一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元，所述清洗装置包括中心清洗部、边缘清洗部和运载部，晶圆背面包括相邻的中心圆形区和边缘圆环区，晶圆通过所述中心清洗部完成中心清洗后通过所述运载部移动至所述边缘清洗部上方进行边缘清洗，中心清洗部包括清洗臂，清洗臂上安装有中心清洗头，中心清洗头设置在所述中心圆形区正下方并进行中心清洗，边缘清洗部包括边缘清洗头，边缘清洗头安装在水平摆臂的一端上，水平摆臂的另一端连接有竖直摆臂，边缘清洗头位于所述晶圆的边缘圆环区正下方并进行边缘清洗，本发明专利技术能够在不翻转晶圆的情况下对晶圆背面进行高效清洗，提高了清洗效率，而且结构简单，占地空间小。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元。
技术介绍
晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆国内，晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。在半导体行业中，晶片湿法处理设备都需要保证自身的洁净度，即不可以增加待加工晶圆表面的微颗粒的数量。与此同时在某些特殊的工艺要求晶圆的背面也需要清洗，现有技术中，申请号为“201822002990.9”，专利名称为“晶圆清洗装置”的技术专利，其提供了一种晶圆清洗装置，包括：晶圆卡盘，晶圆卡盘具有夹持部件和承载部件，夹持部件设置于承载部件上，用于夹持待清洗晶圆，并且夹持后的待清洗晶圆与承载部件正对待清洗晶圆的部分存在一预设距离；与晶圆卡盘相对设置的喷嘴，用于向待清洗晶圆远离承载部件一侧的表面喷射清洗剂以清洗待清洗晶圆，并且喷嘴可以在待清洗晶圆的表面上非固定喷射清洗剂。利用该技术提供的晶圆清洗装置清洗晶圆时，提高了晶圆的产品良率。而现有技术中的清洁方式在对晶圆清洗的时候，需要将晶圆翻转清洗，操作很不方便，降低了清洗效率。因此，有必要提供一种新型的晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元，在不翻转晶圆的情况下就能够对晶圆背面进行高效清洗，提高了清洗效率。为实现上述目的，本专利技术的所述一种晶圆背面清洗装置，包括中心清洗部、边缘清洗部和运载部，所述晶圆背面包括相邻的中心圆形区和边缘圆环区，所述晶圆通过所述中心清洗部完成中心清洗后通过所述运载部移动至所述边缘清洗部上方进行边缘清洗，所述中心清洗部包括清洗臂，所述清洗臂上安装有中心清洗头，所述中心清洗头设置在所述中心圆形区正下方并用于中心清洗，所述边缘清洗部包括边缘清洗头和中心真空吸盘，所述边缘清洗头安装在水平摆臂的一端上，所述水平摆臂的另一端连接有竖直摆臂，所述竖直摆臂底部旋转连接有可移动底座，所述边缘清洗头位于所述晶圆的所述边缘圆环区正下方并进行边缘清洗，所述中心真空吸盘外壁还安装有氮气保护环，所述氮气保护环朝着边缘圆环区吹扫氮气。本专利技术的有益效果在于：通过将待清洗的晶圆背面分区为中心圆形区和边缘圆环区，并分别通过中心清洗部的中心清洗头对中心圆形区进行中心清洗，铜鼓边缘清洗部的边缘清洗头对边缘圆环区进行边缘清洗，通过分区清洗的方式，不仅提高了对晶圆的清洗效果，而且避免了被清洗后的部位被污染，有效提高了整体的清洗效率，而竖直摆臂通过可移动底座进行位置调节和旋转调节，即可改变边缘清洗头在边缘圆环区的位置，以实现边缘清洗头对边缘圆环区的不同位置进行清洗，而且在对边缘圆环区进行清洁的时候，通过氮气保护环朝向边缘圆环区吹扫氮气以形成正压，避免进行边缘清洗时对晶圆的已清洗的中心圆形区造成污染，提高清洗效果。进一步的，所述中心圆形区和边缘圆环区部分重合。其有益效果在于：在清洗的时候，中心圆形区和边缘圆环区部分重合，使得中心圆形区和边缘圆环区的相邻区域清洗的时候清洗更加彻底。进一步的，所述中心真空吸盘底部通过电机轴连接有主轴电机，所述主轴电机外壁通过连接板连接有升降杆，所述晶圆通过所述运载部运输到所述升降杆上方，所述升降杆收缩调节以使得所述晶圆被所述中心真空吸盘夹紧。其有益效果在于：在通过运输部移动待清洗的晶圆的时候，通过升降杆和中心真空吸盘相互配合，将待清洗的晶圆稳定夹紧，以提高边缘清洗的效果。进一步的，所述中心真空吸盘的直径小于所述中心圆形区的直径。其有益效果在于：保证中心真空吸盘完全覆盖中心圆形区，避免清洗之后的中心圆形区被污染而影响清洗效果。进一步的，还包括防水杯，所述边缘清洗头和所述中心真空吸盘均设置在所述防水杯内部。