二流體清洗是將超純水(或藥液)與氮氣等高壓氣體在噴嘴內混合,使微細液滴以高速噴射至晶圓表面以去除微粒的物理清洗方法。由於是利用液滴撞擊表面時的動能剝除微粒,對於藥液化學反應難以去除的微粒也有效果。
決定清洗力的是液滴的大小、速度與數量密度。改變氣體壓力與液體流量的比值即可控制液滴粒徑與速度,調整清洗力與損傷之間的平衡。液滴愈大、愈快,去除力就愈高,但對圖形的衝擊也愈大,因此在微細結構中,噴嘴設計與參數調整會直接影響良率。
與 Megasonic 清洗的差異在於能量的傳遞路徑。Megasonic 是透過液體將聲能傳遞至整個表面,二流體則是將動能集中於噴嘴正下方的局部區域。因此二流體必須讓噴嘴在晶圓上掃描以處理整面,掃描速度與轉速的設計會左右面內均勻性。
適用場合包括光阻剝除後的殘留物去除、CMP 後清洗、背面與斜邊(bevel)部位的清洗等。特別是晶圓背面與邊緣,不像正面那樣受微細結構的限制,因此能施加強大物理力的二流體清洗特別有效。單片清洗設備中,二流體噴嘴與藥液噴嘴、沖洗噴嘴並列為標準配備。
課題仍是圖形損傷,以及噴嘴本身的發塵。液滴直接撞擊微細圖形就會造成崩塌,噴嘴內部的磨耗碎屑也可能成為新的微粒來源。噴嘴材質的選定與定期更換,以及依圖形世代放寬條件,是運用上的要點。