單片清洗機(jī)的核心部件多樣且關(guān)鍵。從清洗槽到機(jī)械傳輸，再到藥液供給與干燥模塊等，各部分協(xié)同工作。下文將詳細(xì)闡述這些核心部件的具體功能與重要性，助您更深入地了解單片清洗機(jī)的核心技術(shù)。

單片清洗機(jī)的核心部件主要包括以下幾類：

清洗槽模塊

化學(xué)清洗槽：用于盛放酸、堿等化學(xué)藥液，通過化學(xué)反應(yīng)去除晶圓表面的有機(jī)物、金屬離子等污染物，如 SC-1（NH?OH + H?O? + DIW）用于去除有機(jī)物和顆粒，SC-2（HCl + H?O? + DIW）用于去除金屬雜質(zhì)。

純水沖洗槽：通常配置多級去離子水（DIW） rinse 槽，用于在化學(xué)清洗后去除晶圓表面殘留的化學(xué)試劑，避免對后續(xù)工藝造成影響。

超聲波槽：利用高頻振動產(chǎn)生的空化效應(yīng)剝離頑固顆粒，適用于納米級清潔，其中兆聲波技術(shù)（>1MHz）更溫和，適合精密結(jié)構(gòu)；超聲波（40kHz）能量高，適用于厚膜去除。

機(jī)械傳輸模塊

機(jī)械臂/抓手：采用真空吸附或機(jī)械夾持的方式抓取晶圓，實(shí)現(xiàn)晶圓在不同清洗工位之間的轉(zhuǎn)移，要求動作輕柔且精準(zhǔn)，避免對晶圓造成損傷，并能兼容不同尺寸的晶圓。

傳送軌道：由線性電機(jī)驅(qū)動，負(fù)責(zé)將晶圓準(zhǔn)確地輸送到各個處理區(qū)域，如清洗槽、干燥區(qū)等，確保整個清洗過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

防碰撞系統(tǒng)：配備傳感器實(shí)時監(jiān)測晶圓位置和周圍環(huán)境，防止機(jī)械臂與晶圓或其他部件發(fā)生碰撞，保障設(shè)備和晶圓的安全。

藥液供給與回收模塊

配液系統(tǒng)：自動混合酸、堿等化學(xué)藥液，并精確控制藥液的濃度和流量，以滿足不同清洗工藝的要求，通常由 PLC 進(jìn)行控制。

過濾系統(tǒng)：采用多級過濾裝置，如超濾（UF）、離子交換等，對使用過的藥液進(jìn)行循環(huán)過濾處理，去除其中的微小顆粒和雜質(zhì)，延長藥液的使用壽命，減少耗材消耗。

廢液處理：對清洗過程中產(chǎn)生的廢液進(jìn)行處理，包括中和反應(yīng)、蒸餾回收等，使其達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，降低對環(huán)境的污染。

干燥模塊

熱氮吹掃（N? Blow）：利用高溫氮?dú)猓ㄈ?300℃）吹拂晶圓表面，快速蒸發(fā)水分，適用于常規(guī)干燥，能有效避免水漬殘留。

IPA 蒸干：先使用異丙醇（IPA）置換晶圓表面的水分，再通過加熱使 IPA 蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)干燥，可防止顆粒二次污染，但需注意 IPA 的回收和處理。

離心干燥：通過高速旋轉(zhuǎn)晶圓（如 3000rpm 以上），借助離心力甩干晶圓表面的液體，適用于特定工藝需求，但離心力過大可能導(dǎo)致微小顆粒重新附著。

溫控與流體管理模塊

加熱/冷卻系統(tǒng)：能夠精確控制清洗液的溫度，如在 SC-1 工藝中將溫度維持在 70~85℃，SC-2 工藝中控制在 60~80℃，采用電熱或蒸汽加熱方式，搭配 PID 控制器實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制。

噴淋系統(tǒng)：由多個噴嘴組成，可將清洗液以特定的角度和流量均勻地噴灑到晶圓表面，部分設(shè)備還支持旋轉(zhuǎn)晶圓架，提升邊緣清洗效果，確保晶圓表面各區(qū)域的清洗均勻性。

流體分配器：精確調(diào)節(jié)清洗液的流量、壓力等參數(shù)，使清洗液在管道中的流動穩(wěn)定且可控，避免出現(xiàn)局部過蝕或清洗不足的情況。

檢測與反饋模塊

光學(xué)檢測：利用 AI 視覺系統(tǒng)檢查晶圓表面的顆粒、劃痕等缺陷，類似于 KLA 的缺陷分析功能，為清洗效果提供直觀的質(zhì)量評估。

電學(xué)測試：通過測量晶圓表面的電阻或雜質(zhì)分布等參數(shù)，間接驗(yàn)證清洗后的潔凈度，確保晶圓符合后續(xù)工藝的要求。

數(shù)據(jù)記錄：存儲每次清洗的工藝參數(shù)，如時間、溫度、藥液濃度等，便于進(jìn)行追溯分析和工藝優(yōu)化。

單片清洗機(jī)的核心部件涵蓋了從清洗、傳輸?shù)綑z測等多個環(huán)節(jié)，每個部分都發(fā)揮著的作用。這些核心部件的協(xié)同工作，使得單片清洗機(jī)能高效、精準(zhǔn)地完成晶圓表面的清潔任務(wù)，滿足半導(dǎo)體制造過程中對潔凈度的嚴(yán)格要求。