專利名稱：去除晶片后側(cè)上的微粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及去除晶片后側(cè)上的微粒。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。IC材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步制造了多代1C，每一代都具有比前一代更小和更復(fù)雜的電路。然而，這些進(jìn)步增加了處理和制造IC的復(fù)雜性，并且對(duì)于將被實(shí)現(xiàn)的這些進(jìn)步來(lái)說(shuō)，需要IC處理和制造的類似開發(fā)。在IC演進(jìn)的過(guò)程中，功能密度(即，每芯片面積互連器件的數(shù)量)普遍增加，同時(shí)幾何尺寸(即，可使用制造工藝制造的最小部件(或線))減小。這種比例縮小的工藝通常通過(guò)增加生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來(lái)提供優(yōu)勢(shì)。隨著比例縮小繼續(xù)開發(fā)工藝，對(duì)準(zhǔn)和覆蓋問(wèn)題由于不斷減小的器件尺寸而變得更加重要。制造期間的小對(duì)準(zhǔn)或覆蓋錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致晶片的失敗。在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝中，各種器件和技術(shù)用于使制造期間的未對(duì)準(zhǔn)最小。例如，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可用于在它們被加載到半導(dǎo)體制造工具中時(shí)確保晶片之間的正確對(duì)準(zhǔn)。又例如，晶片平整系統(tǒng)可用于確保制造期間晶片是平坦的。然而，對(duì)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝來(lái)說(shuō)，如果由各種制造工藝生成的微粒位于晶片邊緣區(qū)域的后側(cè)，則這些微粒仍然會(huì)引起對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。因此，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝有時(shí)會(huì)制造失敗的晶片，從而降低產(chǎn)量并增加制造成本。因此，雖然現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工藝通常足以用于它們預(yù)期的目的，但它們不能在每個(gè)方面都完全滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本 發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的裝置，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于固定半導(dǎo)體晶片的位置，晶片具有前表面和后表面；以及晶片清潔設(shè)備，用于清潔后表面上的晶片的預(yù)定區(qū)域，其中，晶片的預(yù)定區(qū)域至少部分地與一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊。其中，裝置是晶片處理系統(tǒng)的部件。其中，裝置安裝在晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單位內(nèi)。其中，晶片清潔設(shè)備包括刷子，用于刷掉后表面上的晶片的預(yù)定區(qū)域中的污染微粒。其中，晶片清潔設(shè)備包括排放部件，用于收集和排出通過(guò)刷子刷掉的晶片微粒。其中，晶片的預(yù)定區(qū)域被定位為接近晶片的邊緣。其中，晶片的預(yù)定區(qū)域具有圓環(huán)形狀。其中，晶片的預(yù)定區(qū)域與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。此外，還提供了一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，包括晶片處理系統(tǒng)，包括晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元；以及晶片清潔機(jī)構(gòu)，安裝在晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)，晶片清潔機(jī)構(gòu)用于從晶片的后側(cè)清潔半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域，其中，晶片清潔機(jī)構(gòu)包括刷子，用于從晶片的后側(cè)的邊緣區(qū)域刷掉污染微粒；以及排放部件，用于聚集刷掉的污染微粒。其中，晶片具有位于晶片的邊緣區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。其中，刷子用于隨著晶片的旋轉(zhuǎn)刷晶片，從而創(chuàng)建晶片上的清潔路徑，以及其中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與清潔路徑重疊。其中，清潔路徑被成形為圓環(huán)，圓環(huán)的環(huán)寬度基本上等于刷子的長(zhǎng)度。其中，清潔路徑與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。其中，刷子包括防靜電刷子。其中，排放部件包括管道和真空發(fā)生器。