CN109078926A - 激光清洁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光清洁装置及方法，该装置包括一载体、一激光模块、一激光光束调控模块、至少一光学元件。激光光束调控模块具有能量补偿单元与发散角优化单元，激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元分别位于载体上方的第一阶层与第二阶层，且第二阶层位于第一阶层上方。激光模块提供一激光光束，光学元件导引激光光束通过能量补偿单元或发散角优化单元，且光路传导模块传导激光光束以清洁试片。

Description

激光清洁装置及方法

技术领域

本发明涉及一种激光清洁装置及方法，特别是涉及一种用于清洁试片(探针)的激光清洁装置及方法。

背景技术

首先，在例如半导体厂的无尘室中，因无尘室的内部空间有限，且维护费是以激光清洁装置的机台的“占地面积”作计算，故当设置大量的机台(如500台以上)于无尘室中时，将会产生庞大的维护成本。

另一方面，当以激光光束L对高价的试片(探针)进行激光清洁时，为避免试片移动可能造成的损害，需将试片保持固定不动，并移动激光光束L以对试片的大区域(如80mm x80mm)进行激光清洁。

在生产线上(In-Line)的设备中，因试片保持固定不动，故需以激光光束L于设备中传导并进行飞行光路。但如此一来，将于试片的不同清洁位置(如近端与远端)造成激光光束L的光程差异(约160mm)，使得激光光束L对试片的不同清洁位置的清洁品质有所差异，并导致激光光束L难以完全清洁试片(探针)而存在部分的残留物。

同时，因激光光束L具有较大的发散角，使得激光光束L在试片的近端的激光光直径(约12.5mm)与在远端的激光光直径(约15mm)不同，以致激光光束L在试片的不同清洁位置上(如近端与远端)形成不同或非稳定的激光能量，从而难以确保激光光束L对试片(探针)的清洁品质。

因此，如何解决上述悉知技术的问题，实已成为本领域技术人员的一大课题。

发明内容

本发明提供一种激光清洁装置及方法，其能缩减机台或载体的面积或占地面积，并可提供一具有稳定激光能量的激光光束以清洁试片。

本发明的激光清洁装置用于清洁一试片，该装置包括：一载体；一激光模块，其提供一激光光束；一激光光束调控模块，其具有能量补偿单元与发散角优化单元，其中，激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元分别位于载体上方的第一阶层与第二阶层，且第二阶层位于第一阶层上方；至少一光学元件，其导引激光模块所提供的激光光束通过能量补偿单元与发散角优化单元的至少其中一者；以及一光路传导模块，其传导来自能量补偿单元与发散角优化单元的至少其中一者的激光光束，以通过激光光束清洁试片。

本发明的激光清洁方法用于清洁一试片，该方法包括：提供包括一载体、一激光模块、一激光光束调控模块与至少一光学元件的激光清洁装置，激光光束调控模块具有能量补偿单元与发散角优化单元，其中，激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元分别位于载体上方的第一阶层与第二阶层，且第二阶层位于第一阶层上方；由激光模块提供一激光光束；由至少一光学元件导引激光模块所提供的激光光束通过能量补偿单元与发散角优化单元的至少其中一者；以及由光路传导模块传导来自能量补偿单元与发散角优化单元的至少其中一者的激光光束，以通过激光光束清洁试片。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明。在以下描述内容中将部分阐述本发明的额外特征及优点，且此等特征及优点将部分自所述描述内容显而易见，或可通过对本发明的实践习得。本发明的特征及优点借助于在权利要求中特别指出的元件及组合来认识到并达到。应理解，前文一般描述与以下详细描述两者均仅为例示性及解释性的，且不欲约束本发明所主张的范围。

附图说明

图1A至图1D为本发明中激光清洁装置的第一实施例，其中，图1A至图1C为第一机台的示意图，图1A为立体图，图1B为图1A的侧视图，图1C为图1A的俯视图，图1D为第一机台与第二机台的示意图；

图2A至图2D为本发明中激光清洁装置的第二实施例，其中，图2A至图2C为第一机台的示意图，图2A为立体图，图2B为图2A的侧视图，图2C为图2A的俯视图，图2D为第一机台与第二机台的示意图；

