晶圆刻蚀清洗设备 芯矽科技

晶圆刻蚀清洗设备是半导体制造工艺中的关键设备，主要用于去除晶圆表面的薄膜材料（如氧化硅、氮化硅、金属层）及工艺残留污染物，确保芯片性能与良品率。其技术融合了湿法化学腐蚀、干法等离子体刻蚀、超声波清洗及兆声波空化等多种工艺，覆盖前道光刻胶剥离、后道封装清洁等全环节需求。

一、核心功能与技术特点

多工艺兼容设计

湿法刻蚀模块：采用SC-1（硫酸+双氧水）、SC-2（盐酸+双氧水）等标准配方，精准去除光刻胶、氧化物及金属污染，支持8-12英寸晶圆适配。

干法刻蚀模块：集成等离子体增强反应（RIE/PECVD），通过CF?、SF?等气体实现图形化刻蚀，适用于深硅刻蚀或精细结构加工。

复合清洗流程：兆声波（1MHz高频）与超声波（40kHz低频）协同作用，剥离纳米级颗粒（≤0.1μm），减少化学液依赖并降低表面损伤风险。

高精度控制与均匀性保障

温控系统：电加热搭配PID算法，实现±0.3℃温度波动控制，确保化学反应稳定性，避免局部过热或腐蚀不均。

流体动力学优化：旋转喷淋臂（360°全覆盖）与溢流槽设计，保证化学液在晶圆表面均匀分布，提升窄间隙（如鳍片结构）清洗效果。

颗粒过滤技术：多级过滤系统（0.2μm滤芯+UF超滤膜），结合在线颗粒监测（如激光计数器），实时反馈洁净度数据。

智能化与自动化能力

人机交互界面：触摸屏预设标准工艺参数（如SC-1清洗时间10min、温度60℃），支持自定义配方存储与远程监控。

联机通信：RS-485接口对接光刻机、镀膜机等设备，实现自动化生产节拍匹配，减少人工干预。

数据追溯系统：记录每批次晶圆的清洗时间、化学液用量及洁净度检测结果，满足ISO/SEMI标准要求。

二、安全与环保设计

防泄漏与防护措施：双套管结构（内管输液、外管监测泄漏）、PFA材质槽体耐腐蚀，紧急排空阀防止溢流，透明观察窗实时监控液位。

废气处理系统：活性炭吸附+催化燃烧装置处理挥发性气体（如硫酸雾、有机溶剂），符合环保排放标准。

节能与资源回收：纯水循环利用率≥80%，化学液分类回收率≥90%，真空干燥能耗较传统烘箱降低40%。

三、应用场景与行业价值

前道制程：光刻胶剥离后的有机物清除、铜互连结构清洗、栅极氧化层腐蚀，直接影响器件电性能与可靠性。

封装：TSV（硅通孔）刻蚀后残留物清理、扇出型封装（Fan-out）中的临时键合胶去除。

功率半导体：碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）晶圆的粗化处理，提升外延层附着力。

光伏领域：单晶硅片切割液残留清洗，减少EL测试中的隐裂缺陷。

四、设备优势总结

高洁净度：清洗后表面颗粒数≤3颗/cm?（Class 5标准），金属污染＜0.1nm，满足EUV光刻前处理要求。

低损伤率：兆声波非接触式清洗避免机械划痕，晶圆翘曲变化≤0.2μm，电参数偏移＜0.05%。

灵活适配：模块化设计支持定制化腔室数量（如单片机4-8腔）、化学液路扩展及特殊气体刻蚀需求。

合规性：符合SEMI S8/S2、ISO 14644-1洁净度标准，适配车规级AEC-Q200及医疗级器件生产需求。

该设备通过精密控制、多工艺协同及智能化管理，解决了传统清洗工艺的效率低、一致性差、污染风险高等问题，成为半导体制造中保障产品质量与生产效率的核心装备。