
全自動硅片清洗機是半導體制造流程中的核心工藝設備,其作用是去除硅片表面的顆粒雜質、金屬離子、有機物殘留等污染物,保障后續光刻、蝕刻、摻雜等關鍵工序的良率。在半導體行業的應用貫穿硅片制造、晶圓加工、芯片封裝測試等全流程,具體如下:
1.硅片制備環節的清洗
原生硅片切割 / 研磨后清洗:單晶硅或多晶硅錠經過切割、研磨、拋光后,表面會殘留硅粉、切割液、金屬碎屑等雜質。全自動硅片清洗機通過超聲清洗 + 化學清洗(如 SC1、SC2 標準清洗液)的組合工藝,高效剝離表面顆粒和金屬污染物,同時修復拋光過程中產生的微小損傷層,為后續外延生長或晶圓加工提供潔凈的基底。
外延片清洗:外延生長前的硅片表面需達到較高潔凈度,否則會導致外延層缺陷增多。清洗機采用兆聲波清洗技術,在不損傷硅片表面的前提下,去除納米級微小顆粒,確保外延層均勻生長。
2.晶圓制造前道工序的清洗
這是全自動硅片清洗機最核心的應用場景,幾乎每道光刻、蝕刻工序后都需配套清洗,具體包括:
光刻前預處理清洗:光刻膠涂覆前,清洗機去除晶圓表面的水汽、有機殘留和金屬離子,避免光刻膠與晶圓結合不牢或產生針孔缺陷,保證光刻圖案的正確轉移。
蝕刻后清洗:干法或濕法蝕刻后,晶圓表面會殘留蝕刻氣體副產物、光刻膠殘渣(聚合物)。清洗機通過等離子體灰化 + 化學剝離的方式,徹底清除這些頑固殘留,避免殘留物質導致器件短路或性能下降。
摻雜前清洗:離子注入或擴散摻雜前,清洗機去除晶圓表面的氧化層和污染物,確保摻雜離子能均勻、正確地進入硅片晶格,保證半導體器件的電學性能一致性。
3.晶圓制造后道工序的清洗
金屬化工藝清洗:在鋁、銅等金屬布線沉積前,清洗機去除晶圓表面的自然氧化層和顆粒雜質,提升金屬與晶圓的附著力,防止布線斷裂或接觸電阻過大。
鈍化膜沉積前清洗:鈍化膜(如 SiO?、Si?N?)用于保護芯片表面,沉積前的清洗可去除表面污染物,避免鈍化膜產生針孔或裂紋,提升芯片的可靠性。
4.芯片封裝測試環節的清洗
劃片后清洗:晶圓切割成單個芯片后,表面會殘留切割碎屑、切割液和有機污染物。全自動清洗機采用低壓噴淋 + 超聲清洗的溫和工藝,在不損傷芯片鍵合區的前提下,清除雜質,為后續鍵合、封裝提供潔凈表面。
封裝前芯片清洗:芯片貼裝到引線框架前,清洗機去除芯片表面的灰塵和氧化層,確保鍵合線與芯片電極的連接穩定性,降低封裝后的失效風險。
測試前清洗:成品芯片測試前,清洗機去除封裝過程中殘留的塑封料碎屑、助焊劑等,避免污染物影響測試探針與芯片引腳的接觸,保證測試數據的正確性。