硅片超聲波清洗機概述：

該設備用于晶圓片擴散、蒸發、CAV生產前的清洗處理。該機共有六種清洗方式可供選擇，清洗程序為純水清洗、膽-堿清洗、冷熱純水沖洗、酸洗（HF）、純水清洗。其工藝性能指標及可靠性*達到進口同類設備水平，但價格、售后服務、備品備件的供給等是進口設備*的。

硅片清洗機（Semiconductor Wafer Cleaner）產品介紹

一、 工作原理

硅片清洗的本質是“物理輔助+化學反應"的協同過程，目標是去除表面亞微米級的顆粒、金屬離子、有機膜及自然氧化層。主流機型采用濕法化學浴（RCA標準）與兆聲波/旋轉噴淋相結合的技術路徑：

1. 化學藥液浸泡/噴淋：

• SC-1（APM）：NH?OH + H?O? + H?O（去除有機污染物和顆粒）。

• SC-2（HPM）：HCl + H?O? + H?O（去除金屬離子沾污）。

• DHF（稀氫-氟酸）：去除硅片表面的自然氧化層（SiO?），使表面疏水化。

2. 兆聲波（Megasonic）輔助：通過高頻（約 0.8~1 MHz）聲波在藥液中產生微射流和空化效應，在不損傷精細圖形結構的前提下，剝離牢固附著的微小顆粒。

3. 旋轉甩干（集成式）：清洗完畢后，利用高速旋轉（N?吹掃）離心力結合熱氮氣干燥，實現無水痕干燥（Marangoni效應）。

二、 硅片清洗機工作特點（核心優勢）

• 潔凈度：可穩定達到 Part per Trillion（ppt）級 金屬污染控制，顆粒去除效率（PRE）> 99.9%（針對 > 0.1μm 顆粒）。

• 圖形無損保護：兆聲波功率可調，結合精確的溫度控制（±0.5℃），確保對優良制程（如 3D NAND、FinFET）精細線路零損傷。

• 高工藝一致性：采用多腔體批次式或單片旋轉式（Single-Wafer Spin）設計，確保每一片硅片經歷相同的藥液濃度、流量和溫度曲線，片內/片間均勻性 ≤ 5%。

• 化學液回收與環保：配備在線濃度監測（電導率/超聲波濃度計）和廢液分類排放系統，可對接廠務化學品回收單元，大幅降低運營成本。

• 全自動防交叉污染：機械手臂（EFEM）在大氣/真空環境下傳輸，配合FFU（高效空氣過濾單元）保持腔體內Class 1級潔凈度。

三、 維護要點（保障良率與設備壽命）

日常操作規范（每批次/每日）

• 藥液換液管理：根據工藝菜單設定的使用時間或處理片數（Run-to-Empty）及時更換化學槽，禁止超時使用導致藥液老化（顆粒再附著）。

• DI水（超純水）電阻率監控：確保在線電阻率 ≥ 18.2 MΩ·cm，若低于閾值需立即檢查RO/EDI純水系統及管路閥門密封性。

• 干燥效果檢查：每批次目檢或使用水痕檢測儀確認硅片表面無殘留水漬，若出現條紋狀水痕，需檢查N?純度（需 ≥ 99.999%）及加熱器狀態。

周期性保養（每周/每月）

• 兆聲波換能器（Transducer）檢測：定期用功率計檢測兆聲波實際輸出功率，若衰減超 10%，需調整頻率匹配或更換振子，避免清洗不凈。

• 管路與閥門維護：檢查PTFE/PFA（全氟烷氧基樹脂）管路有無結晶、老化或微裂紋，特別注意排液閥門是否內漏（會導致藥液串槽污染）。

• 旋轉單元維護：檢查Spin Chuck（旋轉卡盤）的陶瓷吸盤磨損情況和O型密封圈，防止真空吸力不足導致硅片飛片或定位偏移。

• 傳感器校準：每月校準液位傳感器、溫度傳感器（PT100）和流量計，確保閉環控制精度。

年度大修與驗證

• 顆粒測試（Particle Test）：使用標準顆粒（PSL微球）進行清洗效率驗證，若未達到規格書要求，需對腔體進行深度酸洗鈍化處理。

• 金屬污染測試（VPD-ICPMS）：委托第三方進行氣相分解-電感耦合等離子體質譜儀檢測，確認設備金屬析出量在允許范圍內。

?? 安全與禁止事項（至關重要）

1. 化學品安全：操作人員必須穿戴耐酸堿防護-服、面罩及氯丁橡膠手套。SC-1（APM）在高溫下（>75℃）反應劇烈，務必監控溫度防止暴沸飛濺。

2. 絕對禁止在設備運行時打開腔體門或伸手取片，存在化學灼傷和高電壓風險。

3. 排氣系統：開機前必須先啟動排風（Exhaust），確保腔體內負壓，防止HF/Cl?等有害氣體泄漏至車間環境。

4. 靜電防護（ESD）：處理硅片時必須佩戴防靜電手腕帶，并確保設備接地良好，避免靜電擊穿柵極氧化層。

四、 選型建議與應用場景

設備類型

硅片超聲波清洗機主要特點：

采用進口PP板制作。

適用2-6寸硅片清洗。

超聲功率強勁，性能穩定。

超聲波清洗原理：

由超聲波發生器所發出的高頻超聲振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機振蕩而傳播到介質—清洗溶劑中，利用超聲波在清洗溶劑中的“空化作用"，使液體流動而產生數以萬計的小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播成的負壓區形成、生長，而在正壓區迅速破裂，就是在這種被稱為“空化"效應的過程中氣泡破裂產生超過1000個大氣壓的瞬間高壓，連續不斷產生的瞬間高壓產生一串小“爆炸"不斷地沖擊被清洗物體的表面，孔隙、縫道，使物體表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到被清洗物件凈化的目的。因此利用超聲波清洗質量好、速度快。對一般常規清洗方法，可達到清潔度要求，尤其對幾何形狀比較復雜，帶有各種小孔，彎孔和盲孔等被清洗物件，采用超聲波清洗的潔凈效果更為明顯。