CN112071782B - 一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆背面清洗装置、方法及清洗单元。
背景技术
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”的实用新型专利，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。利用该实用新型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。
发明内容
本发明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，本发明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。
本发明的有益效果在于：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。
本发明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。
本发明的有益效果在于：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圆的中心圆形区进行中心清洗的具体过程为：
通过边缘真空吸盘吸附住所述晶圆的边缘圆环区以固定所述晶圆；
调节清洗臂的位置使得所述中心清洗头位于所述晶圆的中心圆形区的正下方，启动所述中心清洗头对所述中心圆形区进行清洗；
清洗完成后启动氮气喷嘴对完成清洗的所述中心圆形区进行吹干，移动所述氮气喷嘴直至所述中心圆形区被完全吹干。
其有益效果在于：在进行中心清洗的时候，通过边缘真空吸盘将晶圆固定住，并通过中心清洗头对中心圆形区进行清洗，随后移动氮气喷嘴直至中心圆形区被吹干，能够快速完成对中心圆形区的清洗工作。
进一步的，所述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的具体过程为：
通过所述运载部将完成后中心清洗后的所述晶圆移动至所述升降杆的正上方；
调节所述升降杆向下移动以使得所述晶圆落在所述中心真空吸盘上，启动中心真空吸盘并将所述晶圆固定。
其有益效果在于：通过升降杆的升降调节使得晶圆能够稳定移动至中心真空吸盘，并通过中心真空吸盘将晶圆固定起来，使得晶圆的固定过程更加稳定，不会出现剧烈的晃动而导致晶圆发生滑落的情况，对晶圆起到了良好的保护作用。
进一步的，所述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的具体过程为：
向上调节水平摆臂在竖直摆臂上的位置以调节所述边缘清洗头的高度，使得所述边缘清洗头靠近所述晶圆的边缘圆环区；
启动主轴电机以第一转速转动带动所述中心真空吸盘和所述晶圆转动；
启动所述边缘清洗头对所述边缘圆环区进行进行，同时开启氮气保护环向所述边缘圆环区喷洒氮气在所述中心真空吸盘外部形成正压；
调节竖直摆臂以改变所述边缘清洗头的位置，以使得所述边缘清洗头在所述边缘圆环区的不同位置进行清洗；
完成对边缘圆环区的清洗过程之后，启动主轴电机以第二转速转动带动所述晶圆转动以甩干所述晶圆，同时启动第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴对所述晶圆侧面进行清洗，直至完成清洗过程。
其有益效果在于：通过边缘清洗头对晶圆的边缘圆环区进行清洗，调节竖直摆臂和水平摆臂以改变边缘清洗头的位置，从而使得边缘清洗头能够对边缘圆环区的不同位置进行快速清洗，同时在清洗的时候氮气保护环开启以防止有液体污染完成清洗的中心圆形区。
进一步的，所述竖直摆臂的调节过程包括通过可移动底座水平移动调节。其有益效果在于：能够改变边缘清洗头在边缘圆环区底部的位置，以清洗边缘圆环区的不同位置。
进一步的，所述竖直摆臂的调节过程还包括转动所述竖直摆臂在所述可移动底座上的角度，以调节所述水平摆臂上的边缘清洗头的位置。其有益效果在于：通过旋转竖直摆臂以改变水平摆臂上的边缘清洗头的角度，从而便于边缘清洗头在不同的位置进行边缘清洗。
进一步的，所述第一转速为200～500r/min，所述第二转速为2000～3000r/min。
本发明还提供了一种晶圆清洗单元，包括上述的晶圆背面清洗装置，还包括中心清洗组和边缘清洗组，所述边缘清洗组设置在所述中心清洗组上方，所述中心清洗组包括至少两个上下堆叠的中心清洗部，所述边缘清洗组包括至少两个上下堆叠的边缘清洗部。
本发明的有益效果在于：通过将多个中心清洗部和边缘清洗部组合在一起堆叠布置，快速的对多个晶圆清洁，能够满足批量化的产能要求。
进一步的，所述中心清洗部和所述边缘清洗部的数量均为三个。
附图说明