图3为本发明第一实施例与第二实施例的载体的尺寸的比较表的示意图；

图4A至图4B为本发明中激光清洁装置的第二实施例示意图，其中，移动模块可移动光路传导模块、吸嘴与稳定激光光束以对应至试片的不同清洁位置；

图5A至图5B为本发明中激光清洁装置的第三实施例示意图，其中，移动模块可移动光路传导模块、吸嘴与稳定激光光束以对应至试片的不同清洁位置；

图6为本发明中激光清洁方法的流程图；

图7为将激光光束分别传导至试片的近端与远端时相关数据的比较表的示意图；

图8A至图8B为在本发明的激光光束调控模块补偿激光光束所需的激光能量前，将激光光束分别传导至试片的近端与远端时，激光光束在吸嘴的开口处的示意图；

图9A至图9B为在本发明的激光光束调控模块补偿激光光束所需的激光能量后，将稳定激光光束分别传导至试片的近端与远端时，稳定激光光束在吸嘴的开口处的示意图；

图10为本发明的激光清洁方法中有关激光能量的校正程序的流程图；

图11A为本发明图5A至图5B的激光清洁装置中，包括试片的多个清洁位置的位置表的示意图；

图11B为由本发明的控制模块量测在图11A的多个清洁位置上的激光能量以产生一具有多个激光能量值的激光能量表的示意图；

图11C为依据本发明图11B的激光能量表产生一具有多个补偿参数的激光能量补偿表的示意图；

图12A为本发明图5A至图5B的激光光束调控模块中，以发散角优化单元优化激光光束的发散角所构成的发散角与间距的关系曲线图；

图12B为本发明图5A至图5B的激光光束调控模块中，以能量补偿单元补偿准直激光光束的激光能量所构成的穿透率与步径量的关系曲线图；

图13A为试片的探针在清洁前的影像图；

图13B为使用一般激光清洁装置清洁试片的探针后所形成的影像图；以及

图13C为使用本发明的激光清洁装置清洁试片的探针后所形成的影像图。

符号说明

1 激光清洁装置 1a 第一机台

1b第二机台 11 载体

12激光模块 13 能量补偿单元

14发散角优化单元 15 光学元件

16L 型板 17 通孔

18剩余区域 19 导光臂

2 激光清洁装置 2a 第一机台

2b第二机台 21 载体

22激光模块 3 激光光束调控模块

31发散角优化单元 311第一镜片

312 第二镜片 313第三镜片

32能量补偿单元 321半波片

322 分光镜 4 光路传导模块

41光学元件 5 吸嘴

51、52 开口 6 集尘模块

61方向 7 控制模块

8 移动模块 9 试片

91探针 92 残留物

A1至A25 清洁位置

B1、B2 位置点 C1、C2、C3、C4 位置点

D间距 E1、E2 连接件

F1 第一光学元件 F2 第二光学元件

F3 第三光学元件 F4 第四光学元件

G承载件 H1、H2 曲线

K1 L型板 K2 通孔

L、L1 激光光束 L11 外圈

L2 准直激光光束 L3 补偿激光光束

L4 稳定激光光束 M1、M2 长度

N1、N2 宽度 P1 第一支撑件

P2 第二支撑件 R 旋转方向

T1 第一阶层 T2 第二阶层

S10至S15、S21至S23 步骤。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施形态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效，也可通过其他不同的具体实施形态加以施行或应用。

图1A至图1D为本发明中激光清洁装置1的第一实施例，其设置于第一机台1a内，其中，图1A为立体图，图1B为图1A的侧视图，图1C为图1A的俯视图。图1D为本发明中第一机台1a与第二机台1b的外观示意图。

如图所示，激光清洁装置1设置于第一机台1a内,激光清洁装置1包括一载体11、一激光模块12、一能量补偿单元13、一发散角优化单元14、一光学元件15与一具有通孔17的L型板16。激光模块12用以提供激光光束L，并使激光光束L通过能量补偿单元13进行激光能量的补偿，能量补偿单元13在本实施例因设置于激光模块12内，故图示未显示能量补偿单元13，再通过光学元件15使激光光束L通过发散角优化单元14进行发散角的优化，进而将激光光束L使用一导光臂19通过L型板16的通孔17及导光臂19传导至第二机台1b内以清洁试片(探针)，第二机台1b为使用于清洁晶片检测装置内的试片(探针)。

