在半导体制造中，维持硅晶圆的洁净度至关重要，即使细小的微尘也可能导致缺陷并降低生产良率。高效的清洗系统对于高标准的半导体元件生产是不可或缺的。

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何谓微尘？

在半导体制造中，微尘是指附着于硅晶圆表面的微观污染物。这些污染物范围广泛，包括灰尘、金属残留物，以及有机和无机材料。其来源多种多样，包括设备、化学工艺和环境因素，尺寸从亚微米到数微米不等。

硅晶圆的清洁标准

半导体产业遵循严格的洁净度规范，以确保晶圆表面无污染物。ISO 14644等规范根据每立方米的粒子计数对无尘室环境进行分类。

此外，SEMI（国际半导体产业协会）提供晶圆上可接受的粒子水平指南，以维持高良率。先进的半导体制造要求晶圆表面趋近完全无粒子，可接受的污染水平通常以十亿分之一 (ppb) 计。

微尘于硅晶圆上形成的成因与机制

在半导体制造过程中，硅晶圆暴露于多种工艺，这些工艺可能引入微尘形式的污染物，途径包括：

• 沉积工艺：化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）可能因反应不完全或材料溅射而留下残留物或微尘。
• 蚀刻与微影：在蚀刻和光刻期间，化学反应、残留光阻剂和光罩微尘可能污染晶圆表面。
• 机械处理：自动化晶圆处理设备、镊子或存储容器可能因摩擦、静电或表面附着而引入微尘。
• 无尘室污染物：尽管实施严格的无尘室控制，人为活动、设备或微小碎屑产生的空气中悬浮微尘仍可能沉降于晶圆上。
• 化学污染：湿式蚀刻或清洁溶液中的杂质可能导致晶圆加工过程中沉积不需要的微尘。

微尘对硅晶圆的影响

残留于硅晶圆上的微尘可能对半导体性能和良率产生严重影响，包括：

• 缺陷电路图案：微尘可能阻碍光刻工艺，导致电路图案不完整或失真。
• 电性故障：污染物可能导致短路、电阻增加或半导体元件性能不稳定。
• 良率降低：微小微尘亦可能导致功能故障，从而降低生产效率并增加成本。
• 表面损坏：机械处理过程中引入的微尘可能刮伤或物理性损坏晶圆表面。

去除硅晶圆中颗粒的重要性

为确保生产高性能半导体元件，维持无微尘晶圆表面至关重要。去除微尘能达到：

• 提升元件可靠性：通过消除潜在缺陷，确保稳定且一致的电气特性。
• 提高生产良率：减少缺陷晶圆数量，提升制造过程整体效率。
• 防止工艺中断：避免可能导致半导体生产线停机或返工的污染问题。

硅晶圆的先进清洗技术

为了实现超清洁的晶圆表面，半导体行业采用几种清洗技术：

• 湿式化学清洗 (RCA 清洁)：使用 SC-1（NH4OH/H2O2/H2O）等溶液，通过氧化和剥离去除有机污染物和微尘，同时使用 SC-2（HCl/H2O2/H2O）消除金属残留物，确保晶圆表面彻底清洁。
• 超声波清洗：在液体溶液中使用高频超声波，将微尘从晶圆表面去除，且不造成损坏。
• 二流体喷雾清洗：结合清洁液体与辅助气体，产生细雾，有效去除微小微尘，同时最大限度减少化学品使用量。
• 二氧化碳雪清洗：喷射二氧化碳雪微尘以去除污染物，为一种干燥、无残留物的清洁过程。
• 干式等离子清洗：使用等离子分解并去除有机残留物或微尘，无需液态化学品。

探索高效微尘清洗系统

微尘污染影响半导体元件的生产效率。为维持高良率并确保产品质量，投资适当的清洗设备至关重要。

嘉士精密机电深耕清洗科技二十余年，研发定制溶剂与纯水清洗设备，致力于优化镜头、芯片、PCB 等精密工艺，提升良率并推动可持续发展。

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