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RCA清洗機實現(xiàn)晶圓納米級潔凈處理

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更新時間：2025-05-20 16:21:41瀏覽次數(shù)：70次

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產(chǎn)品簡介

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RCA清洗機是半導體制造中用于晶圓表面潔凈處理的核心設備，基于標準RCA工藝（SC-1硫酸/雙氧水去有機物、SC-2氫氟酸去氧化層），通過化學濕法結(jié)合兆聲波或噴淋技術，實現(xiàn)納米級顆粒、金屬污染及有機物的高效去除。

詳細介紹

RCA清洗機是半導體制造中用于晶圓表面潔凈處理的關鍵設備，基于標準RCA工藝（SC-1硫酸/雙氧水去有機物、SC-2氫氟酸去氧化層），通過化學濕法結(jié)合兆聲波、噴淋或刷洗技術，去除納米級顆粒、金屬污染及有機物殘留。其核心目標為：

確保光刻、蝕刻等后續(xù)制程的良率；

避免缺陷（如顆粒、劃痕、金屬污染）影響芯片性能；

兼容制程（如EUV光刻、3D封裝）對潔凈度的嚴苛要求。

一、技術原理與工藝步驟

RCA工藝原理

DHF處理：高濃度氫氟酸（如50% HF）用于去除頑固氧化物；

兆聲波輔助：高頻聲波（MHz級）增強空化效應，剝離深孔或窄縫中的顆粒。

SC-1清洗：硫酸（H?SO?）與雙氧水（H?O?）混合液，在高溫（80-120℃）下分解有機物（如光刻膠殘留），同時氧化金屬污染物（如Al、Cu）。

SC-2清洗：氫氟酸（HF）溶液腐蝕晶圓表面氧化層（SiO?），防止金屬氧化物堆積導致缺陷。

二、關鍵組成部分

機械結(jié)構(gòu)

腔體設計：多槽模塊化（通常4-8槽），材質(zhì)為耐腐蝕PFA/PTFE，支持2-12英寸晶圓；

傳動系統(tǒng)：機械臂或旋轉(zhuǎn)盤精準輸送晶圓，避免碰撞損傷；

干燥模塊：旋轉(zhuǎn)甩干（3000rpm）或真空干燥（＜10Pa），部分型采用超臨界CO?干燥防水印。

液體供應與循環(huán)系統(tǒng)

化學分配：自動配比SC-1/SC-2溶液，實時監(jiān)測濃度（如HF在線傳感器）；

過濾與回收：核殼式過濾器（0.1μm精度）循環(huán)酸液，降低耗材成本；

超純水系統(tǒng)：18.2MΩ·cm DI水多級噴淋，杜絕二次污染。

控制系統(tǒng)

自動化操作：PLC或工業(yè)計算機控制溫度、時間、流速，支持SECS/GEM協(xié)議對接產(chǎn)線；

數(shù)據(jù)追溯：記錄每片晶圓的清洗參數(shù)（如SC-1溫度、HF濃度），便于良率分析。

安全與環(huán)保模塊

防護裝置：防腐蝕護罩、緊急停機按鈕、酸堿泄漏傳感器；

廢氣處理：酸霧凈化塔（堿液噴淋）吸收HF、H?SO?霧氣，排放符合SEMI標準；

廢液處理：中和系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH至6-9，或集成蒸發(fā)濃縮技術減少危廢量。

三、性能指標與選型要點

核心參數(shù)

潔凈度：顆粒新增量＜10ea（@0.1μm），金屬污染（Fe/Cu等）＜5ppb；

產(chǎn)能：全自動機型處理150-300片/小時（視晶圓尺寸），半自動機型50-100片/小時；

均勻性：膜厚損失差異＜5%（如Low-k介電層保護）。

選型建議

制程（3nm以下）：優(yōu)先選擇兆聲波+真空干燥的高配機型，支持低損傷無氟配方；

成熟制程（28nm以上）：常規(guī)噴淋+刷洗組合即可滿足需求。

制程匹配：

缺陷管控：需配備在線檢測（如激光計數(shù)器、AFM）實時監(jiān)控顆粒與劃痕。

成本優(yōu)化：評估化學回收率（如90%以上）、耗材壽命（如PFA槽體耐腐蝕性＞5年）。

關鍵詞：芯片傳感器酸霧凈化塔

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