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載體清洗機是半導體制造中用于清潔晶圓承載工具(如光罩盒、晶圓載具、FOUP、晶舟等)的專用設備。這些載體在晶圓傳輸、光刻、蝕刻等工藝中直接接觸晶圓表面,若存在污染物(如顆粒、有機物、金屬離子或氧化物),可能導致晶圓缺陷(如顆粒污染、圖案偏移)或良率下降。載體清洗機通過物理和化學手段實現高精度清潔,確保載體表面達到原子級潔凈度,滿足制程(如5nm以下節點)對潔凈度的嚴苛要求。
核心功能與技術
兆聲波清洗(Megasonic Cleaning)
原理:利用高頻(1-3 MHz)聲波產生空化效應,形成微射流剝離附著在載體表面的亞微米級顆粒(如光刻膠碎片、蝕刻副產物)。
優勢:非接觸式清洗,避免機械劃傷;可穿透復雜結構(如光罩盒的三維圖案)。
參數:功率密度0.5-2 W/cm2,時間5-15分鐘,DIW(去離子水)或專用清洗液介質。
濕法化學清洗
SC-1堿性清洗:NH?OH + H?O?溶液,去除有機物(如光刻膠殘留)并鈍化金屬污染。
SC-2酸性清洗:HCl + H?O?溶液,清除金屬離子(如Na?、Ca2?)并改善表面潤濕性。
流程:多槽聯動設計,依次完成堿洗→酸洗→DIW沖洗,避免交叉污染。
等離子體處理(Plasma Cleaning)
作用:通過O?、Ar或CF?等離子體轟擊,分解碳基有機物(如殘留光刻膠)或氧化表面污染物。
適用場景:光罩盒的鉻膜或石英基底清潔,避免高溫損傷圖案。
干燥技術
IPA脫水+旋干:異丙醇置換水分后高速旋轉甩干,防止水痕殘留。
氮氣吹掃:高純N?吹拂表面,確保無氧干燥,避免氧化。
設備結構與設計
多腔室模塊化設計:
獨立槽體(如預洗槽、兆聲波槽、化學清洗槽、干燥腔),避免工藝沖突。
全自動機械臂實現載體在不同槽體間的傳輸,減少人工干預。
材料兼容性:
接觸部件采用PFA、石英或耐腐蝕合金(如Hastelloy),防止化學腐蝕和鈉離子溶出。
密封圈使用氟橡膠(FKM),耐受HF、HCl等強酸/堿環境。
污染控制:
內置顆粒檢測系統(LPC,激光粒子計數器),實時監控>0.5 μm顆粒數量。
空氣過濾系統(ULPA過濾器,效率99.999%),確保腔室潔凈度達Class 10級以上。