【半导体设备维护技术探讨】

半导体真空零件高精密清洗解决探讨
PVD、CVD、Etching、Vacuum Pump 设备零件再生与污染控制

为半导体设备维护打造的超洁净清洗技术，去除镀膜沉积物、矽化物、氟化物及微粒污染，延长真空零件寿命并提升制程良率。

守仁企业 Metec ｜德国 SurTec 台湾技术代理商

文章目录

1. 为什么半导体设备越来越重视清洗？
2. 半导体设备最怕哪些污染物？
3. SurTec 高洁净工业清洗主要应用范围
4. 精密清洗应用的半导体设备供应链
5. 情境一：PVD 镀膜设备真空零件清洗
6. 情境二：CVD 设备石英与金属零件清洗
7. 情境三：蚀刻设备（Etching）零件再生清洗
8. 情境四：ESC 静电吸盘精密清洗
9. 情境五：真空帮浦零件清洗
10. 情境六：EUV 与先进制程真空零件超洁净清洗
11. SurTec 411 HP 产品介绍与技术规格
12. 为什么选择 SurTec 411 HP？
13. 真空设备供应链为何重视清洗？
14. 建议导入方向
15. 常见问题 FAQ
16. 结论

1、为什么半导体设备越来越重视清洗？

在半导体制程中，即使是肉眼完全看不见的微量残留，也可能对生产造成严重影响。随著制程节点不断缩小，从 28nm、7nm 进展至 3nm、2nm 先进制程，设备与零件的表面洁净度要求也水涨船高。

任何微量污染物若未在零件出厂前或定期维护时有效去除，均可能在后续制程中引发：

• 制程污染，导致晶圆良率大幅下降
• 真空腔体真空度下降，影响制程稳定性
• 颗粒（Particle）数量异常增加，造成缺陷
• 设备维护频率提高，停机时间增加
• 零件使用寿命缩短，更换成本上升

真空零件在出货前或定期维护时，均须进行高洁净度清洗，以确保设备长期稳定运转，保障半导体制程的品质与效率。

常见清洗对象

需要进行高精密清洗的零件涵盖以下类别：

• 真空帮浦零件（Rotor、Stator、阀体等）
• 真空腔体零件（Chamber Wall、Shield、Cover Ring 等）
• 气体管路（Gas Line）零件
• 不锈钢加工件
• 镀镍零件
• 铝合金设备零件
• 精密治具（Fixture）与载具

2、半导体设备最怕哪些污染物？

半导体设备对污染物的敏感程度远超一般工业设备。以下四类污染物是导致制程异常的主要来源：

污染类型	主要来源	对制程的影响
油脂残留	CNC 切削油、防锈油、组装润滑油	有机污染，Outgassing 影响真空度
颗粒污染	加工碎屑、研磨粉尘、金属微粒	Particle 增加，晶圆缺陷率上升
离子污染	清洗剂残留、水洗不完全、盐类残留	电化学腐蚀、膜层附著力异常
矽污染	矽油、矽基添加剂	半导体制程尤其敏感，影响元件特性

关键提醒：半导体设备对矽污染的敏感程度极高。清洗剂若含矽酸盐成分，残留在零件表面后可能直接污染制程环境，因此选用不含矽酸盐的清洗剂至关重要。

3、SurTec 高洁净工业清洗主要应用范围

SurTec 高洁净工业清洗（High Purity Cleaning）解决方案针对半导体设备制程中最关键的零件类型，提供全方位的精密清洗支援：

• PVD Chamber 零件（靶材夹具、腔体护板、沉积环等）
• CVD Chamber 零件（石英管、Gas Distribution Plate、Baffle Plate 等）
• Etcher 蚀刻设备零件（Focus Ring、Shield Ring、Liner 等）
• Vacuum Pump 真空帮浦零件（Rotor、Stator、阀片等）
• Fixture 治具及各类载具
• FOUP 金属零件
• Furnace Parts 炉管零件
• MRO 维护备用零件
• 组装前高洁净清洗（Pre-assembly Cleaning）

