全自动光罩清洗机（Automated Photomask Cleaning System）是半导体制造中用于清洁光罩（掩膜版）表面污染物的专用设备。光罩作为芯片光刻工艺的核心工具，其表面若存在颗粒、有机物、金属离子或氧化物残留，会直接导致光刻图形转移误差，影响芯片良率与性能。该设备通过自动化清洗、干燥及检测流程，确保光罩表面达到纳米级洁净度，适用于先进制程（如EUV、ArF光刻）及高世代晶圆制造需求。

核心技术原理

清洗工艺

湿法化学清洗：基于RCA标准工艺（如SC-1碱性过氧化氢溶液、SC-2酸性过氧化氢溶液），去除光罩表面的有机物、金属污染及氧化物。

兆声波清洗（>1MHz超声波）：通过高频空化效应剥离微小颗粒，避免损伤光罩图案。

等离子体增强清洗：利用氧等离子体分解顽固有机物，适用于复杂图形结构（如3D NAND、FinFET）。

污染物去除机制

颗粒清除：高压喷淋与流体动力学设计冲刷表面颗粒，结合过滤系统（0.1μm~0.2μm）防止二次污染。

金属离子去除：螯合剂或酸性溶液溶解金属污染物，配合DIW（去离子水）冲洗确保无残留。

有机物分解：紫外线或臭氧氧化分解有机残留，提升光刻胶附着力。

干燥技术

热氮烘干：高温氮气吹扫快速干燥，避免水渍残留。

真空干燥腔：低温抽真空脱水，保护光罩镀膜（如Cr、MoSi）不受热损伤。

IPA（异丙醇）脱水：蒸汽置换水分，无接触干燥防图案腐蚀。

设备组成与结构

进料系统

全自动机械臂装载光罩，支持多尺寸（如5寸—12寸）及不同厚度（0.5mm—2mm）光罩。

防尘隔离舱设计，防止外界颗粒进入清洗腔，符合Class 10洁净标准。

清洗模块

超声波清洗槽：高频兆声波（80kHz~1MHz）覆盖光罩表面，均匀剥离污染物。

喷淋臂与旋转台：360°喷淋结合旋转台（速度可调），确保清洗无死角。

化学液循环系统：DIW、IPA、酸碱溶液自动切换，配备实时电导率监测与温度控制（±1℃）。

等离子体模块（可选）

用于去除顽固有机物或活化光罩表面，提升后续工艺兼容性。

支持氧气、氩气、氟化气体等工艺气体，功率可调（100W—1000W）。

干燥与检测系统

热氮烘干腔：温度可控（RT~200℃），风速均匀性>95%。

在线检测模块：激光粒子计数器（检测颗粒≥0.1μm）、光学显微镜（表面缺陷分析）。

控制与安全系统

PLC+HMI人机界面：预设清洗程序（如RCA、SPM、BOE工艺），支持参数自定义与数据存储。

安全防护：漏液报警、气体压力监测、紧急停机按钮，电气部分采用正压N₂保护。

废气与废液处理

酸碱中和系统：自动调节pH值，确保排放符合环保标准。

排风过滤装置：活性炭吸附或化学洗涤塔处理挥发性有机物（VOC）。

核心功能与特点

高精度清洗

兼容多种工艺（RCA、IMEC、Pre-Diffusion），适应不同污染类型（颗粒、金属、氧化物）。

兆声波频率与功率可调，避免损伤光罩精细图形（如5nm节点图案）。

智能化控制

自动匹配清洗参数（时间、温度、流速），支持远程监控与数据追溯（如MES系统对接）。

RFID识别光罩ID，调用专属清洗程序，确保工艺一致性。

高效与环保

化学液循环过滤系统减少耗材消耗，DIW回收率>85%。

模块化设计，支持干法（等离子体）、湿法自由组合，灵活适配不同需求。

安全性与可靠性

防爆设计（SEMI S8/S2合规），耐腐蚀材质（PTFE、PVDF、石英）适应强酸强碱环境。

双重机械臂定位系统，防止光罩滑落或碰撞损伤。

行业优势与服务

技术**性

支持先进制程（5nm—2nm）光罩清洗需求，满足EUV、ArF光刻工艺标准。

定制化解决方案：根据光罩材料（石英、玻璃、金属镀层）与污染类型优化工艺参数。

成本效益

化学液循环系统降低运营成本，模块化设计减少维护费用。

兼容国产替代需求，打破国外垄断，提供高性价比选择。

售后服务

保修期内7×24小时技术支持，故障响应时间<4小时。

定制化培训服务（操作、维护、工艺优化），确保设备高效运行。

备件库覆盖关键组件（如超声波换能器、密封圈、喷淋臂），保障生产连续性。