然而，因激光清洁装置1的激光模块12、能量补偿单元13与发散角优化单元14三者都直接设置于载体11的同一阶层T1上，且激光模块12用以提供激光光束L，并使激光光束L通过能量补偿单元13，再通过光学元件15使激光光束L作90度反射通过发散角优化单元14，激光光束L均在同一平面。同时，由图1C可知，载体11上仍有剩余区域18未使用。因激光模块12、能量补偿单元13与发散角优化单元14三者都直接设置于载体11的同一阶层T1上，且能量补偿单元13设置于激光模块12内，并与激光模块12的激光光束方向平行，发散角优化单元14又与激光模块12的排列方向相互垂直，且散角优化单元14在激光模块12的另一端，及发散角优化单元14的长度大，故造成第一机台1a或载体11的面积或占地面积较大，故当如设置大量的第一机台1a时，将会产生需要较大的厂房面积及维护成本。

图2A至图2D为本发明中激光清洁装置2的第二实施例，其中，图2A至图2C为本发明中激光清洁装置2(详见图4A至图4B)设置于第一机台2a的示意图，其中，图2A为立体图，图2B为图2A的侧视图，图2C为图2A的俯视图，图2D为第一机台2a与第二机台2b的外观示意图。

如图2A至图2D(请一并参见图4A至图4B)所示，激光清洁装置2主要包括载体21、激光模块22、激光光束调控模块3、至少一光学元件、至少一支撑件与承载件G设置于第一机台2a内。导光臂19固定于L型板K1的通孔K2上，将激光光束L从第一机台2a导入第二机台2b内，用以清洁第二机台2b内的试片。例如，本实施例的第二机台2b为一种清洁晶片检测装置，激光光束L为使用于清洁晶片检测装置内的试片(探针)。

光学元件可例如为反射镜，并包括第一光学元件F1、第二光学元件F2、第三光学元件F3与第四光学元件F4其中至少一者。支撑件可为第一支撑件P1与第二支撑件P2其中至少一者，且光学元件设置于支撑件上。例如，第一光学元件F1、第二光学元件F2与承载件G设置于第一支撑件P1上，第三光学元件F3与第四光学元件F4设置于第二支撑件P2上，及发散角优化单元31设置于承载件G上。但是，本发明并不以此为限。

激光光束调控模块3具有能量补偿单元32与发散角优化单元31，其中，激光模块22、能量补偿单元32与发散角优化单元31分别设于载体21上方的第一阶层T1与第二阶层T2，且第二阶层T2位于第一阶层T1上方(详参图2B)。

图2A至图2B与图4A至图4B中为本发明的第二实施例，可分别将激光模块22与能量补偿单元32设置于载体21上(即第一阶层T1)，能量补偿单元32在本实施例因设置于激光模块22内，故图示未显示能量补偿单元32，并将发散角优化单元31设置于能量补偿单元32上方(即第二阶层T2)。或者，在图5A至图5B中，可分别将激光模块22与发散角优化单元31设置于载体21上(即第一阶层T1)，并将能量补偿单元32设置于发散角优化单元31上方(即第二阶层T2)。抑或者，在其他实施例中，也可分别将激光模块22设置于载体21上(即第一阶层T1)，并将能量补偿单元32与发散角优化单元31设置于激光模块22上方(即第二阶层T2)，此时能量补偿单元32与发散角优化单元31的光路设置可在同一线上，也可分别设置在不同阶层。另外，其他的设置方式都可以此类推，不再详述。由此，将激光模块22、能量补偿单元32与发散角优化单元31设置、排列或堆叠成二个不同的阶层，以利缩减第一机台2a或载体21的面积或占地面积。

如图2A所示，激光模块22可提供一水平方向的激光光束L1，先经能量补偿单元32通过第一光学元件F1转变为往上方的垂直方向反射至第二光学元件F2上，再经由第二光学元件F2将激光光束从垂直方向转变为往水平方向传导反射至发散角优化单元31，第三光学元件F3将经过发散角优化单元31优化的激光光束L2从水平方向转变为往下方的垂直方向传导至第四光学元件F4上，第四光学元件F4再将激光光束L2从垂直方向转变为往水平方向传导至一导光臂19，再经导光臂19导引至第二机台2b内，以通过激光光束L2清洁试片9。