4、精密清洗应用的半导体设备供应链

高精密清洗技术的导入，适合以下半导体设备供应链中的各类企业：

• 真空腔体加工厂
• 半导体设备零件加工厂
• 设备维修厂（Equipment Service Provider）
• Vacuum Pump 真空帮浦维修商
• CMP 零件供应商
• 精密机械加工厂

这些企业在出货前或执行设备维护时，均需对零件进行符合半导体洁净等级的清洗处理，以确保客户设备的稳定运转与制程品质。





六大应用情境：半导体真空零件精密清洗实务

5、情境一PVD 镀膜设备真空零件清洗｜有效去除金属镀膜堆积与微粒污染

PVD（Physical Vapor Deposition，物理气相沉积）设备在长时间运转后，腔体内部各类真空零件表面容易累积大量金属沉积物，常见的沉积金属包括：

• Aluminum（铝）
• Titanium（钛）
• Chromium（铬）
• Nickel（镍）
• Copper（铜）

受影响的零件包括 Shield（护板）、Chamber Wall（腔体壁）、Cover Ring（覆盖环）、Target Clamp（靶材夹具）等。若未定期清洗，可能造成 Particle 增加、镀膜剥落、良率下降及设备停机时间拉长。

高精密清洗技术可在不伤害金属基材的前提下，精准去除镀膜沉积物与微粒污染，使零件表面恢复金属原色，有效延长使用寿命并降低更换成本。

6、情境二CVD 设备石英与金属零件清洗｜降低 Particle 提升制程稳定度

在 PECVD（电浆化学气相沉积）与 LPCVD（低压化学气相沉积）制程中，设备内部零件表面长期受到化学气体的轰击，容易形成以下残留物：

• SiO₂（二氧化矽）
• SiN（氮化矽）
• Poly-Si（多晶矽）
• 各类 Process Residue（制程残留物）

当膜层厚度累积过高时，受影响零件（包括 Gas Distribution Plate、Shower Head、Baffle Plate）容易产生微粒脱落、真空异常及制程漂移等问题。透过高精密清洗制程，可有效去除残留膜层，维持设备最佳状态。

7、情境三蚀刻设备（Etching）零件再生清洗｜降低更换成本提升设备稼动率

蚀刻制程常使用 CF₄、SF₆、Cl₂、HBr 等高活性气体。设备零件（如 Focus Ring、Shield Ring、Liner）长期暴露於这些腐蚀性环境后，容易产生：

• 氟化物堆积（白色氟化物结晶附著）
• 金属腐蚀
• 微粒污染加剧

透过高精密清洗与表面再生处理，可有效恢复零件性能，延长使用寿命，大幅降低零件更换成本并提升设备稼动率。

8、情境四ESC 静电吸盘（Electrostatic Chuck）精密清洗｜降低晶圆污染风险

ESC（静电吸盘）是半导体设备中的关键零件，负责在制程中固定及加热晶圆。长时间使用后，ESC 表面容易累积：

• 金属离子污染
• 氧化物残留
• 制程残留物（Process Residue）

污染累积可能导致 Wafer Slip（晶圆滑动）、吸附力下降及温度均匀性异常等问题，严重影响制程品质。采用低残留高精密清洗技术，可有效恢复 ESC 表面洁净度，降低晶圆污染风险。