其有益效果在于：通过设置防水杯，在边缘清洗头对晶圆的边缘圆环区进行清洗的时候，通过防水杯的阻挡作用，能够有效防止清洁液飞溅到外部。进一步的，所述水平摆臂通过滑块与所述竖直摆臂之间滑动连接以实现上下滑动。其有益效果在于：水平摆臂通过滑块在竖直摆臂上下滑动，从而改变水平摆臂的高度，以调节水平摆臂上的边缘清洗头与待清洗晶圆的边缘圆环区之间的距离，在便于清洁的同时方便调节。进一步的，所述边缘清洗部还包括第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴，所述第一清洗喷嘴朝向所述晶圆的所述边缘圆环区的正面，所述第二清洗喷嘴朝向所述晶圆的所述边缘圆环区的背面。其有益效果在于：在对晶圆背面进行清洗的同时，还通过第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴对晶圆侧面进行清洗。进一步的，所述边缘清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。进一步的，所述中心清洗部还包括吸盘支持架，所述吸盘支持架设置在所述晶圆的背面正下方，所述吸盘支持架上还连接有至少两个边缘真空吸盘，在所述边缘真空吸盘夹紧所述晶圆之后，通过所述中心清洗头对所述晶圆的所述中心圆形区进行清洗。其有益效果在于：通过吸盘支持架上的至少两个边缘真空吸盘将晶圆夹紧，以便于提高后续中心清洗头对晶圆的中心圆形区清洗过程的稳定性。进一步的，还包括氮气喷嘴，所述氮气喷嘴安装在活动座上，通过移动所述活动座以调节所述氮气喷嘴正对所述中心圆形区的位置。其有益效果在于：在中心清洗头进行中心清洗的时候，通过氮气喷嘴吹扫氮气将清洗后的清洁区域吹干，提高清洗效果。进一步的，所述清洗臂底端还连接有连接柱，所述连接柱通过滑动座滑动安装在导轨上，以实现所述清洗臂在所述导轨来回移动。其有益效果在于：通过滑动座在导轨上自由移动，以调节清洗臂的位置，从而调节中心清洗头的位置，以便于中心清洗头对晶圆的中心圆形区进行有效清洗。进一步的，所述运载部为机械手。进一步的，所述中心清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。本专利技术还提供了一种晶圆背面清洗方法，包括如下步骤：通过运载部将待清洗的晶圆背面移动至中心清洗部的正上方，并通过所述中心清洗部的中心清洗头对所述晶圆的中心圆形区进行中心清洗，使得所述晶圆背面上剩余未被清洗的边缘圆环区；通过运载部将中心清洗后的所述晶圆移动至所述边缘清洗部的正上方并固定；通过边缘清洗部的边缘清洗头对所述晶圆的边缘圆环区进行边缘清洗；通过运载部将清洗完成的晶圆取出，完成清洗过程。本专利技术的有益效果在于：通过中心清洗部对晶圆背面中心圆形区进行中心清洗，并通过边缘清洗部对晶圆背面的边缘圆环区进行边缘清洗，将晶圆背面的清洗过程分区进行，有效提高了清洗效率和清洗效果。进一步的，所述通过所述中心清洗部的中心清洗头对所述晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆背面清洗装置，其特征在于，包括中心清洗部、边缘清洗部和运载部，所述晶圆的背面包括相邻的中心圆形区和边缘圆环区，所述晶圆通过所述中心清洗部完成中心清洗后通过所述运载部移动至所述边缘清洗部上方进行边缘清洗，所述中心清洗部包括清洗臂，所述清洗臂上安装有中心清洗头，所述中心清洗头设置在所述中心圆形区正下方并用于中心清洗，所述边缘清洗部包括边缘清洗头和中心真空吸盘，所述边缘清洗头安装在水平摆臂的一端上，所述水平摆臂的另一端连接有竖直摆臂，所述竖直摆臂底部旋转连接有可移动底座，所述边缘清洗头位于所述晶圆的所述边缘圆环区正下方并进行边缘清洗，所述中心真空吸盘外壁还安装有氮气保护环，所述氮气保护环朝着边缘圆环区吹扫氮气。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆背面清洗装置，其特征在于，包括中心清洗部、边缘清洗部和运载部，所述晶圆的背面包括相邻的中心圆形区和边缘圆环区，所述晶圆通过所述中心清洗部完成中心清洗后通过所述运载部移动至所述边缘清洗部上方进行边缘清洗，所述中心清洗部包括清洗臂，所述清洗臂上安装有中心清洗头，所述中心清洗头设置在所述中心圆形区正下方并用于中心清洗，所述边缘清洗部包括边缘清洗头和中心真空吸盘，所述边缘清洗头安装在水平摆臂的一端上，所述水平摆臂的另一端连接有竖直摆臂，所述竖直摆臂底部旋转连接有可移动底座，所述边缘清洗头位于所述晶圆的所述边缘圆环区正下方并进行边缘清洗，所述中心真空吸盘外壁还安装有氮气保护环，所述氮气保护环朝着边缘圆环区吹扫氮气。