图1为本发明的清洗装置的边缘清洗部的整体结构示意图；
图2为本发明的清洗装置的中心清洗部的整体结构示意图；
图3为本发明的清洗单元的整体安装结构示意图；
图4为本发明的清洗方法的整体工作流程示意图；
图5为本发明的清洗方法的步骤S1的具体工作过程示意图；
图6为本发明的清洗方法的步骤S2的具体工作过程示意图；
图7为本发明的清洗方法的步骤S3的具体工作过程示意图。
图中标号：
1-中心清洗部；2-边缘清洗部；3-晶圆；4-中心清洗组；5-边缘清洗组；
101-清洗臂；102-中心清洗头；103-吸盘支持架；104-边缘真空吸盘；105-氮气喷嘴；106-活动座；107-连接柱；108-滑动座；109-导轨；
201-边缘清洗头；202-可移动底座；203-水平摆臂；204-竖直摆臂；205-中心真空吸盘；206-电机轴；207-主轴电机；208-连接板；209-升降杆；210-氮气保护环；211-防水杯；212-滑块；213-第一清洗喷嘴；214-第二清洗喷嘴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，如图1至图3所示，本发明的实施例提供了一种晶圆背面清洗装置，包括中心清洗部1、边缘清洗部2和运载部，所述晶圆3背面包括相邻的中心圆形区和边缘圆环区，所述晶圆3通过所述中心清洗部1完成中心清洗后通过所述运载部移动至所述边缘清洗部2上方进行边缘清洗，所述中心清洗部1包括清洗臂101，所述清洗臂101上安装有中心清洗头102，所述中心清洗头102设置在所述中心圆形区正下方并进行中心清洗，所述边缘清洗部2包括边缘清洗头201，所述边缘清洗头201安装在水平摆臂203的一端上，所述水平摆臂203的另一端连接有竖直摆臂204，所述边缘清洗头201位于所述晶圆3的所述边缘圆环区正下方并进行边缘清洗。
通过上述清洗装置，针对需要清洗的晶圆3，在运载部的运输作用下，运输到中心清洗部1上方对晶圆3的中心圆形区进行中心清洗之后，运输到边缘清洗部2上方对晶圆3的边缘圆环区进行边缘清洗，采用中心清洗部1和边缘清洗部2的组合方式对晶圆3背面进行分区清洗，不仅提高了清洗效率，而且在进行中心清洗之后，边缘清洗部2的边缘清洗不会对已经清洗完成的中心圆形区产生污染，有效提高了整体的清洗效果。
具体使用时，运载部将晶圆3移动到中心清洗部1的正上方，通过中心清洗头102对晶圆3的中心圆形区进行清洗，而在完成清洗过程之后，通过运载部将晶圆3移动到边缘清洗部2的正上方，通过调节水平摆臂203和竖直摆臂204的位置改变边缘清洗头201对边缘圆环区的清洁位置，从而对边缘圆环区的不同位置进行清洁，直至完成整个清洗过程。
优选的是，所述运载部为机械手，本实施例中采用的机械手为现有技术中的机械手，主要用于移动晶圆3，能够完成晶圆3移动的现有技术中的设备均可以应用于本技术方案的运载部，此处对此不作特别限定。
进一步的，所述中心圆形区和边缘圆环区部分重合，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，不会出现局部残留的情况。
在一种可能的实施方式中，所述中心清洗部1还包括吸盘支持架103，所述吸盘支持架103设置在所述晶圆3的背面正下方，所述吸盘支持架103上还连接有至少两个边缘真空吸盘104，在所述边缘真空吸盘104夹紧所述晶圆3之后，通过所述中心清洗头102对所述晶圆3的所述中心圆形区进行清洗。
当晶圆3移动到中心清洗部1上之后，通过吸盘支持架103上的多个边缘真空吸盘104将晶圆3背面的边缘圆环区夹紧，同时调节中心清洗头102以使得中心清洗头102正对晶圆3的中心圆形区，从而通过中心清洗头102对晶圆3的中心圆形区进行中心清洗，以清洁晶圆3的中间部分。
在一种可能的实施方式中，所述清洗臂101底端还连接有连接柱107，所述连接柱107通过滑动座108滑动安装在导轨109上，以实现所述清洗臂101在所述导轨109来回移动。
当边缘真空吸盘104将晶圆3固定之后，中心清洗头102的位置通过清洗臂101进行调节，通过移动滑动座108以改变滑动座108在导轨109上的位置，从而改变清洗臂101上的中心清洗头102的位置，从而使得中心清洗头102正对中心圆形区以进行清洗。
优选的是，所述中心清洗头102为超声波清洗头或者毛刷清洗头，通过超声波清洗头或者毛刷清洗头对晶圆3的中心圆形区进行清洗，以快速清洁晶圆3。
需要说明的是，中心清洗头102包括但不限于上述的清洗头，任何能够用于晶圆清洗的现有技术的清洗头均可以应用于本技术方案，此处不再赘述。
在一种可能的实施方式中，还包括氮气喷嘴105，所述氮气喷嘴105安装在活动座106上，通过移动所述活动座106以调节所述氮气喷嘴105正对所述中心圆形区的位置。