图3为本发明第二实施例的第一机台2a的载体21与第一实施例第一机台1a的载体11的尺寸的比较表。

如图3所示，经实际量测结果，在上述本发明第一实施例的图1A至图1D中，第一机台1a的载体11的长度M1、宽度N1与面积(M1*N1)分别为1300mm(毫米)、850mm及1105000mm²。而在本发明第二实施例的图2A至图2D中，第一机台2a的载体21的长度M2、宽度N2与面积(M2*N2)则分别为1100mm(毫米)、500mm及550000mm²。因此，假设本发明第一实施例中第一机台1a的载体11所产生的占地面积的比例为100％，则本发明第二实施例中第一机台2a的载体21所产生的占地面积的比例仅为49.7％。所以，本发明第二实施例能缩减第一机台2a或载体21的面积或占地面积，从而大幅降低设置大量的第一机台2a(如500台以上)时所需要庞大厂房面积及维护成本。

图4A至图4B为本发明中激光清洁装置2的第二实施例示意图，图5A至图5B为本发明中激光清洁装置2的第三实施例示意图，其中，移动模块8可移动光路传导模块4、吸嘴5与稳定激光光束L4以对应至试片9的不同清洁位置(如图11A的清洁位置A1至A25)。

第二实施例的图4A至图4B与第三实施例的图5A至图5B的主要差异在于图4A至图4B中，能量补偿单元32设置于如图2A至图2C的载体21上(即第一阶层T1)，且发散角优化单元31设置于能量补偿单元32上方(即第二阶层T2)。而在图5A至图5B中，发散角优化单元31改设置于图2A至图2C的载体21上(即第一阶层T1)，且能量补偿单元32改设置于发散角优化单元31上方(即第二阶层T2)。因此，下列谨以图5A至图5B的实施例说明之。

如图5A至图5B所示，激光清洁装置2可应用于清洁一元件上，例如应用于清洁一具有多个探针91的试片9，且激光清洁装置2设置于一第一机台2a内，清洁一具有多个探针91的装置设置于第二机台2b内。一载体21、一激光模块22、一激光光束调控模块3、至少一光学元件、至少一支撑件、一承载件G与一具有通孔K2的L型板K1设置于第一机台2a内。一光路传导模块4、一吸嘴5、一集尘模块6、一控制模块7与一移动模块8设置于第二机台2b内。导光臂19固定于第一机台内的L型板K1的通孔K2上，进而可将激光光束L使用一导光臂19传导至第二机台2b内以清洁试片9，第二机台2b在本实施例中为使用于清洁晶片检测装置上的试片9(探针)，也可以应用于其他清洁一设备内的样品，也在本发明的权利保护范围内。

激光光束调控模块3可包括一由第一镜片311(如凹透镜)、第二镜片312(如凸透镜)与第三镜片313(如凸透镜)所组成的发散角优化单元31，并包括一具有半波片321与分光镜322的能量补偿单元32。但是，第一镜片311为凹透镜，第二镜片312与第三镜片313为凸透镜仅为一实施例，若能达到发散角优化目的的其他镜片组合，第一镜片311、第二镜片312与第三镜片313也可采用与上述不同的其他镜片类型，例如使用一个凹透镜与一个凸透镜的透镜组合，或者一个凹透镜与三个凸透镜的透镜组合，只要能达成将激光光束L1调整为一准直激光光束L2的透镜组合，均在本发明的保护范围内。

光路传导模块4的二端可通过连接件E1与连接件E2分别连接吸嘴5及移动模块8，或者光路传导模块4与吸嘴5可依序设置于移动模块8上。吸嘴5可具有一对应于光路传导模块4的开口51与一对应于试片9(探针91)的开口52。集尘模块6可具有开口(图未示)以连通吸嘴5及其开口52。试片9及其探针91可保持固定不动，并设置于吸嘴5及其开口52的上方。

激光模块22可为激光产生器或激光发射器等，如紫外光激光器、半导体绿光激光器、近红外光激光器或远红外光激光器。光路传导模块4可为光学元件41(如反光镜的光学镜片)、导光臂、光纤或其任意组合等。吸嘴5可为吸气式吸嘴、吹气式吸嘴、或吸气加吹气式吸嘴。开口51可为开孔或孔洞等。集尘模块6可为集尘器、集尘管路、集尘袋或其任意组合等。控制模块7可为控制器、处理器、电脑、服务器或控制软件等。移动模块8可为移动平台、移动件或可移动的承载平台等。但是，本发明并不以此为限。

