dǎo)于晶片W的背面附近。激光束照射部4在上述晶片W的背面附近以朝向上述晶片W的背面的方式配向的狀態(tài)下，將通過上述激光束傳輸部3傳遞的激光束調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)男螒B(tài)和大小來向存在于晶片W背面的異物R照射。上述晶片支撐部5包括以夾持晶片W邊緣的方式固定的固定夾具，用于向從上述激光束照射部4照射的脈沖波激光束露出晶片W背面。在本實(shí)施例的說明中，將晶片支撐部和固定夾具的指示號(hào)碼統(tǒng)一使用為“5”。優(yōu)選地，當(dāng)夾持晶片時(shí)，固定夾具5由硬度(hardness)小于晶片W的硬度的材料制造，以防止晶片W受損。并且，上述固定夾具5與可進(jìn)行X-Y移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)(未圖示)相連接。因此，存在于晶片W背面的多個(gè)位置的異物R可在基于晶片W的X-Y移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而得到調(diào)節(jié)的位置被從激光束照射部4局部性照射的脈沖波激光束所有效且精密地得到去除。另一方面，如圖9所示，優(yōu)選地，上述激光束產(chǎn)生部2為了有效地去除背面異物而產(chǎn)生脈沖寬度(pulse width or pulse durat1n)為Ims以下的激光束。為了使向晶片施加的熱量累積最小化，脈沖與脈沖之間的間距為10usecond以上。并且，優(yōu)選地，各個(gè)脈沖的能量為ImJ以上。并且，優(yōu)選地，上述激光束的波長(zhǎng)(wavelength)為300?750nm可視光線區(qū)域。再次參照?qǐng)D8，從上述激光束產(chǎn)生部2射出的脈沖波激光束通過激光束傳輸部3被引導(dǎo)于晶片W的背面附近。此時(shí)，作為上述激光束傳輸部3，利用光纖維(optical fiber)有利于解決激光束的校正(align)等問題。優(yōu)選地，上述光纖維為多模光纖維，上述多模光纖維具有能夠以均勻的能量分布向激光束照射部5傳遞脈沖波激光束的優(yōu)點(diǎn)。但是，也可以考慮作為以如上所述的方式向晶片W的背面附近引導(dǎo)脈沖波激光束的激光束傳輸部3，利用反射鏡子。上述激光束照射部4包括上述激光束傳輸部3，更具體地，包括:準(zhǔn)直鏡頭41，使從上述激光傳輸部的末端散開的激光束平行；以及照射鏡頭42，用于向晶片邊緣集中照射激光束。向上述晶片W的背面照射的最終脈沖波激光束的直徑d可通過變更上述激光束照射部42與晶片W之間的距離L來調(diào)節(jié)。若上述激光束照射部4的位置過于接近晶片W，則照射鏡頭40被在清洗過程中發(fā)生的粉塵等所受到污染的可能性高。因此，優(yōu)選地，晶片W與照射鏡頭40之間的距離L維持在50mm以上。通常，晶片背面W的去除對(duì)象異物的最大尺寸為數(shù)十um，因此，即使所照射的激光束的直徑d為Imm以下，也可確保充分的清洗區(qū)域。通常，優(yōu)選地，用于清洗的激光束能量密度為5J/cm2以下。在激光束能量密度大于5J/cm2的情況下，可引起晶片W背面母材的損傷。優(yōu)選地，在相同的照射位置，向異物照射的激光束的脈沖數(shù)為10脈沖以下。當(dāng)脈沖數(shù)大于10脈沖時(shí)，因熱量的累積而還可引起晶片背面木材受損。并且，為了捕集在對(duì)晶片W背面進(jìn)行清洗的過程中產(chǎn)生的粉塵，上述晶片背面干式清洗裝置I包括集塵器7及與集塵器7相連接的集塵部8。在利用激光束的干式清洗過程中所產(chǎn)生的粉塵可能污染周邊光學(xué)計(jì)及裝置，因而需要最大程度地捕集并去除。作為上述集塵器7，可利用真空栗或鼓風(fēng)機(jī)。上述集塵部8以能夠移動(dòng)的方式配置于晶片W的背面附近，從而可有效去除在基于激光束的異物清洗過程中所產(chǎn)生的粉塵。在圖10中，以框結(jié)構(gòu)圖來示出通過準(zhǔn)確地找出存在于晶片W背面的異物的位置，從而向存在于對(duì)應(yīng)位置的異物R(參照?qǐng)D8)選擇性照射脈沖波激光束來可有效提高異物去除效率的干式清洗裝置。參照?qǐng)D10，上述晶片背面干式清洗裝置I還包括可對(duì)上述晶片支撐部5的X-Y移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)移動(dòng)進(jìn)行控制的控制器9，使得從激光束照射部4照射的激光束對(duì)準(zhǔn)晶片W背面的異物。