此外，還提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括將半導(dǎo)體晶片加載到晶片處理系統(tǒng)中，半導(dǎo)體晶片具有前側(cè)和后側(cè)以及一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；將晶片的邊緣區(qū)域中的污染微粒從后側(cè)去除，其中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于邊緣區(qū)域中；以及收集去除的污染微粒，并將收集的污染微粒丟棄到晶片處理系統(tǒng)外。其中，加載晶片的步驟包括將晶片加載到晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元中。其中，去除的步驟包括 在晶片旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使用防靜電刷子刷邊緣區(qū)域。其中，收集的步驟包括將去除的污染微粒吸進(jìn)管道中。其中，晶片的邊緣區(qū)域被成形為具有預(yù)定寬度的圓環(huán)，以及其中，圓環(huán)的外邊界與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。


當(dāng)閱讀附圖時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)描述更好地理解本公開的一個(gè)或多個(gè)方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了討論的清楚，可以任意增加或減小各種部件的尺寸。圖1是示出根據(jù)本公開各個(gè)方面的用于執(zhí)行晶片清潔工藝的方法的流程圖。圖2至圖3是根據(jù)本公開各個(gè)方面的半導(dǎo)體晶片的簡(jiǎn)化示意性截面圖。圖4是根據(jù)本公開各個(gè)方面的半導(dǎo)體晶片的頂視圖。圖5是根據(jù)本公開各個(gè)方面的晶片清潔裝置的簡(jiǎn)化框圖。圖6是根據(jù)本公開各個(gè)方面的晶片清潔裝置的簡(jiǎn)化透視圖。圖7是根據(jù)本公開各個(gè)方面的半導(dǎo)體晶片的示意性頂視圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)該理解，以下公開提供了用于實(shí)施各種實(shí)施例的不同特征的許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋霾考团渲玫木唧w實(shí)例以簡(jiǎn)化本公開。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。例如，以下第一部件形成在第二部件上方的描述可以包括第一和第二部件被形成為直接接觸的實(shí)施例，并且還可以包括可以形成附加部件夾置在第一和第二部件之間使得第一和第二部件沒有直接接觸的實(shí)施例。此外，本公開可以在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，它們本身并不用于表示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。圖1示出了用于清潔半導(dǎo)體晶片的方法20的流程圖。半導(dǎo)體晶片可以包含集成電路(IC)芯片、芯片上系統(tǒng)(SoC)或它們的一部分，每一個(gè)都可以包括各種無(wú)源和有源微電子器件，諸如電阻器、電容器、電感器、二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管、雙極結(jié)晶體管(BJT)、橫向擴(kuò)散MOS (LDMOS)晶體管、高功率MOS晶體管、或其他類型的晶體管。參照?qǐng)D1，方法20包括塊30，其中，半導(dǎo)體晶片被加載到晶片處理系統(tǒng)中。半導(dǎo)體晶片具有前側(cè)和后側(cè)以及一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，晶片加載到晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元中。方法20包括塊40，其中，從后側(cè)的晶片的邊緣區(qū)域去除污染微粒。一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于邊緣區(qū)域中。在一些實(shí)施例中，在晶片旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過(guò)使用防靜電刷子刷邊緣區(qū)域來(lái)去除微粒。方法20包括塊50，其中，收集去除的污染微粒，然后將收集的微粒丟棄到晶片處理系統(tǒng)外。在一些實(shí)施例中，污染微粒被吸到排放管中。在特定實(shí)施例中，晶片的邊緣區(qū)域被成形為具有預(yù)定寬度的圓環(huán)。圓環(huán)的外邊界與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。應(yīng)該注意，可以在圖1的方法20之前、期間和之后提供附加工藝，并且可以僅在本文簡(jiǎn)要描述一些其他工藝。圖2是制造階段期間半導(dǎo)體器件的一部分的示意性部分截面圖。參照?qǐng)D2，半導(dǎo)體器件包括晶片60，其還可以稱為襯底。在一些實(shí)施例中，晶片60可包括硅材料。在其他實(shí)施例中，晶片60可以可選地由以下材料制成一些其他適當(dāng)?shù)幕景雽?dǎo)體，諸如金剛石或鍺；適當(dāng)?shù)幕衔锇雽?dǎo)體，諸如碳化硅、砷化銦、或磷化銦；或者適當(dāng)?shù)暮辖鸢雽?dǎo)體，諸如碳化硅鍺、磷化鎵砷、或磷化鎵銦。在各種實(shí)施例中，晶片60包括用于各種微電子部件的各種摻雜部件，諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(CM0SFET)、成像傳感器、存儲(chǔ)單元、電容元件、電感元件、和電阻元件。在半導(dǎo)體制造的過(guò)程中，例如，可以對(duì)晶片60執(zhí)行多個(gè)半導(dǎo)體制造工藝70，以在其中形成各種部件。例如，這些制造工藝70可包括各種光刻工藝、沉積工藝、蝕刻工藝、拋光、退火工藝、研磨工藝、注入工藝等。這些制造工藝70的性能可以導(dǎo)致形成多個(gè)污染微粒80。例如，這些污染微粒80可以包括硅灰、氧化硅、或者金屬膜的殘余等。如圖2所示，這些污染微粒80可以具有各種形狀或大小，并且可以形成在晶片60的各種區(qū)域中。污染微粒80還可以形成在晶片60的前側(cè)(前表面)90和晶片60的后側(cè)100(后表面)的一個(gè)或兩個(gè)上，其中，前側(cè)90是其上執(zhí)行大多數(shù)制造工藝(諸如光刻或蝕刻工藝)的一側(cè)。