图6为本发明中激光清洁方法的流程图，请一并参阅上述图5A至图5B的实施例。同时，上述图4A至图4B的实施例类似于图5A至图5B的实施例，故不再重复叙述。

如图6的步骤S10与上述图5A至图5B所示，提供包括一载体21(见图2A至图2C)、激光模块22、一激光光束调控模块3、至少一光学元件与一导光臂19的激光清洁装置2，激光光束调控模块3具有能量补偿单元32与发散角优化单元31，激光模块22、能量补偿单元32与发散角优化单元31分别位于载体21上方的第一阶层T1与第二阶层T2，且第二阶层T2位于第一阶层T1上方。

如图6的步骤S11与上述图5A至图5B所示，由激光模块22提供一激光光束L1。

如图6的步骤S12与上述图5A至图5B所示，由激光光束调控模块3的发散角优化单元31调整激光模块22所提供的激光光束L1为一准直激光光束L2(即经准直后的激光光束)。例如，可调整发散角优化单元31的第二镜片312与第三镜片313的间距D，由此缩小激光模块22所提供的激光光束L1的发散角(见图8A)以产生准直激光光束L2。

再者，由激光光束调控模块3的能量补偿单元32依据试片91的清洁位置补偿准直激光光束L2所需的激光能量以形成一补偿激光光束L3。例如，可依据试片9的不同清洁位置与激光能量补偿表(见图11C)旋转能量补偿单元32的半波片321至所需角度，并通过半波片321的旋转角度与分光镜322补偿准直激光光束L2所需的激光能量而形成补偿激光光束L3(即经补偿后的激光光束)。

另外，可由控制模块7控制激光光束调控模块3，以使激光光束调控模块3依据试片9的不同清洁位置补偿准直激光光束L2所需的激光能量。

如图6的步骤S13与上述图5A至图5B所示，由光路传导模块4传导激光光束调控模块3所补偿的补偿激光光束L3。

如图6的步骤S14与上述图5A至图5B所示，将光路传导模块4所传导的补偿激光光束L3通过吸嘴5的开口51以形成一具有稳定激光能量(如451mJ)的稳定激光光束L4。吸嘴5的开口51的直径可小于或等于光路传导模块4所传导的补偿激光光束L3的直径，以使稳定激光光束L4具有稳定的激光能量(或激光能量密度)。稳定激光光束L4的图案可例如为0.1mm(毫米)至100mm的圆形图案、方形图案、具有封闭区域的图案或各种不同形状的图案。

如图6的步骤S15与上述图5A至图5B所示，将稳定激光光束L4对应至试片9的清洁位置以清洁试片9的探针91。例如，可由控制模块7控制移动模块8以移动光路传导模块4、吸嘴5及其开口51而移动稳定激光光束L4，使稳定激光光束L4依据试片9的多个清洁位置(如图11A的清洁位置A1至A25)所构成的清洁路径陆续清洁试片9的多个探针91。清洁路径可例如为依序通过图11A中试片9的探针91的清洁位置A1、A2、…、A24、A25，但不以此为限。

此外，可由集尘模块6依据方向61收集激光光束L1(或稳定激光光束L4)在清洁试片9的探针91时所产生或落下的粉尘或碎屑。

图7为将激光光束L1分别传导至试片9的近端(如清洁位置A1)与远端(如清洁位置A25)时相关数据的比较表。图8A至图8B为在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量前，将激光光束L1分别传导至试片9的近端与远端时，激光光束L1在吸嘴5的开口51处的示意图。图9A至图9B为在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量后，将稳定激光光束L4分别传导至试片9的近端与远端时，稳定激光光束L4在吸嘴5的开口51处的示意图。

如图7与上述图5A至图5B所示，当激光光束L1传导至试片9的近端(如探针91的清洁位置A1)时，激光光束L1的光程较短(如1034mm)，且激光光束L1的尺寸较小(如12.5mm)。反之，当激光光束L1传导至试片9的远端(如探针91的清洁位置A25)时，激光光束L1的光程较长(如1194mm)，且激光光束L1的尺寸较大(如15mm)。因此，在激光光束L1分别传导至试片9的近端与远端时，激光光束L1的光程有160mm的差异，且激光光束L1的尺寸有2.5mm的差异，以致激光光束L1对试片9的不同清洁位置的清洁品质有所差异，从而需要补偿激光光束L1所需的激光能量。