作為代替技術(shù)方案，控制器9對(duì)激光束照射部4的移動(dòng)進(jìn)行控制，從而也可執(zhí)行使激光束對(duì)準(zhǔn)晶片W背面異物的控制。上述控制器9為了使激光束對(duì)準(zhǔn)晶片W背面的異物，所要了解晶片W背面的異物位置信息，為了取得上述異物位置信息而使用兩種設(shè)備。其中一種設(shè)備為曝光設(shè)備U，另一種設(shè)備為晶片背面粒子檢查設(shè)備12。曝光設(shè)備11為了精密的曝光工序而對(duì)晶片W的正面執(zhí)行精密的掃描。此時(shí)，在晶片W背面存在引起問題的大異物R的情況下(參照?qǐng)D1)，會(huì)發(fā)生晶片W表面高度偏差h(參照?qǐng)D1)，且可準(zhǔn)確地測(cè)定上述位置。晶片背面粒子檢查設(shè)備12向背面的表面照射激光束。此時(shí)，在晶片背面存在異物的情況下，會(huì)發(fā)生激光束的散射。晶片背面粒子檢查設(shè)備12可通過精密地測(cè)定出激光束的散射量來準(zhǔn)確地測(cè)定異物的存在位置和大小。如上所述，本實(shí)施例的晶片背面的干式清洗裝置I可局部性地向晶片W的背面照射激光束。因此，若知道異物的準(zhǔn)確位置信息，則可快速對(duì)上述異物進(jìn)行局部性清洗。即，在上述干式清洗裝置I中，曝光設(shè)備11或晶片背面粒子檢查設(shè)備12以文件形態(tài)向控制器9提供晶片背面的異物位置信息數(shù)據(jù)，上述控制器9使與晶片支撐部5相連接的工作臺(tái)移動(dòng)的異物的存在位置與照射激光束的位置相匹配，由此可僅對(duì)引起問題的異物進(jìn)行選擇性、局部性的清洗。如上所述的選擇性、局部性的清洗能力只有利用激光的干式清洗方法才可實(shí)現(xiàn)，上述方法具有可快速去除晶片背面的異物的優(yōu)點(diǎn)。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，上述實(shí)施例提供使用激光束來有效去除存在于晶片背面的固著性微細(xì)異物的干式清洗技術(shù)，通過上述干式清洗技術(shù)，可快速對(duì)固著于晶片背面的異物進(jìn)行清洗。并且，具有清洗工序簡(jiǎn)單、可將清洗裝置制成小尺寸(footprint)、且可快速僅對(duì)存在微細(xì)異物的部分進(jìn)行清洗的優(yōu)點(diǎn)。
[0033]參照?qǐng)D11及圖12，本發(fā)明第五實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置包括:液體噴射單元100，用于噴射液體，以在晶片W的表面形成液體膜;晶片旋轉(zhuǎn)單元200，用于使晶片旋轉(zhuǎn)，使得上述液體膜擴(kuò)展至晶片W邊緣;激光束照射單元300，為了以與固著于晶片W邊緣的污染物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)的方式去除污染物質(zhì)，使激光束透過上述液體膜來照射固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)。如圖11所示，上述液體噴射單元100作為在借助以下將詳細(xì)說明的晶片旋轉(zhuǎn)單元200旋轉(zhuǎn)中的晶片W上形成液體膜的單元，上述液體噴射單元100包括:液體供給部110 ；以及噴嘴部120，從液體供給部110接收液體并直接向晶片W上噴射液體。優(yōu)選地，從液體供給部110供給并通過液體噴射噴射部120噴射的液體利用用于半導(dǎo)體制造工序的去離子水(de-1onized water)。優(yōu)選地，使在液體噴射噴嘴部120中的噴射液體的出口變小，并使液體噴射于晶片W上的盡可能寬的面積，從而降低晶片W和液體的沖擊壓力，由此降低晶片W表面器件圖案的受損程度。晶片旋轉(zhuǎn)單元200起到使晶片W旋轉(zhuǎn)的功能，以借助旋轉(zhuǎn)離心力來向晶片W外圍移動(dòng)晶片W正面的液體，由此使晶片W上的液體膜擴(kuò)展至晶片W邊緣。在此情況下，優(yōu)選地，上述晶片旋轉(zhuǎn)單元200使晶片W以10rpm以上的速度旋轉(zhuǎn)，以能夠確保液體向晶片W外圍移動(dòng)的移動(dòng)速度和力量。液體的移動(dòng)速度和力量以與晶片的轉(zhuǎn)數(shù)成正比的方式增加。