在中心清洗头102对晶圆3的中心圆形区进行清洗之后，启动氮气喷嘴105喷出氮气，从而将中心圆形区的已清洗区域吹干，避免清洗液残留而导致二次污染。
进一步的，由于中心圆形区为一个较大区域，在实际使用时，通过移动活动座106以调节氮气喷嘴105在不同位置对已清洗干净的中心圆形区进行吹干处理。
在一种可能的实施方式中，所述边缘清洗部2还包括中心真空吸盘205，所述中心真空吸盘205底部通过电机轴206连接有主轴电机207，所述主轴电机207外壁通过连接板208连接有升降杆209，所述晶圆3通过所述运载部运输到所述升降杆209上方，所述升降杆209收缩调节以使得所述晶圆3被所述中心真空吸盘205夹紧。
而在完成中心清洗之后，随着运输部将晶圆3移动到边缘清洗部2的上方的升降杆209上，并使得中心圆形区正对中心真空吸盘205，降低升降杆209的高度以使得晶圆3的高度降低，并最终降落在之电机轴206顶端的中心真空吸盘205上，通过中心真空吸盘205固定晶圆3的中心圆形区，即可将整个晶圆3固定在边缘清洗部2的正上方，此时通过主轴电机207的转动带动晶圆3转动，使得晶圆3的边缘圆环区与边缘清洗头201不断接触以实现清洗，从而完成边缘清洗头201对边缘圆环区的清洗过程。
在一种可能的实施方式中，所述中心真空吸盘205外壁还安装有氮气保护环210，所述氮气保护环210朝着边缘圆环区吹扫氮气。
由于中心圆形区已经通过中心清洗部1清洗干净，此时利用中心真空吸盘205外壁的氮气保护环210将清洁干净的中心圆形区保护起来，通过氮气保护环210不断喷出氮气，在中心真空吸盘205周围形成正压，从而防止边缘圆环区上的清洁液进入到中心圆形区产生二次污染。
在一种可能的实施方式中，所述中心真空吸盘205的直径小于所述中心圆形区的直径，从而确保中心真空吸盘205不会覆盖边缘圆环区的区域，从而使得边缘清洗头201能够对整个边缘圆环区进行彻底清洗，避免出现清洗不完全的情况。
在一种可能的实施方式中，还包括防水杯211，所述边缘清洗头201和所述中心真空吸盘205均设置在所述防水杯211内部。
由于边缘清洗头201和中心真空吸盘205都设置在防水杯211内部，整个边缘清洗的过程都在防水杯211内部进行，在主轴电机207转动以使得晶圆3进行转动清洗的时候，通过防水杯211的保护作用，有效防止产生的清洁液飞溅到外部，起到了良好的隔离保护作用。
在一种可能的实施方式中，所述水平摆臂203通过滑块212与所述竖直摆臂204之间滑动连接以实现上下滑动，所述竖直摆臂204底部旋转连接有可移动底座202。
由于边缘清洗头201的调节是通过水平摆臂203和竖直摆臂204进行的，通过调节水平摆臂203在竖直摆臂204上的位置以改变边缘清洗头201与晶圆3的边缘圆环区距离；而通过调节竖直摆臂204则可以调节边缘清洗头201在边缘圆环区上的清洗位置。
具体调节时，水平摆臂203通过滑块212在竖直摆臂204上滑动，以调节边缘清洗头201的高度，即可调节边缘清洗头201与晶圆3的边缘圆环区的具体；而竖直摆臂204与可移动底座202之间是旋转连接的，不仅可以移动可移动底座202改变竖直摆臂204的位置，还可以转动竖直摆臂204以改变竖直摆臂204的角度，以改变竖直摆臂204在边缘圆环区上的位置。
在一种可能的实施方式中，所述边缘清洗部2还包括第一清洗喷嘴213和第二清洗喷嘴214，所述第一清洗喷嘴213朝向所述晶圆3的所述边缘圆环区的正面，所述第二清洗喷嘴214朝向所述晶圆3的所述边缘圆环区的背面。
在完成晶圆3的中心清洗和边缘清洗之后，通过第一清洗喷嘴213和第二清洗喷嘴214对晶圆3的侧面进行清洗，以实现对晶圆3的彻底清洗。
在一种可能的实施方式中，所述边缘清洗头201为超声波清洗头或者毛刷清洗头。
需要说明的是，边缘清洗头201包括但不限于上述的清洗头，任何能够用于晶圆清洗的现有技术的清洗头均可以应用于本技术方案，此处不再赘述。
本发明的清洗装置不仅可以在不翻转晶圆的情况下对晶圆背面进行清洗，而且采用分区清洗的方式提高了清洗效率，分区清洗的两个过程相互独立互不影响，不会产生二次污染，而且整体装置结构简单，安装方便，占地空间小，对于晶圆具有良好的清洗效果。
本发明进一步提供了一种晶圆背面清洗方法，提供上述的晶圆背面清洗装置，如图4所示，包括如下步骤：
S1、通过运载部将待清洗的晶圆3背面移动至中心清洗部1的正上方，并通过所述中心清洗部1的中心清洗头102对所述晶圆3的中心圆形区进行中心清洗，使得所述晶圆3背面上剩余未被清洗的边缘圆环区。
在一种可能的实施方式中，如图5所示，所述通过所述中心清洗部1的中心清洗头102对所述晶圆3的中心圆形区进行中心清洗的具体过程为：
S11、通过边缘真空吸盘104吸附住所述晶圆3的边缘圆环区以固定所述晶圆3；
S12、调节清洗臂101的位置使得所述中心清洗头102位于所述晶圆3的中心圆形区的正下方，启动所述中心清洗头102对所述中心圆形区进行清洗；
