在精密至纳米级的半导体芯片制造中，清洗机扮演着至关重要的“洁净卫士”角色。它是贯穿整个工艺流程的基础性设备，确保每一道工序都在超高洁净的晶圆表面进行。
核心功能与作用
清除污染物：高效去除晶圆表面的颗粒、金属离子、有机物残留及自然氧化层等各类污染物。
表面预处理/改性：为后续的光刻、薄膜沉积、刻蚀等关键工艺准备具有特定化学特性的表面（如亲水性或疏水性）。
主流技术原理
1. 湿法清洗 (主流技术)
工作原理：
化学作用：使用特定化学溶液（如SC1氨水双氧水除颗粒/有机物、SC2盐酸双氧水除金属、稀释氢氟酸DHF去除氧化层）与污染物发生化学反应，使其溶解或脱离表面。
物理作用： 依赖超纯水（UPW）的高压喷射、兆声波（Megasonic）能量产生的微气泡空化效应或旋转喷淋等方式，提供物理力冲刷、剥离颗粒。
漂洗与干燥：用大量超纯水彻底漂洗残留化学药液，最后通过旋转干燥（SRD）、异丙醇（IPA）蒸汽干燥或马兰戈尼效应干燥等方式获得洁净干燥表面。
设备形式：
槽式清洗 (Batch Wet Bench)：多片晶圆同时浸泡在化学槽和漂洗槽中，适合对产能要求高、工艺宽容度稍大的步骤。
单片清洗 (Single Wafer Tool)： 对单一片晶圆依次进行喷淋化学药液、漂洗、干燥，工艺控制更精准，均匀性更好，交叉污染风险低，是先进制程主流。
2. 干法清洗
工作原理
等离子体去胶/清洗：在真空反应腔中通入氧气（O2）等工艺气体，施加射频功率产生高活性等离子体，通过化学反应和物理轰击（离子溅射）去除光刻胶或有机污染物。
气相清洗：利用HF蒸汽或臭氧（O3）气体等与晶圆表面反应，选择性去除氧化层或有机物，通常结合加热或紫外线（UV）增强反应效率。
技术挑战与发展趋势
挑战： 应对更小线宽（<3nm）下更微小的污染物（纳米颗粒、原子级杂质）；减少化学液用量和纯水消耗；提高清洗选择性和均匀性；降低清洗对器件结构的损伤。
趋势： 单片清洗主导；开发更环保、高效的化学配方；结合兆声、微气泡等物理增强技术；与原子层刻蚀（ALE）等技术结合实现原子级精度的表面控制；提升设备智能化与工艺监控能力。
总结
随着制程节点的不断微缩，清洗技术将持续向更高精度、更低损伤、更环保的方向演进。
#半导体清洗机 #晶圆清洗 #湿法工艺 #干法清洗 #芯片制造设备 #半导体设备 #良率控制 #表面处理 #超洁净技术 #集成电路制造
核心功能与作用
清除污染物：高效去除晶圆表面的颗粒、金属离子、有机物残留及自然氧化层等各类污染物。
表面预处理/改性：为后续的光刻、薄膜沉积、刻蚀等关键工艺准备具有特定化学特性的表面（如亲水性或疏水性）。
主流技术原理
1. 湿法清洗 (主流技术)
工作原理：
化学作用：使用特定化学溶液（如SC1氨水双氧水除颗粒/有机物、SC2盐酸双氧水除金属、稀释氢氟酸DHF去除氧化层）与污染物发生化学反应，使其溶解或脱离表面。
物理作用： 依赖超纯水（UPW）的高压喷射、兆声波（Megasonic）能量产生的微气泡空化效应或旋转喷淋等方式，提供物理力冲刷、剥离颗粒。
漂洗与干燥：用大量超纯水彻底漂洗残留化学药液，最后通过旋转干燥（SRD）、异丙醇（IPA）蒸汽干燥或马兰戈尼效应干燥等方式获得洁净干燥表面。
设备形式：
槽式清洗 (Batch Wet Bench)：多片晶圆同时浸泡在化学槽和漂洗槽中，适合对产能要求高、工艺宽容度稍大的步骤。
单片清洗 (Single Wafer Tool)： 对单一片晶圆依次进行喷淋化学药液、漂洗、干燥，工艺控制更精准，均匀性更好，交叉污染风险低，是先进制程主流。
2. 干法清洗
工作原理
等离子体去胶/清洗：在真空反应腔中通入氧气（O2）等工艺气体，施加射频功率产生高活性等离子体，通过化学反应和物理轰击（离子溅射）去除光刻胶或有机污染物。
气相清洗：利用HF蒸汽或臭氧（O3）气体等与晶圆表面反应，选择性去除氧化层或有机物，通常结合加热或紫外线（UV）增强反应效率。
技术挑战与发展趋势
挑战： 应对更小线宽（<3nm）下更微小的污染物（纳米颗粒、原子级杂质）；减少化学液用量和纯水消耗；提高清洗选择性和均匀性；降低清洗对器件结构的损伤。
趋势： 单片清洗主导；开发更环保、高效的化学配方；结合兆声、微气泡等物理增强技术；与原子层刻蚀（ALE）等技术结合实现原子级精度的表面控制；提升设备智能化与工艺监控能力。
总结
随着制程节点的不断微缩，清洗技术将持续向更高精度、更低损伤、更环保的方向演进。
#半导体清洗机 #晶圆清洗 #湿法工艺 #干法清洗 #芯片制造设备 #半导体设备 #良率控制 #表面处理 #超洁净技术 #集成电路制造