如圖12所示，優(yōu)選地，上述晶片旋轉(zhuǎn)單元200包括在多個(gè)位置與晶片W外圍部的一部分相接觸的多個(gè)轉(zhuǎn)子210、220、220、220。上述多個(gè)轉(zhuǎn)子210、220、220、220形成為晶片W的外圍部以扣入的方式接觸的陰角被加工而成的結(jié)構(gòu)，上述多個(gè)轉(zhuǎn)子210、220、220、220以借助陰角來抓握晶片W外圍部的一部分的方式使晶片W旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，多個(gè)轉(zhuǎn)子包括:主動(dòng)轉(zhuǎn)子210，與晶片W的外圍部的一部分相接觸并使晶片W旋轉(zhuǎn)；以及手動(dòng)轉(zhuǎn)子220，在與上述主動(dòng)轉(zhuǎn)子210不同的位置與晶片W的外圍部的一部分相接觸，并根據(jù)上述主動(dòng)轉(zhuǎn)子210及晶片W的旋轉(zhuǎn)一同旋轉(zhuǎn)。在具有一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)子210的情況下，優(yōu)選地，設(shè)置多個(gè)手動(dòng)轉(zhuǎn)子220，以便與一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)子210—同向水平方向可靠地支撐晶片W ο如上所述，晶片W被自身具有旋轉(zhuǎn)能力的主動(dòng)轉(zhuǎn)子210和在自身沒有旋轉(zhuǎn)能力的情況下，以從動(dòng)的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的手動(dòng)轉(zhuǎn)子220所支撐，實(shí)際上，晶片W的旋轉(zhuǎn)力可借助主動(dòng)轉(zhuǎn)子210的旋轉(zhuǎn)力取得。如圖3的俯視圖所示，優(yōu)選地，在安全側(cè)面上，轉(zhuǎn)子210、220的總數(shù)量為4個(gè)以上。晶片W向相鄰的轉(zhuǎn)子之間露出，因此激光束照射單元300通過轉(zhuǎn)子之間向晶片W邊緣照射激光束，從而可執(zhí)行對(duì)晶片W邊緣的清洗。此時(shí)，上述液體噴射單元100通過上述液體噴射噴嘴部120向晶片W的中央?yún)^(qū)域噴射晶片W，但借助基于晶片旋轉(zhuǎn)單元300的晶片W的旋轉(zhuǎn)，液體膜擴(kuò)展至晶片W邊緣，因此，激光束可透過液體膜來向晶片W邊緣照射。此時(shí)，為了對(duì)晶片W邊緣的上部面、側(cè)面、下部面均進(jìn)行清洗，優(yōu)選地，激光束照射單元300借助適當(dāng)?shù)囊扑脱b置進(jìn)行直線及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并對(duì)晶片W邊緣執(zhí)行全面的清洗。再次參照?qǐng)D11，上述激光束照射單元300包括激光產(chǎn)生部310、激光傳輸部320及激光束照射部330。上述激光產(chǎn)生部310使有效去除固著于晶片W邊緣的異物的脈沖寬度(pulsewidth or pulse durat1n)以Ims以下的激光束振蕩。而且，優(yōu)選地，為了使晶片W的熱損傷最小化，上述激光束各個(gè)脈沖的能量為IJ以下。并且，優(yōu)選地，上述激光束具有在液體，尤其，在去離子水(水)中無法吸收能量且因具有優(yōu)秀的透過性而可傳遞激光能量的200?2000nm區(qū)域的波長(zhǎng)?？芍?，在上述波長(zhǎng)區(qū)域范圍內(nèi)的激光束通過透過去離子水液體膜來最為有效地去除固著于晶片W邊緣的異物。上述激光束傳輸部320向晶片W邊緣附近引導(dǎo)在上述激光產(chǎn)生部310中振蕩的激光束。優(yōu)選地，上述激光束傳輸部320為了能夠解決激光束的校正(align)等問題而利用光纖維。當(dāng)然，也可利用反射鏡子向晶片附近傳輸脈沖波激光束。此時(shí)，若作為光纖維使用多模光纖維，則具有可向激光束照射裝置傳遞能量得到均勻分布的脈沖波激光束的優(yōu)點(diǎn)。上述激光束照射部330從上述激光傳輸部320接收激光束，并使上述激光束透過上述液體膜來向固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)照射。