S13、清洗完成后启动氮气喷嘴105对完成清洗的所述中心圆形区进行吹干，移动所述氮气喷嘴105直至所述中心圆形区被完全吹干。
通过上述清洗过程，完成对晶圆3的中心圆形区的清洗过程，同时利用氮气喷嘴105将清洗后的中心圆形区完全吹干，从而完成晶圆3的中心清洗过程。
S2、通过运载部将中心清洗后的所述晶圆3移动至所述边缘清洗部2的正上方并固定。
在一种可能的实施方式中，如图6所示，所述通过运载部将中心清洗后的所述晶圆3移动至所述边缘清洗部2的正上方并固定的具体过程为：
通过所述运载部将完成后中心清洗后的所述晶圆3移动至所述升降杆209的正上方；
调节所述升降杆209向下移动以使得所述晶圆3落在所述中心真空吸盘205上，启动中心真空吸盘205并将所述晶圆3固定。
通过将晶圆3固定在中心真空吸盘205上，不仅可以起到固定作用，而且在后续的边缘清洗的过程中，便于通过中心真空吸盘205底部的主轴电机207转动以实现晶圆的转动清洗。
S3、通过边缘清洗部2的边缘清洗头201对所述晶圆的边缘圆环区进行边缘清洗。
在一种可能的实施方式中，如图7所示，所述通过边缘清洗部2的边缘清洗头201对所述晶圆3的边缘圆环区进行边缘清洗的具体过程为：
S31、向上调节水平摆臂203在竖直摆臂204上的位置以调节所述边缘清洗头201的高度，使得所述边缘清洗头201靠近所述晶圆3的边缘圆环区；
S32、启动主轴电机207以第一转速转动带动所述中心真空吸盘205和所述晶圆3转动；
S33、启动所述边缘清洗头201对所述边缘圆环区进行进行，同时开启氮气保护环210向所述边缘圆环区喷洒氮气在所述中心真空吸盘205外部形成正压。
通过氮气保护环210喷洒氮气在中心真空吸盘205周围形成正压，从而避免边缘圆环区上的清洁液进入已清洁的中心圆形区产生二次污染。
S34、调节竖直摆臂204以改变所述边缘清洗头201的位置，以使得所述边缘清洗头201在所述边缘圆环区的不同位置进行清洗；
S35、完对边缘圆环区的清洗过程之后，启动主轴电机207以第二转速转动带动所述晶圆3转动以甩干所述晶圆3，同时启动第一清洗喷嘴213和第二清洗喷嘴214对所述晶圆3侧面进行清洗，直至完成清洗过程。
S4、通过运载部将清洗完成的晶圆3取出，完成清洗过程。
在一种可能的实施方式中，所述竖直摆臂204的调节过程包括通过可移动底座202水平移动调节。
在一种可能的实施方式中，所述竖直摆臂204的调节过程还包括转动所述竖直摆臂204在所述可移动底座202上的角度，以调节所述水平摆臂203上的边缘清洗头201的位置。
上述竖直摆臂204的调节过程包括左右移动和旋转调节，用以改变边缘清洗头201在边缘圆环区32上的位置，以实现不同位置的清洁处理。
在一种可能的实施方式中，所述第一转速为200～500r/min，所述第二转速为2000～3000r/min，通过上述转速，在第一转速的条件下保证边缘清洗头201能够对晶圆3底部进行有效清洗，而在第二转速的情况下，保证晶圆3上残留的清洗液能够被彻底甩干，以对晶圆达到更好的清洗效果。
需要说明的是，上述清洁方法的工作过程与前述的清洁装置工作过程基本相同，此处不再赘述。
本发明还提供了一种晶圆清洗单元，包括上述的晶圆背面清洗装置，还包括中心清洗组4和边缘清洗组5，所述边缘清洗组5设置在所述中心清洗组4上方，所述中心清洗组4包括至少两个上下堆叠的中心清洗部1，所述边缘清洗组5包括至少两个上下堆叠的边缘清洗部2。
针对产能较大的机台，通过将多个中心清洗部1上下堆叠而成的中心清洗组4与多个边缘清洗部2堆叠而成的边缘清洗组5组合在一起，能够同时对多组晶圆进行清洗，以满足机台的产能要求。
在一种可能的实施方式中，所述中心清洗部1和所述边缘清洗部2的数量均为三个。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (21)

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；所述中心圆形区和所述边缘圆环区部分重合。
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。
3.根据权利要求2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。
4.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。
5.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。
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。
