半導(dǎo)體清洗設(shè)備是芯片制造過程中用于去除晶圓表面污染物（如光刻膠殘留、顆粒、金屬雜質(zhì)、氧化物及有機(jī)/無機(jī)污染物）的關(guān)鍵工藝設(shè)備。其核心目標(biāo)是確保晶圓表面的超潔凈度（顆粒＜0.1μm，金屬污染＜0.1ppb），為后續(xù)光刻、蝕刻、沉積等制程提供無缺陷的基底。清洗效果直接影響芯片良率、電性能及可靠性，尤其在EUV（極紫外光刻）、3D NAND、封裝等節(jié)點(diǎn)中更為重要。

清洗方法分類

濕法清洗

化學(xué)配方：基于RCA標(biāo)準(zhǔn)（如SC-1：NH?OH/H?O?去有機(jī)物；SC-2：HCl/H?O?去金屬；DHF：稀釋HF去氧化層），通過噴淋、浸泡或超聲波輔助溶解污染物。

兆聲波清洗：MHz級(jí)高頻聲波產(chǎn)生空化效應(yīng)，剝離微小顆粒（＜0.1μm），避免機(jī)械接觸損傷。

超臨界干燥：利用CO?超臨界狀態(tài)替代傳統(tǒng)IPA（異丙醇）干燥，避免表面張力導(dǎo)致裂紋或顆粒殘留。

干法清洗

等離子體清洗：O?、CF?等離子體轟擊表面，去除光刻膠殘留及有機(jī)污染物，適用于窄縫、深孔結(jié)構(gòu)。

紫外光清洗：UV輻照分解有機(jī)物，配合臭氧（O?）增強(qiáng)氧化能力，用于光罩（Mask）清潔。

物理聯(lián)合工藝

刷洗+噴淋：軟質(zhì)刷毛（如PVA）配合化學(xué)液去除頑固顆粒，用于邊緣或背面清洗。

流體力學(xué)設(shè)計(jì)：通過湍流控制或旋轉(zhuǎn)噴淋臂實(shí)現(xiàn)晶圓表面均勻覆蓋，減少液膜殘留。

核心功能與技術(shù)指標(biāo)

關(guān)鍵功能模塊

預(yù)處理：DIW（去離子水）預(yù)沖洗+兆聲波粗洗，去除大顆粒（＞1μm）。

主清洗：多槽聯(lián)動(dòng)（化學(xué)槽/等離子體腔/超聲槽），支持多步工藝組合（如去膠→去金屬→鈍化）。

后處理：超臨界CO?干燥+真空熱風(fēng)，控制表面應(yīng)力＜5MPa，防止圖案變形。

性能指標(biāo)

潔凈度：顆粒殘留＜5顆/cm2（≥0.1μm），金屬污染＜0.01ppb（Fe/Cu/Ni）。

均勻性：±1%腐蝕速率偏差（如300mm晶圓邊緣與中心一致）。

產(chǎn)能：單次清洗周期＜20分鐘（視工藝復(fù)雜度），支持24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。

智能化控制

實(shí)時(shí)監(jiān)測：激光顆粒計(jì)數(shù)器（≥0.1μm靈敏度）、pH/溫度傳感器、RFID晶圓識(shí)別。

AI參數(shù)優(yōu)化：機(jī)器學(xué)習(xí)分析污染類型（金屬/顆粒/有機(jī)物），動(dòng)態(tài)調(diào)整清洗時(shí)間、溫度及化學(xué)濃度。

應(yīng)用場景與行業(yè)價(jià)值

核心場景

光刻前后清潔：去除光刻膠殘留（如EUV光罩清洗）、提升光刻膠附著力。

蝕刻后處理：清除蝕刻副產(chǎn)物（如聚合物、金屬再沉積）。

CVD/PVD前預(yù)處理：確保薄膜沉積的均勻性與附著力。

技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

深孔結(jié)構(gòu)清洗：兆聲波+等離子體聯(lián)合工藝解決3D NAND溝道污染物問題。

低應(yīng)力工藝：超臨界干燥技術(shù)避免TSV（硅通孔）結(jié)構(gòu)形變（＜0.1μm翹曲）。

環(huán)保合規(guī)：封閉式廢液回收系統(tǒng)（中和+重金屬沉淀）滿足REACH/RoHS標(biāo)準(zhǔn)。