晶片清洗装置和方法
【专利说明】晶片清洗装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年11月30日提交的美国临时申请N0.61/732，007的优先权，该申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及用于清洗硅晶片的装置和方法，尤其涉及用于使用超声清洗装置从半导体或太阳能晶片上除去碎肩物的装置和方法。
【背景技术】
[0004]半导体或太阳能晶片通常由锭块(例如，硅锭)制备，将锭块裁切并磨削使其具有一个或多个平面或凹槽，以使晶片在随后的步骤中适当地定向。用于半导体和太阳能电池的晶片通常用线锯从由硅、蓝宝石、锗等制成的锭块上切制。通常，锭块通过粘合剂如环氧树脂连接至牺牲梁(sacrificial beam)。线锯通过使涂覆有磨料或覆盖有磨料楽体的(切害D线与锭块接触来切割锭块。磨料浆体通常包括细磨料如碳化硅(SiC)、或悬浮在液体悬浮介质中的工业金刚石，或者磨料被结合至切割线。
[0005]在操作中，通过对切割线施加作用力以将切割线且因而磨料颗粒压靠在锭块上而实现切割锭块。将磨料浆体在切割线的运动过程中引入切割线和锭块之间，从而磨削锭块并且从锭块上去除细颗粒、碎片、或碎肩(统称为“切肩”)。大部分的细颗粒由磨料浆体或切削液从切割线和锭块的接触面带走。
[0006]在使用过程中，切割线和晶片变得涂覆有切肩和/或其他污物。通常，晶片当由梁支撑时紧挨在一起且相对柔性。因此，由于用来冷却线锯的液体或冲洗液的表面张力，晶片的底面可能粘在一起。因此，晶片的表面之间很难充分清洗，并且不洁净的表面可能导致在晶片粘在一起的区域形成污点。
[0007]为了清洗晶片之间的区域，将具有牺牲梁的长度的喷枪(Iance)插入到在牺牲梁中形成的孔内。喷枪移进移出，同时液体由在喷枪末端形成的出口提供。或者，喷枪保持静止不动，而牺牲梁和晶片一起往复移动。在任一情况下，来自喷枪的液体流集中在从梁的一端移至另一端的小区域内，这在晶片之间产生非常有力的液体流。然而，发现大量的切肩仍粘在晶片上且使用这种已知的方法不能彻底清洗干净。
[0008]这一背景部分旨在向读者介绍可能涉及本发明的多个方面一一这些方面在下文描述和/或被要求保护一一的现有技术的多个方面。相信这一讨论有助于为读者提供背景资料，以便读者更好地理解本发明的多个方面。因此，应当理解的是，这些声明应当从上述角度来理解，而不认为是对现有技术的承认。
【发明内容】
[0009]本发明的第一个方面是晶片清洗装置。所述装置包括用于支承多个半导体晶片的梁、至少一个轴向延伸穿过所述梁的通道、从所述通道延伸至相邻晶片之间的位置的开口、总管(歧管，多支管，manifold)以及浸槽。所述总管包括用于促使液体流经所述开口的导管。所述浸槽包括超声换能器，且尺寸适于容纳至少一对相邻的晶片。
[0010]本发明的另一个方面是一种从一对结合至牺牲梁的相邻晶片上除去污物的方法。所述方法包括将总管联接至牺牲梁以使得总管的流体导管与轴向延伸穿过所述牺牲梁的通道流体连通；将所述晶片浸入容纳在浸槽内的液体中，所述浸槽包括超声换能器；使液体流过所述总管，从而使液体流过所述通道和晶片间开口并且与所述晶片接触；以及使所述超声换能器工作以在所述浸槽内产生振动。
【附图说明】
[0011]图1是晶片清洗装置的实施例的透视图。
[0012]图2是晶片清洗装置的总管和牺牲梁的实施例的透视图。
[0013]图3示出晶片清洗装置的牺牲梁和晶片的实施例的截面图。
[0014]图4是一个实施例的侧视图。
[0015]在所有附图中，相应的附图标记指示相应的部件。
【具体实施方式】
[0016]图1示出晶片清洗装置100的实施例的透视图。所述晶片清洗装置包括联接到牺牲梁104的升降装置102。在某些实施例中，所述晶片清洗装置包括浸槽106，该浸槽可包括一个或多个超声换能器109。在本实施例中，多个半导体晶片108自牺牲梁104联接(即悬挂)。在某些实施例中，所述多个半导体可包括一百个或更多个晶片，或者一千个或更多个晶片。总管110靠近浸槽106的端部设置。
[0017]升降装置102构造成通过紧固件、粘合剂等机械联接至牺牲梁104。升降装置102可操作成实现上升、下降、平移或旋转，从而使晶片108对准成使得它们可放置在浸槽106内。
[0018]在本实施例中，浸槽106呈具有矩形截面的开口箱状。浸槽106包括开口顶部112和相对的封闭底部。侧壁114与封闭底部相交，从而限定浸槽106的内部116。在本实施例中，内部116的尺寸适于容纳所有联接至牺牲梁104的晶片108。然而，在另外的实施例中，内部116的尺寸适于容纳至少一对相邻的晶片108。浸槽106构造成基本不漏流体，使得一定量的液体例如清洗液至少部分地填充内部116。在某些实施例中，浸槽106的高度118足够高，以使晶片108完全适配于内部116并完全浸没在液体中。然而，浸槽的高度118可为能够使清洗装置实现如本文所述的功能的任意高度。在一个实施例中，清洗液是水。在另外的实施例中，清洗液是含有一种或多种表面活性剂的水溶液。
[0019]在一个实施例中，超声换能器109联接至浸槽106的底部和/或侧壁114。超声换能器109构造成在例如从约50瓦到1500瓦的功率下以预定的频率(如从约30kHz到约80kHz)振动。然而，超声换能器的频率和功率可以是允许系统实现如本文所述功能的其他值。在使用中，将超声换能器的振动传递至浸槽106的内部116内的液体，且随后传递至布置在内部116内的任一晶片108。
[0020]图2示出总管110的透视图。如图所示，总管110与牺牲梁104相邻，为清楚起见，未示出晶片108或清洗装置100的其他部件。总管110包括至少一个与主流体分配部分202流体连通的导管200。总管110还包括至少一个流体入口 204，以用于供应通过总管110的液体流。在一个实施例中，总管110包括密封件206，如垫片或类似物。密封件206构造成在使用时提供导管200相对于牺牲梁104的液密密封。
[0021]在本实施例中，牺牲梁104包括沿着牺牲梁104的轴向方向A延伸的通道208 (例如孔)。如图所示，边缘部210限定通道208的外周。每个通道208具有尺寸适于容纳相应导管200的内径。在使用中，导管200至少部分地设置在开口 208内，以使流体从总管110连通通过牺牲梁104。在一个实施例中，总管110偏压在边缘部210上，使得密封件206与牺牲梁104形成基本液密的密封。
[0022]现在参照图3和图4。晶片108例如通过粘合剂在其上表面联接至牺牲梁104。晶片间开口 300位于相邻晶片108之间。晶片间开口 300在其下侧通向相邻晶片之间的空间400。在一个实施例中，晶片间开口 300呈细长(即