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半導(dǎo)體清洗設(shè)備是半導(dǎo)體制造過程中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，用于去除晶圓表面的污染物（如顆粒、有機(jī)物、金屬離子、氧化物等），確保后續(xù)工藝（光刻、沉積、蝕刻等）的良率和產(chǎn)品性能。根據(jù)清洗原理，主要分為濕法清洗和干法清洗兩類，其中濕法清洗占主流（占比超過90%）。

主流清洗技術(shù)及設(shè)備

1.濕法清洗設(shè)備

原理：利用化學(xué)溶液（如酸、堿、溶劑）與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合物理手段（超聲波、噴淋、旋轉(zhuǎn)）去除雜質(zhì)。

典型設(shè)備：

噴淋式清洗機(jī)：通過噴嘴將化學(xué)液均勻噴灑至晶圓表面，適用于單片清洗，具有高效、均勻性好的特點(diǎn)。

超聲波清洗機(jī)：利用高頻聲波振動產(chǎn)生空化效應(yīng)，剝離微小顆粒和有機(jī)物，適用于精密結(jié)構(gòu)（如3D NAND）。

旋轉(zhuǎn)噴射式清洗機(jī)：結(jié)合旋轉(zhuǎn)晶圓承載臺與化學(xué)液噴射，增強(qiáng)流體沖擊力，適合高粘度污染物清洗。

核心組件：

耐腐蝕槽體（PFA/PTFE/石英材質(zhì)）；

流體分配系統(tǒng)（噴淋臂、超聲波發(fā)生器、液體循環(huán)過濾模塊）；

溫控系統(tǒng)（±0.5℃精度，支持加熱與冷卻）；

干燥模塊（旋干法、氮?dú)獯祾呋騃PA脫水法）。

2. 干法清洗設(shè)備

原理：不依賴液體化學(xué)劑，通過物理或化學(xué)手段去除污染物。

典型設(shè)備：

等離子清洗機(jī)：利用等離子體中的活性粒子（如氧、氬離子）與表面污染物反應(yīng)，適用于去除有機(jī)物和氧化層。

激光清洗機(jī)：通過激光束直接燒蝕污染物，精度高但成本昂貴，多用于特殊工藝。

紫外線清洗裝置：利用紫外光分解有機(jī)物，常用于光刻膠殘留處理。

3. 混合清洗設(shè)備

趨勢：集成濕法與干法工藝，實(shí)現(xiàn)多功能清洗。例如，先通過濕法去除重金屬離子，再利用等離子體處理殘留有機(jī)物。

關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與設(shè)計特點(diǎn)

均勻性控制：

噴淋臂對稱分布與流體仿真優(yōu)化，減少晶圓邊緣與中心清洗差異3；

兆聲波（>1MHz）替代傳統(tǒng)超聲波，避免損傷精密結(jié)構(gòu)3。

低損傷設(shè)計：

非接觸式傳輸（氣浮或磁懸浮承載臺）；

化學(xué)液循環(huán)過濾（0.1μm顆粒過濾器）防止二次污染。

智能化與自動化：

PLC+HMI控制：支持工藝參數(shù)編程（溫度、流速、旋轉(zhuǎn)速度等）；

數(shù)據(jù)追溯：記錄每片晶圓清洗參數(shù)，支持SPC統(tǒng)計與AI優(yōu)化3；

遠(yuǎn)程監(jiān)控：集成SCADA系統(tǒng)，對接MES平臺實(shí)現(xiàn)工廠智能化管理。

環(huán)保與安全：

廢液分類回收（如HF、H?O?分離處理）；

酸堿中和裝置與廢氣吸附系統(tǒng)（活性炭過濾或化學(xué)洗滌）；

SEMI S8/S2合規(guī)設(shè)計，配備防爆與泄漏檢測功能。

應(yīng)用場景與典型工藝

前道清洗（晶圓制造）：

RCA清洗（SC-1去有機(jī)物→SC-2去金屬→DHF去氧化層）；

光刻后殘留光刻膠清洗、蝕刻后金屬污染去除。

后道清洗（封裝測試）：

存儲卡匣（FOUP）清潔，避免晶圓運(yùn)輸污染；

老化載具翻新，延長設(shè)備壽命。

先進(jìn)制程適配：

支持Chiplet、3D封裝等工藝的高精度清洗需求；

兼容第三代半導(dǎo)體（SiC/GaN）材料污染控制。