9、情境五真空帮浦（Vacuum Pump）零件清洗｜降低停机风险提升真空效率

干式真空帮浦（Dry Vacuum Pump）在半导体制程中扮演关键角色，长时间运转后 Rotor（转子）和 Stator（定子）等核心零件容易累积：

• SiO₂ 粉尘
• Process Residue（制程残留）
• Fluoride Deposit（氟化物沉积）

长期堆积可能造成抽气效率下降、真空度不稳定及轴承负载增加，最终导致非预期停机。高精密清洗可恢复零件表面状态，降低设备维修成本，延长帮浦整体使用寿命。

10、情境六EUV 与先进制程真空零件超洁净清洗｜满足高阶半导体污染控制需求

3nm、2nm 及先进封装制程对污染控制要求达到极致。在这些制程中，任何：

• 金属离子污染
• 有机残留（TOC 残留）
• 奈米级微粒污染

均可能造成不可逆的产品缺陷。透过超洁净高精密清洗技术，可达成超低 Particle、低 TOC 残留及高洁净度验证，完整符合 EUV 及先进半导体制程的严苛需。

11、SurTec 411 HP 产品介绍与技术规格

SurTec 411 HP 是由德国 SurTec 专为高洁净度要求产业开发的硷性精密清洗剂。其核心优势在於优异的去油、去粒子及低残留特性，可有效去除加工油污、指纹污染、研磨残留及微粒污染，广泛适用於半导体、真空设备、光电及精密机械产业。

产品特性

• 液态配方，外观呈淡黄色至棕色
• 不含硼酸盐、磷、矽酸盐及界面活性剂
• 适用於有色金属、化学镀镍表面及不锈钢，有条件适用於抛光铝
• 可搭配 SurTec 系列破乳洗涤剂，透过膜过滤、分离器或重力油分离器回收

技术规格（官方 TDS）

外观

液态、淡黄色至棕色

密度（20°C）

1.185 g/ml（范围：1.16–1.22）

pH 值（浓缩）

6.3（范围：5.8–6.8）

建浴浓度

SurTec 411 HP 2–5 %vol + 洗涤助剂 0.1–1 %vol

操作温度

35–90°C

应用时间

0.5–10 分钟

主要成份

络合剂

适用材质

有色金属、化学镀镍表面、不锈钢

可搭配使用的 SurTec 系列洗涤助剂

洗涤助剂	适用清洗方式
SurTec 089	浸泡应用
SurTec 085	浸泡、超音波、溢流、喷淋应用
SurTec 084 / SurTec 086	浸泡、喷淋应用

12、为什么选择 SurTec 411 HP？

相较於一般工业清洗剂，SurTec 411 HP 在半导体及精密制造产业中具备以下关键优势：

高精密清洗能力

有效去除加工油污、指纹污染及微量有机残留，适用於高标准的零件表面洁净需求。

低残留设计

清洗后容易漂洗，可显著降低离子残留与有机残留，符合半导体产业对表面洁净度的严苛要求。

不含矽酸盐

针对半导体制程对矽污染的高度敏感性，SurTec 411 HP 配方完全不含矽酸盐，彻底杜绝矽污染风险。

灵活的清洗方式相容性

可导入自动喷淋线、超音波清洗设备及循环清洗系统，适合各种规模的精密零件清洗作业。

优势项目	SurTec 411 HP 特色	对半导体产业的价值
清洗能力	有效去除油污、指纹、有机残留	降低 Outgassing，提升真空度
残留控制	低离子残留、低有机残留	减少制程污染，提升良率
配方安全性	不含矽酸盐、磷、硼酸盐	避免矽污染及离子污染
设备相容性	支援喷淋、超音波、浸泡等多种方式	灵活导入现有清洗产线

13、真空设备供应链为何重视清洗？以 Busch、Pfeiffer 为例

Busch Vacuum Solutions 与 Pfeiffer Vacuum 等国际顶尖真空设备制造商，对供应链零件的表面洁净度有极高的要求。这背后有具体的技术原因：

• 真空系统中的有机污染物可能在低压环境下挥发（Outgassing），直接影响系统的极限真空度
• 残留污染物可能加速设备内部的氧化与腐蚀，缩短设备使用寿命
• 污染物的存在增加了设备维护的频率与成本
• 不洁净的零件降低整体设备的可靠度与稳定性

因此，高洁净度清洗已成为许多真空零件制造商不可忽视的核心制程。能够提供符合规格的高精密清洗方案，已成为进入高阶真空设备供应链的重要门槛之一。

14、建议导入方向：哪些企业适合评估高精密清洗？

以下三类企业，建议积极评估导入 SurTec 高精密清洗解决方案：

精密加工厂

• 半导体设备零件加工厂（出货前清洗）
• 真空设备零件加工厂（降低交货后退件率）

表面处理厂

• 阳极处理前清洗（提升阳极膜均匀性）
• 镀镍前清洗（改善镀层附著力）
• 精密脱脂制程（满足高洁净等级要求）

真空设备供应链

• 帮浦零件制造商与维修商
• 真空腔体加工厂
• Gas Line 零件供应商

导入效益：高精密清洗方案的导入，有助於企业提升零件交货品质、降低客诉率、缩短设备停机时间，并满足半导体及真空设备客户对洁净等级的要求，增强企业在供应链中的竞争力。\