如上所述，在上述激光產(chǎn)生部310振蕩的脈沖波激光束通過激光傳輸部320被引導(dǎo)于晶片W的上部面邊緣側(cè)，通過激光傳輸部320傳遞的激光束被激光束照射部330調(diào)節(jié)成具有適當(dāng)形態(tài)和大小的激光束來照射于晶片W邊緣。為了有效去除晶片W邊緣的污染物質(zhì)，如圖2所示，上述激光束照射部330能夠以變更照射角度的方式照射激光束，由此，可利用激光束對(duì)晶片邊緣整體區(qū)域進(jìn)行有效清洗。為了變更激光束的照射角度而可利用自動(dòng)化機(jī)器人，自動(dòng)化機(jī)器人能夠以抓握激光束照射部330并連續(xù)改變角度的方式執(zhí)行對(duì)晶片W邊緣的清洗。通常，晶片W邊緣的污染物質(zhì)集中存在于從晶片W的外圍相隔約3mm以內(nèi)的位置，因此，優(yōu)選地，可清洗至從晶片W上部面向上3mm的位置、相當(dāng)于晶片W厚度的側(cè)部面、從晶片W下部面向下3mm的位置。上述激光束照射部330包括:準(zhǔn)直鏡頭330a，用于使從上述激光傳輸部320的末端散開的激光束平行；以及照射鏡頭330b，用于向晶片邊緣集中照射激光束。向晶片W照射的最終激光束的直徑d可通過變更激光束照射部330的末端與晶片W之間的距離L來進(jìn)行調(diào)整。若激光束照射部330的末端位置過于接近晶片W，則因在清洗過程中發(fā)生的液體水花(splash)現(xiàn)象而可能使激光束照射部330末端的照射鏡頭330b受到污染，因此，優(yōu)選地，對(duì)晶片W的激光束照射部330的距離L維持在50mm以上。即使所照射的激光束的直徑d為Imm以下，也因晶片W快速旋轉(zhuǎn)，從而可確保充分的清洗速度。通常，優(yōu)選地，用于清洗的激光束能量密度為lOJ/cm2以下。當(dāng)能量密度大于lOJ/cm2以上時(shí)，可引起作為晶片W的母材的硅自身的損傷。通常，優(yōu)選地，在相同位置，向污染物質(zhì)照射的激光束脈沖數(shù)為10脈沖以下。當(dāng)脈沖數(shù)為10脈沖以上時(shí)，因熱量累積而可引起晶片硅母材的損傷。
[0034]參照?qǐng)D13，本發(fā)明第六實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置包括用于向旋轉(zhuǎn)的晶片W邊緣照射激光束的激光束照射單元300，上述激光束照射單元300為了提高對(duì)晶片W邊緣的清洗速度而包括作為激光束傳輸部320的一部分的分束部，上述分束部用于將從一個(gè)激光產(chǎn)生部310產(chǎn)生的激光束分割為兩個(gè)激光束。并且，上述激光束照射單元300包括用于向晶片W邊緣照射被分割的兩個(gè)激光束的兩個(gè)激光束照射部330、330。并且，上述分束部包括:分束器321 (beam splitter)，用于將激光束分割成一半;反射鏡子322，用于使被分離的一半激光束移動(dòng);激光束偶聯(lián)部323，用于使被分割的激光束向光纖維325聚光。以如上所述的方式分割的激光束通過光傳輸部320的光纖維325向兩個(gè)激光束照射部330、330傳遞，兩個(gè)激光束照射部330在相向的位置向晶片W邊緣照射激光束。在兩個(gè)激光束照射部330以如圖所示的方式配置來照射激光束的情況下，僅通過90度的旋轉(zhuǎn)一同執(zhí)行對(duì)晶片W邊緣的清洗，由此，可使對(duì)晶片W邊緣的清洗速度倍增。并且，將從激光產(chǎn)生部產(chǎn)生的激光束分割成兩個(gè)來加以利用，因而無需購(gòu)買兩個(gè)激光裝置，從而大大降低成本。
[0035]參照?qǐng)D14，本發(fā)明第七實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置包括激光束傳輸部320’來代替利用光纖維的激光傳輸部，上述激光束傳輸部320’在沒有光纖維的情況下，利用多個(gè)反射鏡子322、322a、322b來傳輸激光束。在激光束傳輸部320’的前端側(cè)配置有分束器321，用于將從一個(gè)激光束產(chǎn)生部310產(chǎn)生的激光束分割為2個(gè)激光束。而且，多個(gè)反射鏡子322、322a、322b分別向2個(gè)激光照射部330傳輸2個(gè)激光束。如圖所不，一組反射鏡子322、322a參與傳輸被分割的一個(gè)激光束，另一個(gè)反射鏡子322b參與傳輸被分割的其他激光束。圖14中示出的方式可構(gòu)成簡(jiǎn)單的裝置，但是需要對(duì)用于傳輸激光束的反射鏡子進(jìn)行精密的校正。
