一、產品概述
半導體超聲波清洗機是專為半導體制造工藝設計的高精度清洗設備，利用高頻超聲波空化效應物理清除晶圓、掩膜版、精密工具表面的亞微米級顆粒、有機物、金屬污染物及化學殘留，避免機械接觸損傷。其核心價值在于保障芯片制造的潔凈度，提升光刻、蝕刻、沉積等關鍵制程的良率與性能穩定性，適用于300mm/450mm大尺寸晶圓及封裝場景。
二、核心技術與原理
超聲波空化效應
高頻振動：超聲波發生器（頻率40kHz~1MHz）通過換能器將電能轉化為機械振動，在清洗液中產生周期性正負壓變化。
氣泡動態：負壓階段形成微小真空泡，正壓階段氣泡瞬間破裂，釋放局部高壓沖擊波（達數百MPa）和微射流，剝離污染物。
微結構滲透：聲波穿透微小縫隙（如TSV硅通孔、FinFET鰭片結構），清除傳統清洗無法觸及的殘留。
多模式復合清洗
兆聲波清洗：采用1MHz以上高頻聲波，精準去除＜0.1μm顆粒，避免損傷納米級結構。
化學濕法聯動：結合RCA標準配方（如SC-1去有機物、SC-2去金屬），通過超聲波增強化學反應速率，減少化學液用量。
干燥技術：超臨界CO?干燥替代IPA，避免表面張力導致晶圓翹曲或裂紋，適用于3D結構后處理。
三、核心優勢與性能指標
無損高精度清洗
顆粒清除能力：殘留＜5顆/cm2（≥0.1μm），滿足EUV光刻對潔凈度的嚴苛要求。
金屬污染控制：Fe/Cu/Ni等雜質去除至＜0.01ppb，防止電遷移失效。
表面平整度：Ra＜0.5nm，確保CMP拋光后無劃傷。
智能化與自動化
參數自適應：AI算法根據晶圓污染類型（顆粒/金屬/有機物）自動優化頻率、溫度及清洗時間。
全流程監控：集成激光顆粒計數器、pH/溫度傳感器、RFID晶圓識別，實時記錄數據并生成SPC報告。
設備兼容性：支持24小時連續運行，單片清洗周期＜20分鐘，適配3nm以下制程需求。
綠色節能設計
封閉式循環系統：化學液回收率＞90%，廢液中和處理符合RoHS/REACH標準。
低能耗模式：待機功耗＜1kW，聲波轉化率＞90%（PZT換能器）。
環保工藝：可選無氟清洗液（如CO?基溶劑）替代傳統HF酸，減少腐蝕風險。
四、應用場景與解決方案
晶圓制造環節
光刻前處理：去除光刻膠殘留及有機污染物，提升光刻膠附著力。
蝕刻后清洗：清除蝕刻副產物（如聚合物、金屬再沉積），防止線寬偏差。
CMP后清潔：去除磨料（CeO?）及劃片液殘留，確保表面粗糙度＜0.1nm。
特種部件清洗
掩膜版清潔：氧氣等離子體+超聲波聯合去除光罩表面顆粒，提升光刻圖形精度。
精密工具維護：清洗夾具、噴嘴及探針上的氟化物殘留，避免交叉污染。
制程適配
3D NAND/HBM：兆聲波+等離子體清洗深孔結構（如GAAFET納米片）。
Chiplet集成：低溫超聲清洗異構鍵合界面（如Cu/Sn/Ti混合鍵合）。
HAMR兼容：無損傷清洗熱輔助磁記錄介質（如GdFeCo合金）。