由于多種原因，我們不期望存在微粒80。例如，它們會(huì)引起分層、不完全的膜生長(zhǎng)、泄露、未對(duì)準(zhǔn)、或者劣化晶片60的部件的純度和完整性。為此，我們期望從晶片60去除這些污染微粒80。對(duì)于位于晶片60的前側(cè)90上的污染微粒80，使用各種可用清潔工藝和清潔工具相對(duì)容易地去除它們。因此，形成在晶片60的前側(cè)90上的污染微粒80通常不會(huì)引起大問(wèn)題。另一方面，許多半導(dǎo)體制造工藝缺乏適當(dāng)?shù)墓ぞ呋蚣夹g(shù)來(lái)有效地去除晶片60的后側(cè)100上的污染微粒80。因此，晶片60的后側(cè)100上的污染微粒80非常可能殘留到后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝中。這些后側(cè)污染微粒的存在會(huì)引起問(wèn)題，尤其是與對(duì)準(zhǔn)相關(guān)的問(wèn)題。在克服該問(wèn)題的努力中，各種工具和技術(shù)可用于大大減輕由形成在后側(cè)100上的污染微粒80引起的問(wèn)題。例如，由晶片60的后側(cè)100上的污染微粒80的存在所引起的一個(gè)問(wèn)題為晶片70可能傾斜。這在圖3中示出，圖3是晶片60和晶片保持器件120的簡(jiǎn)化截面圖。如圖3所示，晶片60位于晶片保持器件120上。在一些實(shí)施例中，晶片保持器件可以為卡盤(chuck)，諸如電子卡盤。由于形成在晶片60的后側(cè)100上的一個(gè)或多個(gè)污染微粒80A位于晶片保持器件120和晶片60之間，晶片60相對(duì)于晶片保持器件120傾斜。換句話說(shuō)，晶片60由于形成在晶片60的后側(cè)100上的污染微粒80A的存在而不平整。應(yīng)該理解，晶片60、污染微粒80A、和晶片保持器件120沒有按比例繪制，并且在圖3中可以放大晶片60的傾斜程度。如果不解決，則晶片60的傾斜會(huì)引起制造問(wèn)題。因此，平整系統(tǒng)(未示出)可用于解決晶片傾斜問(wèn)題。平整系統(tǒng)不是必須從晶片60的后側(cè)100去除任何污染微粒80A。相反，平整系統(tǒng)可具有用于檢測(cè)晶片60的后側(cè)100上的微粒80A的存在并因此調(diào)整晶片聚焦的傳感器。因此，通過(guò)微粒80A的檢測(cè)，平整系統(tǒng)可以確定多少晶片60的焦點(diǎn)沒有對(duì)準(zhǔn)，結(jié)果由此生成補(bǔ)償信號(hào)以補(bǔ)償晶片60的傾斜。換言之，盡管晶片60可以仍然在一定程度上傾斜，但平整系統(tǒng)將通過(guò)適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償調(diào)整量而使晶片60被正確地聚焦，從而使晶片傾斜的有害影響最小。然而，現(xiàn)有平整系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是它們具有有限的微粒檢測(cè)范圍。對(duì)于大多數(shù)現(xiàn)有的平整系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們可以針對(duì)接近晶片60的中心(或內(nèi)部)區(qū)域的污染微粒80A的檢測(cè)和后續(xù)補(bǔ)償而有效地起作用。但是現(xiàn)有的平整系統(tǒng)不能夠檢測(cè)形成在晶片60的邊緣區(qū)域附近的污染微粒，因此，不能夠提供解決這些邊緣區(qū)域污染微粒的精確補(bǔ)償。為了示出上面這點(diǎn)，參照?qǐng)D4，提供了晶片60的簡(jiǎn)化頂視圖。晶片60可以被虛擬地劃分為多個(gè)掃描區(qū)140。每個(gè)掃描區(qū)140都是隨著晶片經(jīng)受光刻工藝時(shí)晶片60中對(duì)應(yīng)于曝光區(qū)域的區(qū)域。應(yīng)該理解，每個(gè)掃描區(qū)140都可以包括多個(gè)晶片管芯。掃描區(qū)140被配置為多個(gè)陣列或柵格。在光刻工藝期間，晶片60可以一次“步進(jìn)通過(guò)”一區(qū)。作為制造工藝的一部分，晶片60被加載到晶片處理系統(tǒng)中。假設(shè)晶片直接指向相同產(chǎn)品，由于均勻性和精度的原因，晶片60應(yīng)該與先前加載的晶片以及后面加載的晶片對(duì)準(zhǔn)。換言之，晶片60的每一層都應(yīng)該充分地與加載到晶片處理系統(tǒng)中的所有其他晶片的對(duì)應(yīng)層對(duì)準(zhǔn)。這種類型的晶片-晶片對(duì)準(zhǔn)還可以被稱為晶片覆蓋。為了實(shí)現(xiàn)充分的覆蓋，在晶片60上實(shí)施多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。為了提供圖示，本文示出了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A和200B。