[0036]如上所述，與以往化學(xué)濕式清洗方法、等離子清洗方法及以往激光清洗方法相比，利用液體膜和激光束的本發(fā)明多種實(shí)施例的晶片邊緣清洗裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，晶片表面無受損，在清洗工序中不會(huì)發(fā)生再污染，且可以僅對(duì)晶片邊緣局部區(qū)域進(jìn)行快速清洗。
[0037]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0038]本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的激光清洗方法及清洗裝置可利用激光束對(duì)存在于晶片背面和/或邊緣的固著性物質(zhì)進(jìn)行有效且快速的去除，從而可用于如下工序。
[0039]a.利用晶片的半導(dǎo)體制造工序
[0040]b.需要進(jìn)行精密曝光工序的微細(xì)圖案制作工序
[0041 ]進(jìn)而，本發(fā)明不僅可適用于晶片基板，而且還可適用于其他基板，尤其可適用于玻璃基板的背面及邊緣的清洗。玻璃基板的背面及邊緣清洗可用于如下工序。
[0042]c.包括液晶顯示器(IXD)，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的平板顯示器制造工序
[0043]d.觸摸板制造工序
[0044]e.精密玻璃基板表面的異物去除工序
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶片背面清洗裝置，利用激光束去除晶片背面的異物，其特征在于，包括: 旋轉(zhuǎn)單元，用于使上述晶片以露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及 激光束照射單元，用于向上述晶片背面的外圍部照射脈沖波激光束，并根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)，以變更上述脈沖波激光束的照射位置的方式進(jìn)行照射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)單元利用軸前端的夾盤固定上述晶片背面的中心部，借助上述軸的旋轉(zhuǎn)來使上述晶片旋轉(zhuǎn)，上述夾盤的面積小于上述晶片背面的面積，以露出上述晶片背面的外圍部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)單元包括支撐部，上述支撐部在支撐上述晶片的邊緣部的狀態(tài)下借助自身的旋轉(zhuǎn)使上述晶片旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，上述脈沖波激光束的激光脈沖寬度為Ims以下，上述脈沖波激光束為波長(zhǎng)為200?800nm的紫外線、可視光線區(qū)域的激光束，每一個(gè)上述激光束脈沖的能量密度為5 J/cm2以下。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，上述激光束照射單元包括: 激光產(chǎn)生部，用于產(chǎn)生激光； 光傳輸部，用于傳輸從上述激光產(chǎn)生部產(chǎn)生的激光；以及 激光束照射部，包括多個(gè)鏡頭，上述激光束照射部使從上述光傳輸部傳輸?shù)募す饩劢箒硐蛏鲜鼍趁娴耐鈬空丈洌?上述光傳輸部為光纖維。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，上述激光束照射部為了改變向上述晶片背面的外圍部照射的激光束的直徑而使用準(zhǔn)直鏡頭和照射鏡頭。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片背面清洗裝置，其特征在于，還包括液體噴射單元，上述液體噴射單元向上述晶片背面噴射液體，借助上述激光束的照射來去除從上述晶片背面分離的異物。8.