2.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心圆形区和边缘圆环区部分重合。


3.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心真空吸盘底部通过电机轴连接有主轴电机，所述主轴电机外壁通过连接板连接有升降杆，所述晶圆通过所述运载部运输到所述升降杆上方，所述升降杆收缩调节以使得所述晶圆被所述中心真空吸盘夹紧。


4.根据权利要求3所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心真空吸盘的直径小于所述中心圆形区的直径。


5.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，还包括防水杯，所述边缘清洗头和所述中心真空吸盘均设置在所述防水杯内部。


6.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述水平摆臂通过滑块与所述竖直摆臂之间滑动连接以实现上下滑动。


7.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述边缘清洗部还包括第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴，所述第一清洗喷嘴朝向所述晶圆的所述边缘圆环区的正面，所述第二清洗喷嘴朝向所述晶圆的所述边缘圆环区的背面。


8.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述边缘清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。


9.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心清洗部还包括吸盘支持架，所述吸盘支持架设置在所述晶圆的背面正下方，所述吸盘支持架上还连接有至少两个边缘真空吸盘，在所述边缘真空吸盘夹紧所述晶圆之后，通过所述中心清洗头对所述晶圆的所述中心圆形区进行清洗。


10.根据权利要求1或9所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，还包括氮气喷嘴，所述氮气喷嘴安装在活动座上，通过移动所述活动座以调节所述氮气喷嘴正对所述中心圆形区的位置。


11.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述清洗臂底端还连接有连接柱，所述连接柱通过滑动座滑动安装在导轨上，以实现所述清洗臂在所述导轨来回移动。


12.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述运载部为机械手。


13.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。


14.一种晶圆背面清洗方法，提供如权利要求1至13任一所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，包括如下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：谷德君，陈兴隆，
申请(专利权)人：沈阳芯源微电子设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21