單晶圓清洗（Single-Wafer Cleaning）是將晶圓1片1片個別處理的清洗方式。與一次處理多片（25～50片）的批次式清洗不同，可針對每片晶圓進行精密的製程控制、防止交叉污染，並維持清洗液的新鮮度。此方式已成為先進邏輯節點（5nm以下）、EUV微影前後，以及需要高精度製程管理之步驟的標準做法，也是SCREEN Semiconductor Solutions以全球市占率第一（超過50%）傲視業界的領域。
以下整理單片式與批次式清洗的選擇基準。單片式的優勢：（1）晶圓之間的污染帶入、帶出降到最低，可實現極低的金屬污染；（2）清洗液用量降到最低，降低運轉成本；（3）可逐片最佳化製程參數（液溫、流量、轉速）；（4）容易導入適合3D結構（FinFET、GAA）微細圖形內部清洗的低表面張力製程。批次式的優勢：產能（每小時處理片數）高，可降低成熟節點的生產成本。
單晶圓清洗設備的代表產品有SCREEN的Everesta（SE系列）、東京威力科創（Cellesta）與科林研發（InVia）。最新的單晶圓清洗機採用多腔體架構，1台即可依序執行多道清洗製程（SPM→SC1→SC2→DHF→UPW→IPA乾燥）。SCREEN已在日本、台灣、韓國、美國的主要晶圓廠全球布局，主要客戶包括台積電、三星、英特爾等。
先進節點單晶圓清洗的技術課題，在於圖形內部的均勻清洗，以及防止乾燥時的圖形倒塌。如何讓清洗液滲入GAA奈米片電晶體的內部空間（奈米片之間的間隙）並去除殘留物，以及如何防止乾燥時表面張力造成奈米級結構變形，是主要研究主題。超臨界CO₂乾燥（Supercritical Drying）、冷凍乾燥、Ar置換乾燥等創新乾燥技術，正朝向搭載於單晶圓清洗機的方向開發中。
隨著製程往先進節點推進，單晶圓清洗設備市場持續成長。SCREEN Semiconductor Solutions的清洗設備營收中約7成來自單晶圓機台，是其營收（超過2000億日圓）的支柱。每當台積電、三星、英特爾、SK海力士新建或擴建先進晶圓廠，就會大量採購單晶圓清洗機。清洗步驟占晶圓製造製程30～50%的步驟數，設備的可靠度、產能與總持有成本（CoO）是選型的決定因素。