晶圓硅片清洗設(shè)備是半導體制造過程中的關(guān)鍵設(shè)備，以下是對其的詳細描述：

主要類型

單片式清洗機：由幾個清洗腔體組成，通過機械手將每一片晶圓送至各個腔體中進行單獨的噴淋式清洗。這種設(shè)備的清洗效果較好，能夠有效避免交叉污染和前批次污染后批次的問題，但缺點是清洗效率相對較低，成本偏高。中國生產(chǎn)廠家主要以上海盛美、中國臺灣弘塑等公司為代表。

槽式清洗機：將晶圓放在花籃中，利用機械手依次將其通過不同的化學試劑槽進行清洗，槽內(nèi)裝有酸堿等化學液，一次可以同時清洗一個花籃（25 片）或兩個花籃（50 片晶圓）。此類清洗機清洗效率較高、成本較低，但清洗的晶圓之間會存在交叉污染和前批次污染后批次的情況。主要由耐腐蝕機架、酸槽、水槽、干燥槽、控制單元、排風單元以及氣體和液體管路單元等幾大部分構(gòu)成。國內(nèi)生產(chǎn)廠家較多，以北方華創(chuàng)、華林科納等公司為代表。

工作原理

預(yù)清洗：通常采用去離子水沖洗和超聲波清洗相結(jié)合的方式，去除晶圓表面的松散污染物和大顆粒。去離子水能夠初步去除晶圓表面的顆粒和溶解的雜質(zhì)，而超聲波清洗則利用空化效應(yīng)破壞顆粒與晶圓表面的結(jié)合力，使顆粒易于脫落。

化學清洗：這是晶圓清洗工藝的核心步驟之一，利用各種化學溶液去除晶圓表面的有機物、金屬離子和氧化物等污染物。例如，使用丙酮或氨水/過氧化氫混合液（SC-1）去除有機污染物；使用硝酸或鹽酸/過氧化氫混合液（SC-2）去除金屬離子；使用氫氟酸溶液去除自然氧化層等。

終清洗：在化學清洗后，需要使用去離子水進行沖洗，以確保表面沒有殘留的化學物質(zhì)。此外，還可采用臭氧水清洗（O?/H?O）進一步去除晶圓表面的殘留污染物。

干燥：清洗后的晶圓必須迅速干燥，以防止水痕或污染物的重新附著。常用的干燥方法包括旋轉(zhuǎn)甩干和氮氣吹掃，前者通過高速旋轉(zhuǎn)將晶圓表面的水分甩除，后者通過干燥氮氣的吹拂來確保表面的干燥。

技術(shù)特點

清洗技術(shù)和工藝：采用超聲波清洗、噴淋清洗、單片式浸泡等多種清洗方式，確保清洗效果。同時，配備全自動補液技術(shù)、防酸防腐措施、干燥前處理技術(shù)等，保護晶圓表面特性，提高清洗效率和質(zhì)量。

高精度和高穩(wěn)定性：能夠精確控制清洗過程中的各種參數(shù)，如溫度、時間、化學溶液濃度等，保證清洗的一致性和穩(wěn)定性，從而確保晶圓的質(zhì)量。

環(huán)保性能良好：一些的晶圓清洗設(shè)備配備了高純化學品/研磨液供應(yīng)回收系統(tǒng)及工程解決方案，能夠有效地回收和再利用化學品，減少對環(huán)境的影響。

應(yīng)用范圍：

廣泛應(yīng)用于硅片晶圓的生產(chǎn)清洗工藝中，包括爐前清洗、光刻后清洗、氧化前清洗、拋光后清洗等多個環(huán)節(jié)，是半導體制造過程無法缺少的設(shè)備之一。