一、核心功能与应用场景
半导体超声波清洗机是利用高频超声波（20kHz-1MHz）的空化效应，通过液体中微射流和冲击波的作用，高效剥离晶圆表面的颗粒、有机物、金属污染及微小结构内的残留物。广泛应用于：
- 光刻工艺后清洗：去除光刻胶残留及显影液副产物。
- 刻蚀后清洁：清除蚀刻副产物及侧壁颗粒。
- 先进封装：TSV（硅通孔）、Bumping（凸点）等3D结构的窄缝污染物清除。
- CMP（化学机械抛光）后处理：去除磨料颗粒及表面划痕。
二、突出技术特点
1. 高能效超声波技术
- 多频段可调：支持28kHz、40kHz、1MHz等频段，精准匹配不同污染物尺寸（如1MHz针对亚微米颗粒）。
- 均匀声场分布：通过底部或侧向换能器阵列设计，实现晶圆表面能量密度均一化（±5%偏差），避免局部过洗或残留。
- 空化效应优化：纳米级气泡破裂产生微射流，剥离力可达0.1-10N/μm²，适用于顽固污染物（如光刻胶碎片、硅屑）。
2. 化学液兼容性与闭环控制
- 多溶剂适配：支持DIW（去离子水）、IPA（异丙醇）、氢氟酸（DHF）、臭氧水等清洗介质，可定制耐腐蚀槽体（如PFA、PTFE材质）。
- 温度与浓度实时监控：集成在线传感器（如电导率、pH计、温控模块），确保化学液参数稳定（温度±0.3℃、浓度±0.5%）。
- 超纯水兼容：支持18.2MΩ·cm超纯水清洗，避免微量元素二次污染。
3. 低损伤与高洁净度
- 非接触式清洗：无机械摩擦，避免划伤晶圆表面（尤其对薄栅极或高深宽比结构友好）。
- 颗粒去除能力：可清除＞0.1μm颗粒，洁净度提升至＜5颗/cm²（符合SEMI标准G1-G5）。
- 金属污染控制：配合化学液可去除Fe、Cu、Al等金属离子至＜0.01ppb。
4. 智能化与自动化设计
- IoT远程监控：支持PC端或移动端实时查看清洗参数（如超声功率、液位、时间），并远程调整程序。
- 工艺配方存储：内置多组预设配方（如RCA清洗、SC1/SC2流程），支持用户自定义参数并加密保存。
- 数据追溯系统：自动记录每批次清洗的超声频率、温度、时间等数据，生成可视化报告（如SPC图表）。
5. 模块化与节能环保
- 模块化槽体：可根据需求选配单槽、多槽联动或与湿法/干法设备组合（如超声波+兆声波复合清洗）。
- 节能设计：超声波发生器效率＞90%，待机功耗＜10W；化学液循环过滤系统减少耗材消耗（如DIW回收率＞80%）。
- 废液处理：内置分离装置（如过滤精度0.1μm），降低危废处理成本。
三、技术参数示例
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 超声波频率 | 28kHz/40kHz/1MHz（可选多频组合） |
| 最大功率 | 1000W（可调，单片晶圆能耗＜1kWh/次） |
| 适用晶圆尺寸 | 2-12英寸（兼容多尺寸混洗） |
| 清洗效率 | ≤60片/小时（12英寸晶圆，单槽） |
| 颗粒洁净度 | ＜5颗/cm²（≥0.2μm，符合SEMI G5标准） |
| 金属污染控制 | ＜0.01ppb（如Fe、Cu、Ni等） |
| 化学液兼容性 | DIW、IPA、HF、H₂O₂、臭氧水等 |
| 数据接口 | Ethernet、RS485、USB，支持MES系统对接 |
四、优势总结
- 精准高效：针对亚微米颗粒及复杂结构污染物，清洗效率比传统湿法提升30%以上。
- 安全无损：非接触式清洗避免划伤，适用于先进制程（如3nm以下节点）的敏感结构。
- 灵活定制：支持频段、槽体数量、自动化等级的个性化配置，满足研发与量产需求。
- 绿色节能：化学液用量减少20%-50%，废液处理成本降低30%，符合ISO 14001标准。
典型应用案例：
- EUV光刻后清洗：1MHz超声波+臭氧水去除多层光刻胶残留。
- TSV硅通孔清洁：40kHz超声波配合DHF溶液，清除孔内颗粒及氧化层。
- HBM内存封装：多频超声波联用，解决Bumping凸点间隙污染物难题。