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，在晶片60的前側(cè)上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B可以相對(duì)較小。例如，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B的大小可以分別為幾百納米(nm)或以下。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B還可以具有多個(gè)適當(dāng)形狀中的任意一種。例如，形狀可以包括正方形、長(zhǎng)方形、或其他多邊形。關(guān)于這一點(diǎn)，圖4所示對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B的形狀、幾何排列、和相對(duì)大小不是必須表示或限制實(shí)際晶片上的實(shí)際對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形狀、幾何排列和大小。在一些實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B位于晶片60的相對(duì)邊角上。每個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200都可以部分地與一個(gè)掃描區(qū)140重疊。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B還被定位為接近晶片60的邊緣?？蛇x地，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B被定位為遠(yuǎn)離晶片60的中心區(qū)域，使得用于上述晶片傾斜補(bǔ)償?shù)钠秸到y(tǒng)“不能處理”它們。因此，如果一個(gè)或多個(gè)后側(cè)污染微粒80B位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B內(nèi)(或與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B重疊)(諸如圖4所示的實(shí)例情況)，則這些污染微粒200A-200B的存在不能被平整系統(tǒng)檢測(cè)到。因此，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B上污染微粒80B的設(shè)置會(huì)導(dǎo)致晶片60的重大對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。例如，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B上后側(cè)污染微粒80B的存在會(huì)使得平整系統(tǒng)產(chǎn)生不正確的補(bǔ)償 信號(hào)，從而過(guò)度補(bǔ)償或未達(dá)補(bǔ)償晶片傾斜的量。因此，在后續(xù)制造階段，晶片的焦點(diǎn)沒有對(duì)準(zhǔn)。因此會(huì)發(fā)生晶片失敗。注意，即使后側(cè)污染微粒80不是完全位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-20B上，只要它們?cè)谄秸到y(tǒng)的檢測(cè)范圍外，它們?nèi)匀粫?huì)干擾晶片之間的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。可選地，設(shè)置在晶片60的后側(cè)100的邊緣附近的污染微粒80可以潛在地導(dǎo)致晶片之間的未對(duì)準(zhǔn)，并且至少由于這一個(gè)原因，上述情況是不期望發(fā)生的。為了克服由上述后側(cè)污染微粒引起的問(wèn)題，根據(jù)本公開的各個(gè)方面，實(shí)施晶片后側(cè)清潔裝置?，F(xiàn)在，參照?qǐng)D5，根據(jù)本公開的各個(gè)方面示出了后側(cè)污染微粒清潔裝置250的示例性簡(jiǎn)化框圖。在晶片處理系統(tǒng)270的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元260的內(nèi)部實(shí)施后側(cè)污染微粒清潔裝置250。污染微粒清潔裝置250包括機(jī)械結(jié)構(gòu)300、刷機(jī)構(gòu)310、和排放部件320。機(jī)械結(jié)構(gòu)300可以包括將污染微粒清潔裝置250附接至晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元260的安裝機(jī)構(gòu)。機(jī)械結(jié)構(gòu)還可以包括可接收晶片(例如，晶片保持器件)和定位安裝晶片使得晶片在被清洗的同時(shí)保持穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)。在各個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械結(jié)構(gòu)300可包括螺釘、桿、扣件、支柱、夾具、卡盤、或其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備。在各個(gè)實(shí)施例中，刷機(jī)構(gòu)310可包括防靜電刷子。這種防靜電刷子用于刷掉晶片表面的污染微粒而不生成靜電。這在至少兩個(gè)方面是有利的。在一個(gè)方面中，靜電的存在減小了對(duì)晶片引起的靜電放電(ESD)損害的可能性。換言之，由于由晶片的刷子生成靜電，晶片上的各種電子部件會(huì)經(jīng)受ESD相關(guān)的損害，這是因?yàn)樵S多電子部件對(duì)于ESD敏感。因此，因?yàn)榉漓o電刷子不生成靜電，所以在晶片清洗裝置250的操作期間可以避免晶片的ESD損害。在另一方面中，靜電的存在通常會(huì)引起小污染微粒被吸引(或粘附)到晶片表面。