半导体清洗机设备原理

半导体清洗机设备主要通过化学清洗、物理清洗和气体吹扫等方法，去除晶圆表面的污染物和杂质。

1、化学清洗是利用特定的化学溶液来溶解和去除晶圆表面的污染物。这些化学溶液通常具有强酸性或强碱性，能够有效地去除金属、有机物和无机盐等污染物。

常用的化学清洗方法包括浸泡、喷射和旋转等。在浸泡过程中，晶圆被完全浸没在化学溶液中，以充分接触并反应；喷射则是通过高压液流将化学溶液直接喷射到晶圆表面，增强清洗效果；旋转则结合了前两者的优点，通过旋转晶圆使其各部分都能均匀接触到化学溶液。

2、物理清洗是利用物理过程来去除晶圆表面的污染物。这种方法不依赖于化学反应，而是通过机械作用力来实现清洗。

常见的物理清洗方法包括超声清洗、喷射清洗和离子束清洗等。超声清洗利用超声波在液体中产生的空化效应，破碎并去除污染物；喷射清洗则使用高速液流冲刷晶圆表面；离子束清洗通过高能离子束轰击晶圆表面，实现清洁。

3、气体吹扫是一种用气体流来清除晶圆表面杂质的方法。这种方法利用气体的流动特性，将表面的微小颗粒物和其他污染物吹离晶圆表面。

常用的气体吹扫技术包括惰性气体吹扫、氮气吹扫和氢气吹扫等。这些气体具有良好的清洁性能和卓越的不反应性，可以有效清除晶圆表面的有机物和金属离子等污染物。

4、湿法清洗是针对不同的工艺需求，采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗。这种方法可以同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段，以提高清洗效果。

湿法清洗在晶圆制造产线上通常是主流的清洗技术路线，占芯片制造清洗数量的90%以上。它适用于多种污染物的去除，包括颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层和抛光残留物等。

5、干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术。它主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。这些方法利用气态物质与晶圆表面的作用，实现清洁效果。

干法清洗具有对不同薄膜有高选择比的优点，但可清洗污染物比较单一。它在28nm及以下技术节点的逻辑产品和存储产品中有应用。