全自動光罩清洗機（Automated Photomask Cleaning System）是半導體制造中用于清潔光罩（掩膜版）表面污染物的專用設備。光罩作為芯片光刻工藝的核心工具，其表面若存在顆粒、有機物、金屬離子或氧化物殘留，會直接導致光刻圖形轉移誤差，影響芯片良率與性能。該設備通過自動化清洗、干燥及檢測流程，確保光罩表面達到納米級潔凈度，適用于先進制程（如EUV、ArF光刻）及高世代晶圓制造需求。

核心技術原理

清洗工藝

濕法化學清洗：基于RCA標準工藝（如SC-1堿性過氧化氫溶液、SC-2酸性過氧化氫溶液），去除光罩表面的有機物、金屬污染及氧化物。

兆聲波清洗（>1MHz超聲波）：通過高頻空化效應剝離微小顆粒，避免損傷光罩圖案。

等離子體增強清洗：利用氧等離子體分解頑固有機物，適用于復雜圖形結構（如3D NAND、FinFET）。

污染物去除機制

顆粒清除：高壓噴淋與流體動力學設計沖刷表面顆粒，結合過濾系統（0.1μm~0.2μm）防止二次污染。

金屬離子去除：螯合劑或酸性溶液溶解金屬污染物，配合DIW（去離子水）沖洗確保無殘留。

有機物分解：紫外線或臭氧氧化分解有機殘留，提升光刻膠附著力。

干燥技術

熱氮烘干：高溫氮氣吹掃快速干燥，避免水漬殘留。

真空干燥腔：低溫抽真空脫水，保護光罩鍍膜（如Cr、MoSi）不受熱損傷。

IPA（異丙醇）脫水：蒸汽置換水分，無接觸干燥防圖案腐蝕。

設備組成與結構

進料系統

全自動機械臂裝載光罩，支持多尺寸（如5寸—12寸）及不同厚度（0.5mm—2mm）光罩。

防塵隔離艙設計，防止外界顆粒進入清洗腔，符合Class 10潔凈標準。

清洗模塊

超聲波清洗槽：高頻兆聲波（80kHz~1MHz）覆蓋光罩表面，均勻剝離污染物。

噴淋臂與旋轉臺：360°噴淋結合旋轉臺（速度可調），確保清洗無死角。

化學液循環系統：DIW、IPA、酸堿溶液自動切換，配備實時電導率監測與溫度控制（±1℃）。

等離子體模塊（可選）

用于去除頑固有機物或活化光罩表面，提升后續工藝兼容性。

支持氧氣、氬氣、氟化氣體等工藝氣體，功率可調（100W—1000W）。

干燥與檢測系統

熱氮烘干腔：溫度可控（RT~200℃），風速均勻性>95%。

在線檢測模塊：激光粒子計數器（檢測顆粒≥0.1μm）、光學顯微鏡（表面缺陷分析）。

控制與安全系統

PLC+HMI人機界面：預設清洗程序（如RCA、SPM、BOE工藝），支持參數自定義與數據存儲。

安全防護：漏液報警、氣體壓力監測、緊急停機按鈕，電氣部分采用正壓N?保護。

廢氣與廢液處理

酸堿中和系統：自動調節pH值，確保排放符合環保標準。

排風過濾裝置：活性炭吸附或化學洗滌塔處理揮發性有機物（VOC）。

核心功能與特點

高精度清洗

兼容多種工藝（RCA、IMEC、Pre-Diffusion），適應不同污染類型（顆粒、金屬、氧化物）。

兆聲波頻率與功率可調，避免損傷光罩精細圖形（如5nm節點圖案）。

智能化控制

自動匹配清洗參數（時間、溫度、流速），支持遠程監控與數據追溯（如MES系統對接）。

RFID識別光罩ID，調用專屬清洗程序，確保工藝一致性。

高效與環保

化學液循環過濾系統減少耗材消耗，DIW回收率>85%。

模塊化設計，支持干法（等離子體）、濕法自由組合，靈活適配不同需求。

安全性與可靠性

防爆設計（SEMI S8/S2合規），耐腐蝕材質（PTFE、PVDF、石英）適應強酸強堿環境。

雙重機械臂定位系統，防止光罩滑落或碰撞損傷。

行業優勢與服務

技術**性

支持先進制程（5nm—2nm）光罩清洗需求，滿足EUV、ArF光刻工藝標準。

定制化解決方案：根據光罩材料（石英、玻璃、金屬鍍層）與污染類型優化工藝參數。

成本效益

化學液循環系統降低運營成本，模塊化設計減少維護費用。

兼容國產替代需求，打破國外壟斷，提供高性價比選擇。

售后服務

保修期內7×24小時技術支持，故障響應時間<4小時。

定制化培訓服務（操作、維護、工藝優化），確保設備高效運行。

備件庫覆蓋關鍵組件（如超聲波換能器、密封圈、噴淋臂），保障生產連續性。