1. 是什么？

晶圓槽式清洗機(jī)是半導(dǎo)體工廠中用于批量清洗硅晶圓的設(shè)備，通過化學(xué)藥水和物理手段（如超聲波、噴淋）結(jié)合，去除晶圓表面的雜質(zhì)，確保芯片制造的潔凈度。它像一臺(tái)“洗碗機(jī)”，但處理的是納米級(jí)污染物，直接影響芯片良率。

2. 為什么需要它？

污染無處遁形：芯片制造中，光刻膠殘留、金屬顆粒、氧化物等會(huì)嚴(yán)重影響電路性能，清洗不干凈可能導(dǎo)致短路或良率下降。

批量高效：一次可清洗多片晶圓（如25片8英寸晶圓），比單片清洗機(jī)更快，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

工藝必要：在光刻、蝕刻、沉積等步驟后，必須清洗晶圓表面，為下一制程做準(zhǔn)備。

3. 核心工作原理

化學(xué)腐蝕：

使用酸性或堿性溶液（如HF、HNO?、NH?OH），溶解氧化層、金屬污染或顆粒。

例如：用HF腐蝕二氧化硅（SiO?），去除柵極殘留物。

物理清洗：

超聲波空化：高頻振動(dòng)產(chǎn)生微小氣泡，爆破時(shí)沖擊晶圓表面，震落頑固顆粒。

高壓噴淋：高速藥液噴射沖刷晶圓，類似“高壓水槍”清理污漬。

機(jī)械刷洗：部分設(shè)備用軟毛刷輕掃表面，但需避免劃傷晶圓（現(xiàn)代設(shè)備多用無接觸技術(shù)）。

4. 設(shè)備結(jié)構(gòu)與流程

多腔室設(shè)計(jì)：

預(yù)處理槽：初步去除大顆粒或有機(jī)物（如用DIW純水沖洗）。

主清洗槽：注入化學(xué)藥水（如RCA清洗液），配合超聲波或噴淋，深度清潔。

漂洗槽：用純水（DIW）沖掉殘留藥液，防止化學(xué)污染。

干燥腔：熱氮?dú)猓∟?）吹掃或IPA（異丙醇）蒸干，確保晶圓無水漬。

自動(dòng)化控制：

PLC系統(tǒng)監(jiān)控藥液濃度、溫度（±0.5℃）、噴淋壓力等參數(shù)。

機(jī)械臂自動(dòng)傳遞晶圓，避免人工接觸污染。

5. 關(guān)鍵技術(shù)亮點(diǎn)

均勻性保障：

通過流體仿真（CFD）優(yōu)化藥液噴淋路徑，確保每片晶圓腐蝕均勻（差異＜±1.5%）。

溫度和藥液濃度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，避免局部過蝕或清洗不足。

環(huán)保設(shè)計(jì)：

廢液回收系統(tǒng)：90%以上化學(xué)液通過蒸餾再生，降低耗材成本。

閉環(huán)氣體管理：氮?dú)庋h(huán)使用，減少排放。

適配制程：

支持8-12英寸晶圓，兼容深孔、高深寬比結(jié)構(gòu)（如3D NAND閃存）。

可處理微小顆粒（＜0.1微米），滿足5nm以下芯片需求。

6. 應(yīng)用場(chǎng)景

光刻后清洗：去除殘留光刻膠，防止掩膜版污染。

蝕刻后清洗：清除反應(yīng)產(chǎn)物（如聚合物），避免影響下一制程。

CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）后清洗：去除拋光液殘留，防止劃傷。

外延生長(zhǎng)前準(zhǔn)備：清潔硅片表面，確保外延層均勻生長(zhǎng)。