因此，靜電生成刷子用于刷洗晶片表面之后，難以從晶片表面去除污染微粒。相比而言，防靜電刷子可以相對(duì)容易地從晶片表面去除污染微粒，因?yàn)樵诰乃⑾雌陂g基本上沒有通過(guò)防靜電刷子產(chǎn)生靜電。刷機(jī)構(gòu)310還可以包括可移動(dòng)構(gòu)件，其用于升高或降低防靜電刷子。該可移動(dòng)構(gòu)件還可以稱為刷子上/下部件。在一`些實(shí)施例中，可移動(dòng)構(gòu)件機(jī)械地附接至防靜電刷子，并且可以被電控制來(lái)以被編程的次數(shù)移動(dòng)防靜電刷子。防靜電刷子可以向上和向下移動(dòng)預(yù)定距離。在特定實(shí)施例中，預(yù)定距離可以在大約0.5毫米(mm)和Imm之間的范圍內(nèi)。刷機(jī)構(gòu)310還可以包括彈簧，其可以對(duì)防靜電刷子提供彈簧張力，從而對(duì)晶片刷施加力?！木砻嫠⒌粑廴疚⒘?，排放部件320就用于抽走污染微粒。在一些實(shí)施例中，排放部件包括軟管或管道，通過(guò)它們污染微粒可以離開污染微粒清潔裝置250(以及晶片處理系統(tǒng)270)。軟管可以耦合至防靜電刷子，以收集刷掉的污染微粒。排放部件320可進(jìn)一步包括真空發(fā)生器，或者可選地耦合至真空發(fā)生器。真空發(fā)生器可以在排放部件320的內(nèi)部(和/或附近)創(chuàng)建加壓環(huán)境，以利于去除污染微粒。例如，排放部件320可以包括風(fēng)扇，其可以產(chǎn)生吸力，以將松動(dòng)的污染微?！拔钡杰浌芑蚬艿乐?。在特定實(shí)施例中，排放部件320可以具有范圍在2升/分鐘至大約10升/分鐘內(nèi)的氣體流速。應(yīng)該理解，排放部件320還可以用于從污染微粒清潔裝置250內(nèi)部去除濕氣。在一些實(shí)施例中，排放部件320與刷機(jī)構(gòu)310同時(shí)啟動(dòng)。換句話說(shuō)，隨著刷機(jī)構(gòu)310從晶片表面的后側(cè)刷掉污染微粒，排放部件320吸取刷掉(或松動(dòng))的污染微粒。在可選實(shí)施例中，還可以預(yù)期可以稍微不同的時(shí)隙來(lái)啟動(dòng)排放部件320和刷機(jī)構(gòu)310。盡管圖5示出了機(jī)械結(jié)構(gòu)300、刷機(jī)構(gòu)310、和排放部件320作為獨(dú)立的設(shè)備，但在一些實(shí)施例中它們可以部分或完全集成。例如，在特定實(shí)施例中，刷機(jī)構(gòu)310和排放部件320可以集成為單個(gè)結(jié)構(gòu)。此外，污染微粒清潔裝置250還可以包括其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)備或部件，但是為了簡(jiǎn)化在本文中沒有對(duì)其進(jìn)行描述或示出。晶片處理系統(tǒng)270還包括控制器340。控制器340可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器和/或存儲(chǔ)部件，并且可存儲(chǔ)或執(zhí)行軟件程序指令?？刂破?40可用于管理晶片處理系統(tǒng)270的各種部件的功能，例如晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元260的操作。例如，控制器340可以被編程為啟動(dòng)污染微粒清潔裝置250，使得刷機(jī)構(gòu)310在預(yù)定時(shí)刻開始刷晶片。應(yīng)該理解，控制器340還可以包含一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，諸如電壓傳感器、電流傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、水平度傳感器、濕度傳感器、位置傳感器、加速傳感器等。這些傳感器可用于引導(dǎo)或輔助控制器340的操作。在一些實(shí)施例中，還可以在控制器340的外部實(shí)施這些傳感器中的一個(gè)或多個(gè)，但與控制器340通信耦合。盡管圖5的實(shí)施例示出了控制器340作為晶片處理系統(tǒng)270的一部分，但應(yīng)該理解，可以在晶片處理系統(tǒng)270的外部實(shí)施控制器340或類似控制機(jī)構(gòu)。可選地，在一些實(shí)施例中，還可以在晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元260的內(nèi)部實(shí)施控制器340 (或者作為晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元260的一部分)，或者在其他實(shí)施例 中，在污染微粒清潔裝置250的內(nèi)部實(shí)施控制器340 (或者作為污染微粒清潔裝置250的一部分)。換言之，控制器340的位置不是嚴(yán)格限定的，其可以隨著實(shí)施例的不同而改變。圖6是作為圖5的污染微粒清潔裝置250的實(shí)施例的污染微粒清潔裝置250A的一部分的示意性三維透視圖。污染微粒清潔裝置250A用于保持晶片60。晶片60的后側(cè)100面向污染微粒清潔裝置250A的支撐物。污染微粒清潔裝置250A包括作為圖5的機(jī)械結(jié)構(gòu)300的一部分的刷子支撐(crutch)機(jī)構(gòu)350。刷子支撐機(jī)構(gòu)350稱合至刷模塊360,其中，刷模塊360具有集成到其中的圖5的刷機(jī)構(gòu)310和排放部件320。在一些實(shí)施例中，刷子支撐機(jī)構(gòu)350可以幫助相對(duì)于晶片60上升和降低刷模塊360。隨著晶片60的旋轉(zhuǎn)，刷模塊360用于從晶片60的后側(cè)100刷掉污染微粒。在各個(gè)實(shí)施例中，刷模塊360用于刷晶片60的邊緣區(qū)域，因?yàn)槲挥谶吘墔^(qū)域附近的污染微粒比位于晶片60的中心附近的污染微粒引起更加顯著的問(wèn)題。