一種晶片清洗系統(tǒng)，其特征在于， 包括: 晶片裝載端口部，用于放置晶片載體； 晶片移送部，具有用于從上述晶片載體取出晶片并進(jìn)行移送的晶片移送機(jī)器人；以及 清洗部，從上述晶片移送機(jī)器人接收晶片來進(jìn)行清洗處理， 上述清洗部包括: 一個(gè)以上的激光清洗模塊，利用激光對(duì)晶片的背面進(jìn)行清洗； 濕式清洗模塊，對(duì)經(jīng)過上述激光清洗模塊清洗的晶片進(jìn)行濕式清洗；以及 晶片分配單元，用于針對(duì)上述激光清洗模塊及上述濕式清洗模塊裝載或卸載晶片， 上述激光清洗模塊包括: 旋轉(zhuǎn)單元，用于使上述晶片在至少露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 激光束照射單元，用于向上述晶片的背面的外圍部照射脈沖波激光束，并根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)，以變更上述脈沖波激光束的照射位置的方式進(jìn)行照射;以及 液體噴射單元，向上述晶片的背面噴射液體，借助上述激光束的照射來去除從上述晶片背面分離的異物。9.一種晶片背面清洗方法，其特征在于， 包括: 激光清洗步驟，利用激光對(duì)晶片的背面進(jìn)行清洗； 濕式清洗步驟，對(duì)完成上述激光清洗步驟的晶片進(jìn)行濕式清洗；以及 沖洗及干燥步驟，對(duì)完成上述濕式清洗步驟的晶片進(jìn)行沖洗及干燥； 上述激光清洗步驟包括: 使上述晶片在至少露出晶片背面的外圍部的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的步驟； 當(dāng)因上述晶片的旋轉(zhuǎn)而使對(duì)于上述晶片背面的激光束的照射位置發(fā)生變更時(shí)，向上述晶片背面照射激光束的步驟;以及 向上述晶片的背面噴射液體，借助上述激光束的照射來去除從上述晶片背面分離的異物的步驟。10.—種晶片背面干式清洗裝置，利用激光束去除晶片背面的異物，其特征在于，包括: 激光束產(chǎn)生部，用于產(chǎn)生脈沖寬度為Ims以下的脈沖波激光束； 激光束傳輸部，用于傳輸上述脈沖波激光束； 激光束照射部，用于對(duì)通過上述激光束傳輸部接收的脈沖波激光束進(jìn)行照射；以及晶片支撐部，以使上述晶片的正面朝上且背面朝下的方式支撐上述晶片，并允許上述晶片的背面清洗區(qū)域向從上述激光束照射部照射的脈沖波激光束露出。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于，上述脈沖波激光束具有300?750nm的波長(zhǎng)及ImJ以上的脈沖能量，并以10以下的脈沖數(shù)照射相同的照射位置。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于，上述激光束傳輸部包括多模光纖維。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于， 上述激光束照射部包括準(zhǔn)直鏡頭和照射鏡頭，以改變向上述晶片的背面照射的激光束的剖面大小， 上述照射鏡頭從上述晶片的背面隔開50mm以上。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于， 上述晶片支撐部包括以夾持的方式固定上述晶片的邊緣的固定夾具， 與上述固定夾具相連接的工作臺(tái)使上述晶片進(jìn)行X-Y移送及旋轉(zhuǎn)。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于， 還包括控制器，上述控制器從曝光設(shè)備及晶片背面粒子檢查設(shè)備取得晶片背面的異物位置信息， 上述控制器基于上述異物位置信息對(duì)上述晶片支撐部與上述激光束照射部之間的相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行控制，來使上述脈沖波激光束局部性地照射于上述異物位置。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片背面干式清洗裝置，其特征在于， 還包括集塵部，上述集塵部以能夠移動(dòng)的方式配置于上述晶片的背面附近， 上述集塵部用于對(duì)在借助上述脈沖波激光束清洗異物的過程中發(fā)生的粉塵進(jìn)行捕集。17.—種晶片背面干式清洗方法，利用激光束去除晶片背面的異物，其特征在于，包括: 以使晶片的背面露出的方式支撐上述晶片的步驟； 利用激光束產(chǎn)生部來產(chǎn)生脈沖寬度為Ims以下的脈沖波激光束的步驟；以及 利用激光束照射部來向上述晶片背面照射上述脈沖波激光束的步驟。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶片背面干式清洗方法，其特征在于，上述脈沖波激光束具有300?750nm波長(zhǎng)及ImJ以上的脈沖能量，并以10以下的脈沖數(shù)照射相同的照射位置。