半導(dǎo)體濕法清洗設(shè)備是晶圓制造、光罩清潔及封裝工藝中的關(guān)鍵設(shè)備,通過化學(xué)腐蝕、物理沖洗與干燥技術(shù),去除晶圓表面的顆粒、金屬殘留、有機物及氧化層等污染物,確保芯片良率與性能。其清洗效果直接影響后續(xù)制程(如光刻、刻蝕、CMP等)的可靠性,尤其在制程(如5nm以下節(jié)點)中,潔凈度要求趨近原子級水平。
核心技術(shù)與功能模塊
化學(xué)腐蝕系統(tǒng)
多配方兼容:支持HF、SPM(硫酸/雙氧水)、SC1/SC2等酸堿溶液,精準(zhǔn)調(diào)控濃度、溫度(±0.5℃)與反應(yīng)時間,適配不同污染物類型。
均勻性設(shè)計:噴淋式或浸泡式反應(yīng)槽,結(jié)合流體動力學(xué)優(yōu)化,確保晶圓表面腐蝕速率一致,避免局部過洗或殘留。
超聲波/兆聲波輔助:高頻振動(20kHz~1MHz)增強化學(xué)滲透,清除狹縫、孔洞內(nèi)的頑固顆粒。
純水沖洗與干燥模塊
多級DI水噴淋:采用18.2 MΩ·cm去離子水,配合過濾系統(tǒng)(0.1μm精度),清除化學(xué)殘留。
高效干燥技術(shù):熱風(fēng)干燥、真空脫水或IPA(異丙醇)置換,防止水漬殘留導(dǎo)致缺陷。
智能控制系統(tǒng)
參數(shù)實時監(jiān)控:溫度、壓力、溶液濃度、流量等關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測,數(shù)據(jù)可追溯至MES系統(tǒng)。
程序靈活配置:支持單片清洗、槽式批量處理及組合工藝,適應(yīng)不同產(chǎn)能需求(如研發(fā)小批量或大尺寸晶圓生產(chǎn))。
安全與環(huán)保設(shè)計
封閉式酸液回收:廢液分類收集,化學(xué)中和+過濾再生,減少危廢排放。
防腐腔體與密封:PFA/PTFE材質(zhì)反應(yīng)槽,耐HF、H?SO?等強酸腐蝕,延長設(shè)備壽命。
設(shè)備分類與應(yīng)用場景
按清洗方式
單片式清洗機:適用于高精度要求(如封裝、MEMS),單片處理保障均勻性。
槽式批量清洗機:多槽聯(lián)動(化學(xué)槽+沖洗槽),適合大批量生產(chǎn)(如12英寸晶圓)。
組合式設(shè)備:融合單片與槽式優(yōu)勢,兼顧效率與靈活性。
典型應(yīng)用
集成電路制造:預(yù)擴散清洗、銅互連后清洗、氧化物蝕刻后處理等。
光罩清潔:去除掩膜版表面的光刻膠殘留及納米顆粒(>0.1μm)。
封裝:TSV(硅通孔)、UBM(凸點下金屬層)清洗,提升3D封裝良率。
化合物半導(dǎo)體:GaAs、GaN等材料蝕刻與表面預(yù)處理。
行業(yè)價值與技術(shù)壁壘
提升良率與性能:高效去除>10nm顆粒及金屬污染,保障芯片電性能與可靠性。
國產(chǎn)替代突破:國內(nèi)廠商(如北方華創(chuàng)、盛美半導(dǎo)體)已實現(xiàn)12英寸單片清洗機量產(chǎn),打破海外壟斷,成本降低40%-50%
技術(shù)挑戰(zhàn):需平衡腐蝕速率、顆粒清除效率與基材無損,同時滿足環(huán)保法規(guī)。