如上面參照?qǐng)D5討論的，刷模塊360可以采用防靜電刷子以去除污染微粒而不生成靜電。同時(shí)，隨著從晶片60上刷掉污染微粒，它們被位于刷模塊360上的排放部件收集。然后，這些污染微粒稍后可以被丟棄。盡管為了簡(jiǎn)化和清楚沒有示出，但應(yīng)該理解，在作為晶片處理系統(tǒng)的一部分，在晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)實(shí)施晶片清潔裝置250A。還應(yīng)該理解，電子控制器(也沒有示出)可以用于管理晶片清潔裝置250A的操作。在一些實(shí)施例中，人工操作者可以替換或補(bǔ)充電子控制器的功能。此外，本文所示晶片清潔裝置250A的各種部件的形狀和配置僅僅是實(shí)例，可以考慮到設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)和制造要求在其他實(shí)施例中進(jìn)行變化。圖7是用于示出晶片清潔裝置250的操作的晶片60的簡(jiǎn)化示意性頂視圖。晶片60包括位于晶片60的相對(duì)邊角上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A和200B。污染微粒80B可以位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B內(nèi)或者部分地與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B重疊。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B和污染微粒80B位于晶片清潔區(qū)域380內(nèi)。晶片清潔區(qū)域380表示晶片60的后側(cè)上可以被晶片清潔裝置250清潔的有效區(qū)域。在一些實(shí)施例中，晶片清潔區(qū)域380是隨著晶片60的旋轉(zhuǎn)防靜電刷子的清潔路徑。因此，晶片清潔區(qū)域380在所示實(shí)施例中具有圓環(huán)狀。不同地，圓環(huán)狀的晶片清潔區(qū)域380可以看作是分別具有半徑Rl (內(nèi)環(huán))和R2(外環(huán))的兩個(gè)同心圓之間的差。具有半徑Rl的圓延伸到晶片清潔區(qū)域380的內(nèi)邊緣，以及具有半徑R2的圓延伸到晶片清潔區(qū)域380的外邊緣。在一些實(shí)施例中，半徑Rl在大約70nm至大約90nm之間的范圍內(nèi)，以及半徑R2在大約90nm和大約IIOnm之間的范圍內(nèi)。當(dāng)然，應(yīng)該理解，Rl和R2可以根據(jù)晶片的大小來(lái)改變。晶片清潔區(qū)域380具有寬度390。寬度390表示用于清潔晶片的后側(cè)的刷子的長(zhǎng)度。在所示實(shí)施例中，寬度390是半徑R2和Rl的差，意味著寬度390 = R2-R1?？梢宰屑?xì)選擇寬度390，使其不太大也不太小。如果寬度390太大，則對(duì)應(yīng)的刷機(jī)構(gòu)不容易安裝或?qū)嵤┰诰A(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)，因此晶片清潔裝置不容易安裝或?qū)嵤┰诰A(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)。換句話說(shuō)，對(duì)寬度390的上限存在實(shí)際的間隔相關(guān)的約束。另一方面，如果寬度390太小，則其可能不能夠有效地清潔晶片60，這是因?yàn)樵谖廴疚⒘?0也沒有被平整系統(tǒng)檢測(cè)到的情況下，其可能錯(cuò)過(guò)位于晶片60邊緣附近的一些污染微粒80。換句話說(shuō)，這些污染微粒80不能被晶片清潔裝置有效地去除，因此可能仍然會(huì)引起對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。如此，在考慮到各種折中之后仔細(xì)地配置晶片清潔區(qū)域的寬度390 (即，刷子的長(zhǎng)度)。在一些實(shí)施例中，寬度390在大約15nm至大約25nm之間的范圍內(nèi)。注意，晶片清潔區(qū)域380還與晶片60的外緣395隔開距離400。距離400充分大以確保晶片清潔裝置的刷子將不會(huì)意外地刷晶片60的外緣。這是因?yàn)榫?0的外緣395的刷洗會(huì)導(dǎo)致晶片60的前側(cè)的擦傷，這會(huì)損傷形成在晶片60的前側(cè)上的半導(dǎo)體器件。因此，有意保持距離400以防止晶片60的前側(cè)的擦傷。在一些實(shí)施例中，距離400在大約2nm至大約3nm之間的范圍內(nèi)。如圖7所示，本文的晶片清潔裝置的結(jié)構(gòu)允許污染微粒80B被有效去除，使得它們不再位于晶片60的邊緣區(qū)域內(nèi)或者干擾對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200A-200B。根據(jù)本公開的各個(gè)方面，可以使用刷機(jī)構(gòu)從晶片60的后側(cè)刷掉這些后側(cè)污染微粒80B，然后通過(guò)排放部件吸走。因此，平整系統(tǒng)將不再產(chǎn)生不正確的補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)整晶片60的聚焦。因此，可以提供晶片產(chǎn)量和質(zhì)量。應(yīng)該理解，本文 公開的各種設(shè)備的實(shí)施僅僅是實(shí)例而不用于限制?？梢栽诳蛇x實(shí)施例中使用其他實(shí)施，只要它們與本公開的精神和范圍一致即可。例如，盡管刷機(jī)構(gòu)或技術(shù)用于清潔晶片表面的后側(cè)，但是也可以在可選實(shí)施例中代替地使用諸如空氣凈化、蒸汽凈化、或超聲振動(dòng)的其他技術(shù)。