湿法清洗机原理：化学溶解与物理作用的协同清洁机制

湿法清洗机是半导体制造中用于清洁晶圆表面的关键设备，其核心原理是通过化学溶液与物理作用的协同效应去除污染物。以下是其工作原理的详细说明：

一、化学溶解与反应机制

酸碱中和/氧化还原：利用酸性（如HF）、碱性（如NH₄OH）或溶剂（如IPA）与污染物发生化学反应。例如：

SC-1溶液（NH₄OH+H₂O₂+DIW=1:1:5~1:2:7）：通过氧化分解有机物并增强颗粒排斥力；

DHF溶液（HF:H₂O=1:50~1:100）：选择性腐蚀二氧化硅层，同时络合金属离子。

氧化强化：双氧水（H₂O₂）或臭氧（O₃）可高效分解有机残留，尤其适用于光刻胶去除。

二、物理辅助技术

超声波/兆声波空化效应：

低频超声（20–40kHz）：剥离≥1μm大颗粒；

高频兆声波（800kHz–1MHz）：产生均匀微气泡破裂动能，清除<0.1μm纳米颗粒，降低表面粗糙度至Ra<0.2nm。

流体动力学冲刷：高压喷淋（0.5–0.7MPa）或旋转离心（1000–2000rpm）加速污染物脱离界面。

三、典型工艺类型

RCA标准清洗：SC-1去有机物+SC-2除金属离子的经典组合。

稀释化学法：降低传统强酸/碱浓度以减少药液消耗，结合多次循环提升经济性。

QDR槽快速排水：通过反复注水-排空循环（3–4次）带走离子杂质。

总之，湿法清洗机通过“化学溶解→物理剥离→高效干燥”的闭环流程实现亚微米级洁净度，支撑先进制程良率提升与成本优化。