如图7、图8A与上述图5A所示，在吸嘴5的开口51为固定尺寸(如12mm)下，并在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量前，将激光光束L1传导至试片9的近端(如探针91的清洁位置A1)时，激光光束L1被吸嘴5遮住的区域较少(如激光光束L1的外圈L11为约0.5mm)，且补偿前试片9上的激光能量较大。因此，如图9A所示，在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量后，将稳定激光光束L4传导至试片9的近端时，稳定激光光束L4在吸嘴5的开口51处具有稳定的激光能量(如452mJ)。

又，如图7、图8B与上述图5B所示，在吸嘴5的开口51为固定尺寸(如12mm)下，并在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量前，将激光光束L1传导至试片9的远端(如探针91的清洁位置A25)时，激光光束L1被吸嘴5遮住的区域较多(如激光光束L1的外圈L11为约3mm)，且补偿前试片9上的激光能量较小。因此，如图9B所示，在本发明的激光光束调控模块3补偿激光光束L1所需的激光能量后，将稳定激光光束L4传导至试片9的远端时，稳定激光光束L4在吸嘴5的开口51处也具有稳定的激光能量(如451mJ)。

图10为本发明的激光清洁方法中有关激光能量的校正程序的流程图。图11A为本发明图5A至图5B的激光清洁装置2中，包括试片9的多个清洁位置(如A1至A25)的位置表。图11B为由本发明的控制模块7量测在图11A的多个清洁位置上的激光能量以产生一具有多个激光能量值的激光能量表。图11C为依据本发明图11B的激光能量表产生一具有多个补偿参数的激光能量补偿表。

如图10的步骤S21、图11A与上述图5A至图5B所示，由一移动模块8移动光路传导模块4、吸嘴5及其开口51，以将吸嘴5的开口51陆续对应至试片9的不同清洁位置(如A1至A25)。

如图10的步骤S22、图11B与上述图5A至图5B所示，由一控制模块7量测激光模块22所提供的激光光束L1在通过吸嘴5的开口51后，激光光束L1被传导至试片9(探针91)的不同清洁位置(如A1至A25)上的多个激光能量值。例如，在清洁位置A1上的激光能量值为452mJ(毫焦耳)，在清洁位置A25上的激光能量值为420mJ(毫焦耳)。

如图10的步骤S23、图11C与上述图5A至图5B所示，由控制模块7依据图11B的多个激光能量值计算出试片9的不同清洁位置上的多个补偿参数(或补偿参数百分比)，并依据多个补偿参数(或补偿参数百分比)产生一激光能量补偿表。例如，在清洁位置A1上的补偿参数(或补偿参数百分比)为0.00％，在清洁位置A25上的补偿参数(或补偿参数百分比)为7.08％。

图12A为本发明图5A至图5B的激光光束调控模块3中，以发散角优化单元31优化激光光束L1的发散角所构成的发散角与间距D的关系曲线图。

如图12A与上述图5A至图5B所示，激光光束调控模块3的发散角优化单元31可调整第二镜片312与第三镜片的间距D，以缩小激光模块22所提供的激光光束L1的发散角。例如，将激光光束L1的发散角从曲线H1的位置点B2的发散角1.2mrad(毫弧度)缩小至位置点B1的发散角0.3mrad以产生准直激光光束L2，由此减少能量补偿单元32补偿准直激光光束L2所需的激光能量，并加速能量补偿单元32即时补偿准直激光光束L2所需的激光能量的反应时间。

图12B为本发明图5A至图5B的激光光束调控模块3中，以能量补偿单元32补偿准直激光光束L2的激光能量所构成的穿透率与步径量的关系曲线图。

如图12B与上述图5A至图5B所示，在发散角优化单元31缩小激光模块22所提供的激光光束L1的发散角以产生准直激光光束L2后，能量补偿单元32可缩减对准直激光光束L2所需的激光能量的补偿参数，并加速补偿准直激光光束L2所需的激光能量的反应时间。

例如，当以马达(如步进马达，图未示)依据旋转方向R(如逆时钟方向)旋转半波片321时，马达的步进量可从约8000步(曲线H2的位置点C1)至约15500步(位置点C4)的较大范围缩减为从约11800步(位置点C2)至约12800步(位置点C3)的较小范围。而且，准直激光光束L2通过能量补偿单元32的半波片321与分光镜322的穿透率也可从约15％(位置点C1)至约90％(位置点C4)的较大范围缩减为从约40％(位置点C2)至约65％(位置点C3)的较小范围。因此，本发明可缩减马达的步进量的范围以减少马达旋转半波片321的时间，并缩减准直激光光束L2通过半波片321与分光镜322的穿透率的范围，进而加速能量补偿单元32补偿准直激光光束L2所需的激光能量的反应时间。