7.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述边缘清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。
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。
9.根据权利要求1或8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。
10.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。
11.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述运载部为机械手。
12.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述中心清洗头为超声波清洗头或者毛刷清洗头。
13.一种晶圆背面清洗方法，提供如权利要求1至12任一所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，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。
14.根据权利要求13所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述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的具体过程为：
通过边缘真空吸盘吸附住所述晶圆的边缘圆环区以固定所述晶圆；
调节清洗臂的位置使得所述中心清洗头位于所述晶圆的中心圆形区的正下方，启动所述中心清洗头对所述中心圆形区进行清洗；
清洗完成后启动氮气喷嘴对完成清洗的所述中心圆形区进行吹干，移动所述氮气喷嘴直至所述中心圆形区被完全吹干。
15.根据权利要求13所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述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的具体过程为：
通过所述运载部将完成中心清洗后的所述晶圆移动至升降杆的正上方；
调节升降杆向下移动以使得所述晶圆落在所述中心真空吸盘上，启动中心真空吸盘并将所述晶圆固定。
16.根据权利要求13所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述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的具体过程为：
向上调节水平摆臂在竖直摆臂上的位置以调节所述边缘清洗头的高度，使得所述边缘清洗头靠近所述晶圆的边缘圆环区；
启动主轴电机以第一转速转动带动所述中心真空吸盘和所述晶圆转动；
启动所述边缘清洗头对所述边缘圆环区进行进行，同时开启氮气保护环向所述边缘圆环区喷洒氮气在所述中心真空吸盘外部形成正压；
调节竖直摆臂以改变所述边缘清洗头的位置，以使得所述边缘清洗头在所述边缘圆环区的不同位置进行清洗；
完成对边缘圆环区的清洗过程之后，启动主轴电机以第二转速转动带动所述晶圆转动以甩干所述晶圆，同时启动第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴对所述晶圆侧面进行清洗，直至完成清洗过程。
17.根据权利要求16所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述竖直摆臂的调节过程包括通过可移动底座水平移动调节。
18.根据权利要求16所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述竖直摆臂的调节过程还包括转动所述竖直摆臂在所述可移动底座上的角度，以调节所述水平摆臂上的边缘清洗头的位置。
19.根据权利要求16所述的晶圆背面清洗方法，其特征在于，所述第一转速为200～500r/min，所述第二转速为2000～3000r/min。
20.一种晶圆清洗单元，包括如权利要求1至12任一所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，还包括中心清洗组和边缘清洗组，所述边缘清洗组设置在所述中心清洗组上方，所述中心清洗组包括至少两个上下堆叠的中心清洗部，所述边缘清洗组包括至少两个上下堆叠的边缘清洗部。
21.根据权利要求20所述的晶圆清洗单元，其特征在于，所述中心清洗部和所述边缘清洗部的数量均为三个。
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