根據(jù)本公開各個(gè)方面的制造裝置和技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有的制造裝置和技術(shù)提高了優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)該理解，為了簡(jiǎn)化，不是所有的優(yōu)點(diǎn)必須在本文進(jìn)行討論，并且對(duì)于所有實(shí)施例不要求特定優(yōu)點(diǎn)?！獋€(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，本文公開的實(shí)施例允許位于晶片后側(cè)的污染微粒被清潔，尤其是位于晶片邊緣附近的污染微粒。如上所述，位于晶片后側(cè)的污染微粒趨于引起對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，尤其是這些微粒與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊時(shí)?，F(xiàn)有的制造系統(tǒng)通常缺乏去除設(shè)置在晶片后側(cè)邊緣附近的污染微粒的有效工具和方法。然而，根據(jù)本公開的各個(gè)方面，通用和緊湊的晶片清潔裝置可用于有效的去除形成在晶片后側(cè)上的微粒，尤其是晶片邊緣附近的微粒。如此，可以大大改進(jìn)晶片對(duì)準(zhǔn)。另一優(yōu)點(diǎn)在于，本文公開的晶片清洗裝置的實(shí)施比較簡(jiǎn)單，并且可以集成到當(dāng)前的制造工具中。例如，晶片清潔裝置可以容易地安裝在當(dāng)前可得且廣泛用于半導(dǎo)體制造的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)。因此，晶片清潔裝置不消耗附加空間，并且還不要求大量的其他昂貴部件。如此，晶片清潔裝置的實(shí)施簡(jiǎn)單、廉價(jià)、且與現(xiàn)有制造功能工藝兼容。此外，一旦安裝了晶片清潔裝置，其就可以長(zhǎng)時(shí)間保持安裝而不需要維修。本公開的一個(gè)廣泛形式涉及用于制造半導(dǎo)體器件的裝置，該裝置包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于固定半導(dǎo)體晶片的位置，晶片具有前表面和后表面；以及晶片清潔設(shè)備，用于清潔后表面上的晶片的預(yù)定區(qū)域，其中，晶片的預(yù)定區(qū)域至少部分地與一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊。在一些實(shí)施例中，該裝置是晶片處理系統(tǒng)的部件。在一些實(shí)施例中，該裝置安裝在晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單位內(nèi)。在一些實(shí)施例中，晶片清潔設(shè)備包括用于刷掉后表面上的晶片的預(yù)定區(qū)域中的污染微粒而不生成靜電的刷子。在一些實(shí)施例中，晶片清潔設(shè)備包括用于收集和排出通過(guò)刷子刷掉的晶片微粒的排放部件。在一些實(shí)施例中，晶片的預(yù)定區(qū)域被定位為接近晶片的邊緣。在一些實(shí)施例中，晶片的預(yù)定區(qū)域具有圓環(huán)形狀。在一些實(shí)施例中，晶片的預(yù)定區(qū)域與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。本公開的另一廣泛形式涉及一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括晶片處理系統(tǒng)，包括晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元；以及晶片清潔機(jī)構(gòu)，安裝在晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)，晶片清潔機(jī)構(gòu)用于從晶片的后側(cè)清潔半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域，其中，晶片清潔機(jī)構(gòu)包括刷子，用于從晶片的后側(cè)的邊緣區(qū)域刷掉污染微粒；和排放部件，用于聚集刷掉的污染微粒。

在一些實(shí)施例中，晶片具有位于晶片的邊緣區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，刷子用于隨著晶片的旋轉(zhuǎn)刷洗晶片，從而創(chuàng)建晶片上的清潔路徑，以及其中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與清潔路徑重疊。在一些實(shí)施例中，清潔路徑被成形為圓環(huán)，其具有基本上等于刷子的長(zhǎng)度的環(huán)寬度。在一些實(shí)施例中，清潔路徑與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。 在一些實(shí)施例中，刷子包括防靜電刷子。在一些實(shí)施例中，排放部件包括管道和真空發(fā)生器。本公開的又一廣泛形式涉及制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括將半導(dǎo)體晶片加載到晶片處理系統(tǒng)中，半導(dǎo)體晶片具有前側(cè)和后側(cè)以及一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；將晶片的邊緣區(qū)域中的污染微粒從后側(cè)去除，其中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于邊緣區(qū)域中；以及收集去除的污染微粒，并將收集的污染微粒丟棄到晶片處理系統(tǒng)外。在一些實(shí)施例中，加載晶片包括將晶片加載到晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元中。