图13A为试片9的探针91在清洁前的影像图。图13B为使用一般的激光清洁装置清洁试片9的探针91后所形成的影像图。图13C为使用本发明的激光清洁装置2及方法清洁试片9的探针91后所形成的影像图。

如图13A所示，试片9的三个探针91在清洁前都具有黑色残留物92。

如图13B所示，试片9右方及下方的二探针91在通过一般激光清洁装置清洁后，仍存在部分未清洁完成的黑色残留物92。

如图13C所示，试片9的三探针91在通过本发明的激光清洁装置2及方法清洁后，已几乎不存在黑色残留物92。

由上可知，本发明的激光清洁装置及方法中，主要是将第一机台的激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元三者设置、排列或堆叠成二个不同的阶层，以利缩减激光清洁装置或第一机台的面积或占地面积，从而大幅降低设置大量的第一机台时所产生的庞大维护成本及减小厂房面积，并可减小运输成本。

同时，本发明可依据试片的不同清洁位置补偿准直激光光束所需的激光能量，并将补偿激光光束通过吸嘴的开口以形成一具有稳定激光能量的稳定激光光束。据此，本发明可以稳定激光光束在试片的不同清洁位置上的激光能量，并减少或消除试片(探针)的残留物，进而提升激光光束对试片(探针)的清洁品质。

另外，本发明的激光光束调控模块的发散角优化单元可缩小激光模块所提供的激光光束的发散角，以减少能量补偿单元补偿准直激光光束所需的激光能量，并加速能量补偿单元即时补偿准直激光光束所需的激光能量的反应时间。

上述实施形态仅例示性说明本发明的原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何熟悉此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为权利要求所涵盖。因此，本发明的保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (34)

1.一种激光清洁装置，用于清洁一试片，其特征为，该装置包括：

载体；

激光模块，其设于该载体上方，用以提供一激光光束；

激光光束调控模块，其设于该载体上方，并具有能量补偿单元与发散角优化单元，其中，该发散角优化单元用以调整该激光光束为一准直激光光束，且该能量补偿单元依据该试片的清洁位置补偿该激光光束所需的激光能量以形成一补偿激光光束；以及

至少一光学元件，其导引该激光模块所提供的该激光光束通过该能量补偿单元与该发散角优化单元的至少其中一者。

2.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该载体、激光模块、激光光束调控模块与光学元件设置于第一机台内。

3.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括至少一支撑件，且该光学元件设置于该支撑件上。

4.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元分别设于该载体上方的第一阶层与第二阶层，且该第二阶层位于该第一阶层上方。

5.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该发散角优化单元用于缩小该激光光束的发散角以产生该准直激光光束。

6.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该发散角优化单元包括第一镜片、第二镜片与第三镜片。

7.根据权利要求6所述的激光清洁装置，其特征为，该第一镜片为凹透镜，而该第二镜片与该第三镜片均为凸透镜。

8.根据权利要求6所述的激光清洁装置，其特征为，该发散角优化单元通过调整该第二镜片与该第三镜片的间距，由此缩小该激光模块所提供的该激光光束的发散角以产生该准直激光光束。

9.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该能量补偿单元具有半波片与分光镜，并依据该试片的不同清洁位置将该半波片旋转至所需角度，且通过该半波片的旋转角度与该分光镜补偿该激光能量而形成该补偿激光光束。

10.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一导光臂，其固定于L型板的通孔上，并传导来自该能量补偿单元与该发散角优化单元的至少其中一者的激光光束，以通过该激光光束清洁该试片。

11.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括至少一承载件，且该能量补偿单元或该发散角优化单元设于该承载件上。

12.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该光学元件具有第一光学元件、第二光学元件、第三光学元件及第四光学元件。

13.根据权利要求12所述的激光清洁装置，其特征为，该第一光学元件将经过该能量补偿单元或该发散角优化单元的该激光光束从水平方向转变为往上方的垂直方向传导至该第二光学元件上，该第二光学元件将该激光光束从垂直的方向转变为往水平方向传导至该能量补偿单元或该发散角优化单元上，该第三光学元件将经过该能量补偿单元或该发散角优化单元的该激光光束从水平方向转变为往下方的垂直方向传导至该第四光学元件上，该第四光学元件再将该激光光束从垂直方向转变为往水平方向传导至导光臂上。

