清洗設備是貫穿半導體產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，用于清洗原材料及每個步驟中半成品上可能存在的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)影響成品質(zhì)量和下游產(chǎn)品性能，在單晶硅片制造、光刻,、刻蝕,、沉積等關鍵制程及封裝工藝中均為必要環(huán)節(jié),。
常用清洗技術(shù)有濕法清洗和干法清洗兩大類,，目前濕法清洗仍是工業(yè)中的主流,，占清洗步驟的90%以上。濕法工藝是指采用腐蝕性和氧化性的化學溶劑進行噴霧,、擦洗,、蝕刻和溶解隨機缺陷，使硅片表面的雜質(zhì)與溶劑發(fā)生化學反應生成可溶性物質(zhì),、氣體或直接脫落,，并利用超純水清洗硅片表面并進行干燥，以獲得滿足潔凈度要求的硅片,。而為了提高硅片清潔效果,，可以采用超聲波、加熱,、真空等輔助技術(shù)手段,。濕法清洗包括純?nèi)芤航荨C械擦拭,、超聲/兆聲清洗,、旋轉(zhuǎn)噴淋法等。相對而言,，干法清洗是指不依賴化學試劑的清洗技術(shù),，包括等離子體清洗、氣相清洗,、束流清洗等,。
工藝技術(shù)和應用條件上的區(qū)別使得目前市場上的清洗設備也有明顯的差異化，目前,，市場上最主要的清洗設備有單晶圓清洗設備,、自動清洗臺和洗刷機三種。在21世紀至今的跨度上來看,，單晶圓清洗設備,、自動清洗臺、洗刷機是主要的清洗設備,。
單晶圓清洗設備一般是指采取旋轉(zhuǎn)噴淋的方式,，用化學噴霧對單晶圓進行清洗的設備，相對自動清洗臺清洗效率較低,，產(chǎn)能較低,，但有著極高的制程環(huán)境控制能力與微粒去除能力。自動工作站,，也稱槽式全自動清洗設備,，是指在化學浴中同時清洗多個晶圓的設備優(yōu)點是清洗產(chǎn)能高，適合大批量生產(chǎn),，但無法達到單晶圓清洗設備的清洗精度,，很難滿足在目前頂尖技術(shù)下全流程中的參數(shù)要求。并且,，由于同時清洗多個晶圓,，自動清洗臺無法避免交叉污染的弊端。洗刷器也是采取旋轉(zhuǎn)噴淋的方式,，但配合機械擦拭，有高壓和軟噴霧等多種可調(diào)節(jié)模式,，用于適合以去離子水清洗的工藝中,， 包括鋸晶圓、晶圓磨薄,、晶圓拋光,、研磨、CVD等環(huán)節(jié)中,，尤其是在晶圓拋光后清洗中占有重要地位,。
單晶圓清洗設備與自動清洗臺在應用環(huán)節(jié)上沒有較大差異，兩者的主要區(qū)別在于清洗方式和精度上的要求,，以45nm為關鍵分界點,。簡單而言，自動清洗臺是多片同時清洗,，的優(yōu)勢在于設備成熟,、產(chǎn)能較高，而單晶圓清洗設備是逐片清洗,，優(yōu)勢在于清洗精度高,，背面、斜面及邊緣都能得到有效的清洗,，同時避免了晶圓片之間的交叉污染,。45nm之前，自動清洗臺即可以滿足清洗要求,，在目前仍然有所應用,；而在45以下的工藝節(jié)點，則依賴于單晶圓清洗設備達到清洗精度要求,。在未來工藝節(jié)點不斷減小的情況下,，單晶圓清洗設備是目前可預測技術(shù)下清洗設備的主流。
工藝節(jié)點縮小擠壓良率,，推動清洗設備需求提升,。隨著工藝節(jié)點的不斷縮小，經(jīng)濟效益要求半導體公司在清潔工藝上不斷突破，提高對于清潔設備的參數(shù)要求,。對于那些尋求先進工藝節(jié)點芯片生產(chǎn)方案的制造商來說,，有效的無損清潔將是一個重大挑戰(zhàn)，尤其是10nm,、7nm甚至更小的芯片,。為了擴展摩爾定律，芯片制造商必須能夠從不僅平坦的晶圓表面除去更小的隨機缺陷,，而且還要能夠適應更復雜,、更精細的3D芯片架構(gòu)，以免造成損害或材料損失,，從而降低產(chǎn)量和利潤,。
根據(jù)盛美半導體估計，就每月生產(chǎn)10萬片晶圓的20nm的DARM廠來說,，產(chǎn)量下降1％將導致每年利潤減少30至50百萬美元,，而邏輯芯片廠商的損失更高。此外,，產(chǎn)量的降低還將增加廠商原本已經(jīng)十分高昂的資本支出,。因而，工藝的優(yōu)化和控制是半導體生產(chǎn)制程的重中之重,，廠商對于半導體設備的要求也越來越高,，清洗步驟尤其如此。在20nm及以上領域,，清洗步驟數(shù)量超過所有工藝步驟數(shù)量的30%,。而從16/14nm節(jié)點開始，由3D晶體管結(jié)構(gòu),、前后端更復雜的集成,、EUV光刻等因素推動，工藝步驟的數(shù)量增加得非常明顯,，對清洗工藝和步驟的要求也將明顯增加,。
從全球市場銷售份額來看，單晶圓清洗設備在2008年之后超過自動清洗臺成為最主要的清洗設備,，而這一年正是行業(yè)引入45nm節(jié)點的時間,。根據(jù)ITRS，2007年至2008年是45nm工藝節(jié)點量產(chǎn)的開始,。松下,、英特爾、IBM,、三星等紛紛于此時段開始量產(chǎn)45nm,。2008年底,，中芯國際獲得了IBM批量生產(chǎn)45納米工藝的授權(quán)，成為中國首家向45nm邁進的中國半導體公司,。
并且,，在2008年前后兩個階段中，市場份額最高的清潔設備走勢均與半導體設備銷售額走勢保持一致,，體現(xiàn)出清洗設備需求的穩(wěn)定性,；并且在單晶圓清洗設備主導市場后，其占總體銷售額的比例明顯提升,，體現(xiàn)出單晶圓清洗設備和清洗工藝在半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的地位提升,。這一市場份額變遷是工藝節(jié)點不斷縮小的必然性結(jié)果。