Wafer清洗機是半導體制造工藝中的關鍵設備，主要用于去除晶圓（Wafer）表面的污染物，包括顆粒、有機物、金屬離子、氧化物及殘留光刻膠等。其清洗效果直接影響芯片的性能、良率和可靠性，尤其在制程（如納米級節點）中，微小的污染物也可能導致電路失效或缺陷。以下從技術原理、核心功能、設備類型及應用場景等方面展開詳細介紹。

一、技術原理與清洗方式

物理清洗

超聲波清洗：利用高頻超聲波產生空化效應，通過微小氣泡的破裂沖擊晶圓表面，剝離顆粒和有機物。適用于去除亞微米級顆粒，但需注意對脆弱結構的保護。

刷洗與噴射清洗：采用高壓流體（如DI水或化學液）噴射或軟質刷子接觸式清洗，針對頑固顆粒或邊緣污染。單片式清洗機多采用非接觸伯努利傳送技術，避免機械損傷。

化學清洗

濕法清洗：通過酸（如H?SO?/H?O?混合液）、堿（如NH?·H?O）或有機溶劑溶解污染物。例如，SC1（硫酸+過氧化氫）用于去除有機物，HF用于氧化層去除。

等離子清洗：利用輝光放電產生的等離子體（如O?、CF?）進行干法清洗，清除表面有機物或殘留光刻膠，同時增強表面浸潤性。

機械清洗

結合離心力（如二流體離心清洗機）或兆聲波（高頻低能量聲波）清除切割后晶圓表面的微塵，適用于傳片環節后的預處理。

二、核心功能與技術特點

自動化與智能化

全自動程序控制清洗流程（如預洗、主洗、漂洗、干燥），支持多槽聯動或單片獨立處理。

配備液位傳感器、溫度控制系統（恒溫加熱）及計數功能，確保清洗一致性。

環保與節能設計

集成油水分離系統、袋式過濾裝置及低排放結構，減少化學廢液污染。

采用節能型加熱元件和流體循環系統，降低運行成本3。

兼容性與定制化

適配不同尺寸晶圓（如2英寸至12英寸），支持硅片、化合物半導體（GaN、SiC）等多種材料。

可根據工藝需求定制清洗液配方、溫度曲線及干燥模式（如氮氣吹掃或IPA脫水）。

三、設備類型與應用場景

單片式清洗機

每次處理一片晶圓，避免多片交叉污染，適用于高潔凈度要求（如光刻前清洗）。

典型設備：伯努利非接觸式傳送清洗機，用于去除光刻膠殘留或蝕刻后污染物。

槽式清洗機

多片晶圓同時在清洗槽中處理，效率高但交叉污染風險較大，需配合高效過濾系統。

常用于切割后晶圓的批量清洗（如二流體離心清洗機）。

等離子清洗機

干法清洗，適用于光刻膠灰化、表面活化或鍵合前處理，避免濕法殘留問題。

Wafer清洗機作為半導體制造的“衛士”，通過物理、化學與機械技術的協同，確保晶圓表面達到原子級潔凈度。未來，隨著制程技術的進步和環保要求的提高，清洗設備將向更高精度、更低能耗及更強兼容性方向發展，為芯片制造提供堅實保障。