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SiC清洗機是針對碳化硅(Silicon Carbide,SiC)襯底、外延片及功率器件表面清潔需求開發的專業設備,廣泛應用于半導體制造、功率電子、射頻通信等領域。其核心功能是通過化學腐蝕、超聲波空化、流體沖刷等技術,去除SiC表面的顆粒、金屬污染、有機物及氧化層,確保材料表面潔凈度與微觀平整度,為后續工藝(如外延生長、金屬化、鍵合等)提供可靠保障。
一、核心技術與功能特點
精準化學腐蝕
采用氫氟酸(HF)、硝酸(HNO?)或混合酸液體系,針對SiC的化學惰性設計緩蝕劑配方,實現可控腐蝕速率(如0.1~1μm/min),避免過蝕或損傷晶體結構。
配備自動配比系統,實時監控pH值、溫度(±0.5℃)及電導率,確保腐蝕均勻性。
高效顆粒清除
集成兆聲波(MHz級超聲)技術,通過高頻振動產生微射流,剝離亞微米級顆粒(<0.1μm),解決SiC表面凹槽、劃痕等易藏污區域的清潔難題。
結合高流量噴淋(>2L/min)與離心旋轉(300~600rpm),覆蓋300mm晶圓全域,邊緣無殘留。
環保與安全設計
封閉式酸液循環系統,配備三級過濾(0.1μm濾芯)與廢液中和模塊(如HF中和為氟鹽),排放達標。
腔體采用耐腐蝕材質(如PFA、Hastelloy合金),防止酸堿腐蝕及金屬污染。
智能化控制
PLC程序化操作,支持參數預設(時間、溫度、流速等)與實時數據記錄,兼容MES系統對接。
配備在線監測傳感器(顆粒計數器、光譜分析儀),自動報警異常工況(如顆粒超標或液位不足)。
二、關鍵應用場景
SiC襯底制備
去除機械拋光后的殘留磨料(如金剛石微粉)、吸附有機物,提升外延生長的均勻性。
適用于4H-SiC、6H-SiC等晶型襯底的清洗。
功率器件制造
清洗MOSFET、IGBT等器件表面的光刻膠殘渣、金屬沉積物,避免電性能退化。
支持TSV(硅通孔)結構的三維封裝清洗需求。
射頻與微波器件
去除SiC基板表面的污染物,保障高頻信號傳輸的穩定性,適用于5G基站、雷達組件等場景。
三、技術參數與配置
項目 | 典型參數 |
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兼容晶圓尺寸 | 2英寸~12英寸(可定制) |
清洗模式 | 噴淋+兆聲波/化學腐蝕+超聲 |
溫度控制范圍 | 20~80℃(±0.3℃) |
流速 | 0.5~5L/min(可調) |
顆粒去除效率 | ≥99%(≥0.1μm顆粒) |
廢液處理率 | >95%(符合環保標準) |
自動化程度 | 全自動上下料,多槽聯動清洗 |
四、行業價值與發展趨勢
提升良率:通過原子級潔凈度控制,降低SiC器件的漏電、擊穿風險,尤其對1200V以上高壓功率模塊至關重要。
降低成本:相比傳統手工清洗或干法刻蝕,濕法清洗效率提升50%以上,化學耗材用量減少30%。
未來方向:
無損傷清洗:開發等離子體輔助或激光清洗技術,替代強酸腐蝕。
綠色化學:推廣無氟環保清洗液(如有機酸體系),減少危廢處理壓力。
智能互聯:集成AI算法優化參數,實現自適應清洗策略。
SiC清洗機作為寬禁帶半導體制造的關鍵環節,需兼顧高效、精密與環保,未來將持續推動碳化硅器件在新能源汽車、光伏逆變器等領域的大規模應用。