14.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该激光模块与该能量补偿单元设置于该载体上，该发散角优化单元设置于该能量补偿单元上方。

15.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该激光模块与该发散角优化单元设置于该载体上，该能量补偿单元设置于该发散角优化单元上方。

16.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该激光模块设置于该载体上，该能量补偿单元与该发散角优化单元设置于该激光模块上方。

17.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一光路传导模块及具有开口的吸嘴，其设置于第二机台内，其中，该光路传导模块与导光臂连接，并将该激光光束传导通过该吸嘴的该开口以形成一具有稳定激光能量的稳定激光光束，进而将该稳定激光光束对应至该第二机台内该试片的清洁位置以清洁该试片。

18.根据权利要求17所述的激光清洁装置，其特征为，该吸嘴的该开口的尺寸小于或等于该光路传导模块所传导的该激光光束的尺寸。

19.根据权利要求17所述的激光清洁装置，其特征为，该第二机台内设置该光路传导模块、该具有开口的吸嘴、一控制模块、一移动模块及一集尘模块。

20.根据权利要求17所述的激光清洁装置，其特征为，该第二机台为一晶片检测装置。

21.根据权利要求17所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一控制模块，其控制该激光光束调控模块，以使该激光光束调控模块依据该试片的不同清洁位置补偿该激光光束所需的激光能量。

22.根据权利要求21所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一移动模块，且该控制模块控制该移动模块以移动该光路传导模块、吸嘴及其开口而移动该稳定激光光束，使该稳定激光光束依据该试片的多个清洁位置所构成的清洁路径清洁该试片上的多个探针。

23.根据权利要求17所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一集尘模块，其收集该激光光束在清洁该试片时所产生的粉尘或碎屑。

24.根据权利要求1所述的激光清洁装置，其特征为，该装置还包括一控制模块，其量测在该试片的多个清洁位置上的激光能量以产生一具有多个激光能量值的激光能量表。

25.根据权利要求24所述的激光清洁装置，其特征为，该控制模块还依据该激光能量表产生一具有多个补偿参数的激光能量补偿表。

26.一种激光清洁方法，用于清洁一试片，其特征为，该方法包括：

提供包含一载体、一激光模块、一具有能量补偿单元与发散角优化单元的激光光束调控模块以及至少一光学元件的激光清洁装置，其中，该激光模块、能量补偿单元与发散角优化单元分别设于该载体上方的第一阶层与第二阶层，且该第二阶层位于该第一阶层上方；

由该激光模块提供一激光光束；

由该光学元件导引该激光模块所提供的该激光光束通过该能量补偿单元与该发散角优化单元的至少其中一者；以及

通过光路传导模块传导来自该能量补偿单元与该发散角优化单元的至少其中一者的激光光束，并通过该激光光束清洁该试片。

27.根据权利要求26所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括由该发散角优化单元调整该激光光束为一准直激光光束，并由该能量补偿单元依据该试片的清洁位置补偿该激光光束所需的激光能量以形成一补偿激光光束。

28.根据权利要求27所述的激光清洁方法，其特征为，该发散角优化单元用于缩小该激光模块所提供的该激光光束的发散角以产生该准直激光光束。

29.根据权利要求26所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括依据该试片的不同清洁位置将该能量补偿单元的一半波片旋转至所需角度，且通过该半波片的旋转角度与该能量补偿单元的一分光镜补偿该激光光束所需的激光能量以形成一补偿激光光束。

30.根据权利要求26所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括将该光路传导模块所传导的该激光光束通过一吸嘴的开口以形成一具有稳定激光能量的稳定激光光束，进而将该稳定激光光束对应至该试片的清洁位置以清洁该试片。

31.根据权利要求30所述的激光清洁方法，其特征为，该吸嘴的该开口的尺寸小于或等于该光路传导模块所传导的该激光光束的尺寸。

32.根据权利要求30所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括移动该稳定激光光束，以使该稳定激光光束依据该试片的多个清洁位置所构成的清洁路径清洁该试片的多个探针。

33.根据权利要求26所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括收集该激光光束在清洁该试片时所产生或落下的粉尘或碎屑。

34.根据权利要求26所述的激光清洁方法，其特征为，该方法还包括依据该试片的多个清洁位置产生一具有多个激光能量补偿参数的激光能量补偿表。