什么是半导体清洗设备？

  半导体清洗设备是半导体制造工序之一的清洗工序所使用的设备的总称。

清洗工序是半导体制造过程中至关重要的工序，约占整个半导体制造工序的30%~40%。包括在高温处理和薄膜形成工序前彻底除去污垢的预处理清洗，以及在去除氧化膜和薄膜的蚀刻工序后除去光刻胶残留物的后处理清洗。

半导体清洗设备大致分为使用药品或纯水的湿式清洗设备，以及不使用药品的干式清洗设备。

半导体清洗设备的应用

半导体清洗设备用于半导体制造厂的各个工序。它既用于在硅晶片上形成半导体元件的前端工艺，也用于分离元件、封装和制造最终产品的后端工艺。

特别是在前端工艺中，晶圆表面的污染物和沉积物对半导体质量和产量有很大影响。因此，在晶圆上形成氧化膜或薄膜的工序前、成膜工序后、蚀刻工序后等多个阶段都要使用半导体清洗设备。

半导体清洗设备的原理

在半导体制造的前端工序中，需要利用半导体清洗设备彻底清除晶圆表面的污垢。具体而言，包括在通过高温处理在晶圆表面形成氧化膜的氧化工序之前、将晶圆暴露于气态薄膜材料中形成薄膜的CVD工序之前和之后、以及将通过放电离子化的薄膜材料涂敷到晶圆表面形成薄膜的溅射工序之前和之后。

如果清洁不充分，则不良品率会上升，对品质和成本产生不利影响。使用化学品的湿法清洗设备不能同时使用多种化学品，因此先用一种化学品清洗晶圆，然后用纯净水冲洗，再浸入下一种化学槽中。此外，清洗完成后还需要对晶圆进行干燥的工序。

半导体清洗设备的种类

根据清洗方式不同，半导体清洗设备可分为批量型和单晶圆型两种。清洁过程可分为干法和湿法。

1、按清洗方式分类

批量式：
将多片晶圆同时浸入处理槽中进行清洗。根据药液种类不同，可分为多罐式和单罐式。多槽式是准备处理槽，依次将物品浸入其中的方式，而单槽式是只在一个槽中更换化学溶液进行清洗的方式。

单个
晶圆被一片一片地清洗。晶圆旋转，并用喷嘴向晶圆上喷射处理液进行清洁。

2、按清洗方式分类

该方法使用湿液体化学品进行清洁。

使用干
臭氧或氩气雾剂等非液体进行清洁。

半导体清洗设备结构

1. 多槽批量型

可按顺序反复浸泡、洗涤、漂洗等工序进行加工。它可以一次处理大量晶圆，但设备较大，且所用化学品量增加。

2.单罐批量型

仅使用一个处理槽。这是一种批量类型，通过更换化学溶液来建立清洗顺序，从而弥补了多槽类型的缺点。它可以在相对较小的空间内处理大量的晶圆。每次治疗后都必须更换化学品，因此需要使用大量的化学品。

3. 单晶圆

将化学溶液喷洒到每个晶圆上，然后高速旋转以进行清洁。它占用空间小，使用化学品少，并且不会污染加工液。然而，由于晶圆旋转，化学物质飞溅，难以回收再利用。

如何选择半导体清洗设备

针对清洁过程中可针对的不同类型污垢采用各种清洁方法。污染物的例子包括人体汗液中的微小灰尘颗粒、钠分子和油成分，以及工厂使用的化学品中的有机物，例如碳分子和金属原子。

1. 颗粒

为了去除颗粒，需要使用刷子进行物理清洁或使用碱性化学品进行湿法清洁。

2. 有机污染物

为了去除有机污染物，可以使用采用酸性化学品或臭氧水的湿式清洁设备，以及等离子清洁器和紫外线臭氧清洁器等干式清洁设备。

3. 金属污染物

使用酸性化学品进行湿法清洁以去除金属污染物。