15、常见问题 FAQ

Q1：半导体真空零件为什么需要高精密清洗？

在半导体制程中，即使是肉眼看不见的微量残留，也可能造成制程污染、真空度下降、颗粒（Particle）增加及良率下降。因此，真空零件在出厂前或定期维护时，均须进行高洁净度清洗，以确保设备长期稳定运转。

Q2：SurTec 411 HP 适合哪些半导体零件清洗？

SurTec 411 HP 适用於 PVD/CVD 腔体零件、Etcher 蚀刻设备零件、Vacuum Pump 真空帮浦零件、ESC 静电吸盘、Fixture 治具、FOUP 金属零件、Furnace Parts 及 MRO 维护零件等，亦适合用於组装前高洁净清洗。

Q3：SurTec 411 HP 是否含有矽酸盐或磷？

不含。SurTec 411 HP 配方完全不含硼酸盐、磷、矽酸盐及界面活性剂，特别适合半导体产业对矽污染与离子残留的严格控制要求。

Q4：PVD 设备真空零件应如何清洗处理？

PVD 设备长时间运转后，Shield、Chamber Wall、Cover Ring、Target Clamp 等零件表面容易累积铝、钛、铬、镍、铜等金属沉积物。建议使用高精密清洗技术，在不伤害基材的前提下去除镀膜沉积物与微粒污染，使零件表面恢复金属原色，延长使用寿命并降低更换成本。

Q5：半导体设备最常见的污染物有哪些？

主要分为四类：（1）油脂残留，来自 CNC 切削油、防锈油及组装润滑油；（2）颗粒污染，来自加工碎屑、研磨粉尘及金属微粒；（3）离子污染，来自清洗剂残留、水洗不完全及盐类残留；（4）矽污染，来自矽油及矽基添加剂，对半导体制程影响尤为严重。

Q6：ESC 静电吸盘清洗后能解决哪些问题？

ESC 静电吸盘长时间使用后容易累积金属污染、氧化物及制程残留物，导致 Wafer Slip、吸附力下降及温度均匀性异常。透过低残留高精密清洗技术，可有效恢复 ESC 表面洁净度，降低晶圆污染风险，恢复正常吸附性能。

Q7：SurTec 411 HP 的操作参数为何？

SurTec 411 HP 建浴浓度为 2–5 %vol，搭配洗涤助剂 0.1–1 %vol，操作温度 35–90°C，应用时间 0.5–10 分钟。支援浸泡、超音波、喷淋及溢流等多种清洗方式，可灵活导入现有清洗产线。

Q8：真空帮浦零件清洗频率应如何决定？

建议依据设备制程类型、运转时数及真空度监测数据决定清洗频率。当抽气效率下降、真空度不稳定，或设备定期保养时，均应对 Rotor、Stator 等核心零件进行高精密清洗，以恢复设备效能。

16、结论：选择正确的清洗方案，打造洁净制程竞争力

在半导体与真空设备产业中，真正的挑战往往不是「看得见的脏污」，而是那些肉眼无法察觉的微量残留污染物。随著制程节点持续缩小、良率要求不断提升，高精密清洗已从制程选项演变为不可或缺的核心环节。

SurTec 为德国专业的工业金属表面处理专家，拥有一系列针对半导体与真空设备的高精密清洗方案。透过科学化的配方设计，SurTec 411 HP 协助企业有效降低有机污染、提升表面洁净度，并满足高科技产业对洁净制程的严苛要求。

守仁企业（Metec ）为 SurTec 德国品牌在台湾的授权代理商，提供在地专业技术谘询与销售服务。如需了解 SurTec 411 HP 或其他高精密清洗方案的详细资讯，欢迎联系守仁企业技术团队。