在一些實(shí)施例中，去除包括在晶片旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使用防靜電刷子刷邊緣區(qū)域。在一些實(shí)施例中，收集包括將去除的污染微粒吸進(jìn)管道中。在一些實(shí)施例中，晶片的邊緣區(qū)域被成形為具有預(yù)定寬度的圓環(huán)，以及其中，圓環(huán)的外邊界與晶片的外緣隔開預(yù)定距離。前面概述了多個(gè)實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本公開的各個(gè)方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，他們可以容易地將本公開用作用于設(shè)計(jì)或修改用于執(zhí)行與本文引入實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造不背離本公開的精神和范圍，并且他們可以進(jìn)行各種改變、替換和修改 而不背離本公開的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的裝置，包括 機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于固定半導(dǎo)體晶片的位置，所述晶片具有前表面和后表面；以及 晶片清潔設(shè)備，用于清潔所述后表面上的所述晶片的預(yù)定區(qū)域，其中，所述晶片的所述預(yù)定區(qū)域至少部分地與一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置是晶片處理系統(tǒng)的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述裝置安裝在所述晶片處理系統(tǒng)的晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單位內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述晶片清潔設(shè)備包括刷子，用于刷掉所述后表面上的所述晶片的所述預(yù)定區(qū)域中的污染微粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述晶片清潔設(shè)備包括排放部件，用于收集和排出通過(guò)所述刷子刷掉的晶片微粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述晶片的所述預(yù)定區(qū)域被定位為接近所述晶片的邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述晶片的所述預(yù)定區(qū)域具有圓環(huán)形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述晶片的所述預(yù)定區(qū)域與所述晶片的外緣隔開預(yù)定距離。
9.一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，包括 晶片處理系統(tǒng)，包括晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元；以及 晶片清潔機(jī)構(gòu)，安裝在所述晶片預(yù)對(duì)準(zhǔn)單元內(nèi)，所述晶片清潔機(jī)構(gòu)用于從所述晶片的后側(cè)清潔半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域，其中，所述晶片清潔機(jī)構(gòu)包括 刷子，用于從所述晶片的后側(cè)的邊緣區(qū)域刷掉污染微粒；以及 排放部件，用于聚集刷掉的污染微粒。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 將半導(dǎo)體晶片加載到晶片處理系統(tǒng)中，所述半導(dǎo)體晶片具有前側(cè)和后側(cè)以及一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記； 將所述晶片的邊緣區(qū)域中的污染微粒從所述后側(cè)去除，其中，所述一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于所述邊緣區(qū)域中；以及 收集去除的污染微粒，并將收集的污染微粒丟棄到所述晶片處理系統(tǒng)外。
全文摘要
本公開提供了用于制造半導(dǎo)體器件的裝置，其能夠去除晶片后側(cè)上的微粒。該裝置包括用于固定半導(dǎo)體晶片的位置的機(jī)械結(jié)構(gòu)。晶片具有前表面和后表面。該裝置包括用于清潔后表面上的晶片的預(yù)定區(qū)域的晶片清潔設(shè)備。晶片的預(yù)定區(qū)域至少部分地與一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊。本公開還提供了制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括將半導(dǎo)體晶片加載到晶片處理系統(tǒng)中。該方法包括從后側(cè)的晶片的邊緣區(qū)域去除污染微粒。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于邊緣區(qū)域中。該方法包括收集去除的污染微粒，并將收集的污染微粒丟棄到晶片處理系統(tǒng)外。
文檔編號(hào)H01L21/02GK103065934SQ20121010722
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者林訓(xùn)鵬, 張興國(guó), 鐘含智, 王粵智, 謝其仁 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司