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶片背面干式清洗方法，其特征在于， 還包括: 確定對(duì)于上述晶片背面的上述脈沖波激光束的照射位置的步驟；以及 根據(jù)所確定的上述照射位置，使上述晶片或上述激光束照射部移動(dòng)的步驟， 根據(jù)從曝光設(shè)備或晶片背面粒子檢查設(shè)備取得的晶片背面的異物位置信息確定上述激光束的照射位置。20.—種晶片邊緣清洗裝置，其特征在于，包括: 液體噴射單元，用于噴射液體，以在晶片的表面形成液體膜； 晶片旋轉(zhuǎn)單元，用于使晶片旋轉(zhuǎn)，使得上述液體膜擴(kuò)展至晶片邊緣；以及激光束照射單元，為了以與固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)的方式去除污染物質(zhì)，使激光束透過上述液體膜來照射固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于， 上述晶片旋轉(zhuǎn)單元包括多個(gè)轉(zhuǎn)子，上述多個(gè)轉(zhuǎn)子以支撐晶片的外圍部的一部分的方式使晶片旋轉(zhuǎn)， 上述多個(gè)轉(zhuǎn)子包括: 主動(dòng)轉(zhuǎn)子，與晶片的外圍部的一部分相接觸并使晶片旋轉(zhuǎn)；以及手動(dòng)轉(zhuǎn)子，在與上述主動(dòng)轉(zhuǎn)子不同的位置與晶片的外圍部的一部分相接觸，并根據(jù)上述主動(dòng)轉(zhuǎn)子及晶片的旋轉(zhuǎn)一同旋轉(zhuǎn)。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于，上述液體噴射單元包括: 液體供給部，用于向晶片供給去離子水；以及 液體噴射噴嘴部，用于直接向晶片噴射上述去離子水。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于， 上述激光束照射單元包括: 激光產(chǎn)生部，用于使激光振蕩； 激光傳輸部，由光纖維形成，以傳輸被振蕩的激光；以及 激光束照射部，從上述激光傳輸部接收激光束，以透過上述液體膜的方式向固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)照射激光束， 上述激光束照射部包括: 準(zhǔn)直鏡頭，用于使從上述激光傳輸部的末端散開的激光束平行；以及 照射鏡頭，用于向晶片邊緣集中照射激光束。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于，上述激光束照射單元照射具有Ims以下的脈沖寬度的激光束，上述激光束具有200?2000nm的波長(zhǎng)和lOJ/cm2以下的每個(gè)脈沖的能量密度。25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于，為了向固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)照射兩個(gè)被分岔的激光束，上述激光束照射單元包括如下部件中的至少一種: 分束器，用于將從激光產(chǎn)生部產(chǎn)生的激光分割成一半； 反射鏡子，用于反射被分割的激光束；以及 偶聯(lián)部，使被分割的激光束向光纖維聚光。26.—種晶片邊緣清洗方法，利用權(quán)利要求20至25中任一項(xiàng)所述的晶片邊緣清洗裝置，其特征在于， 利用上述液體噴射單元向上述晶片的表面噴射液體，在上述晶片的表面形成液體膜， 利用上述晶片旋轉(zhuǎn)單元來使上述晶片旋轉(zhuǎn)，使上述液體膜擴(kuò)展至上述晶片邊緣， 利用上述激光束照射單元使一個(gè)以上的激光束透過上述液體膜來向固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)照射激光束。27.—種晶片邊緣清洗方法，其特征在于， 在晶片的表面形成液體膜， 使上述晶片旋轉(zhuǎn)，來使液體膜擴(kuò)展至晶片邊緣， 以透過晶片邊緣的液體膜的方式向晶片邊緣照射激光束，來對(duì)固著于晶片邊緣的污染物質(zhì)進(jìn)行清洗。
【文檔編號(hào)】H01L21/302GK105960698SQ201480074937
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年8月25日
【發(fā)明人】李鍾明, 李奎必, 崔漢攝
【申請(qǐng)人】Imt有限公司