兆声波清洗
兆声清洗是利⽤兆赫兹级别的超⾼频超声波能量去进⾏基材表⾯亚微⽶级颗粒的去除以及化学反应,相⽐于低频超声波空化效应,兆声波空化效应可清除更⼩的颗粒并且⼤幅降低对基材的损伤。单点喷淋式兆声清洗,可解决清洗液⼆次污染问题;极低的超声空化效应,不会对器件表⾯造成损伤;超⾼清洗精度,可去除物体表⾯0.2微⽶的污渍颗粒。全机采⽤全⾯抗腐蚀的不锈钢和钛材料结构,适应各种酸碱及有机溶剂。我司提供多种类型的兆声系统以⽤于CMP化学机械抛光、键合前清洗、掩膜清洗、显影、去胶、⾦属剥离、湿法刻蚀等多种领域。
兆声波清洗利用 1-10MHz 的高频声波在清洗液中产生物理化学效应,其核心机理包括:
- 空化效应:高频声波使液体产生疏密变化,形成直径约 2-10μm 的微小空化泡(传统超声波空化泡为 50-100μm)。这些空化泡在崩溃瞬间产生局部高温(约 5000K)和高压(500atm),同时伴随强烈的微射流(速度达 400m/s)。
- 声流效应:高频振动产生稳定的声学流动,促进清洗液在器件表面的质量传输。
- 辐射压力:声波产生的辐射压力(约 10-100Pa)有助于污染物脱离表面。
与传统超声波清洗的对比
| 特性 | 传统超声波清洗 | 兆声波清洗 |
|---|---|---|
| 频率范围 | 20 – 80 kHz | 800 kHz – 3 MHz |
| 核心机理 | 空化效应(气泡溃灭冲击) | 声流效应和粒子加速度 |
| 清洗力度 | 强力、宏观 | 温和、微观 |
| 颗粒去除能力 | 微米级(>1 μm) | 亚微米级(<0.1 μm) |
| 对工件损伤 | 可能损伤精细表面和锐利边缘 | 极低损伤,适合脆弱器件 |
| 均匀性 | 一般,存在驻波和死角 | 极好,声场分布均匀 |
| 典型应用 | 五金零件、眼镜、珠宝、实验室常规器皿 | 半导体晶圆、光学镜片、MEMS、精密医疗器械 |

主要应用领域
兆声波清洗几乎是半导体制造中晶圆清洗的标配,在以下关键步骤中不可或缺:
- 光刻后去除光刻胶和颗粒。
- 化学机械抛光后清洗抛光残留物和颗粒。
- 离子注入后清洗。
- 薄膜沉积前的基片表面清洁。
其他高端应用包括:
- 光学行业:清洗精密透镜、激光晶体、光纤连接器。
- 数据存储行业:清洗磁头、磁盘。
- 医疗设备:清洗心脏支架、手术工具、植入物。
- 科研领域:清洗实验室器皿、传感器芯片。
主要优势与特点
- 超高洁净度:能有效去除 0.1 μm 甚至更小的颗粒,这是传统超声波清洗难以达到的。
- 极低的损伤率:由于避免了剧烈的空化冲击,对精细、脆弱、有微结构的工件(如硅片上的晶体管、MEMS器件、镀膜镜片)几乎不会造成损伤。
- 均匀性:声场分布更均匀,没有超声波常见的“驻波”导致的清洗死角。
- 穿透性强:能更好地进入微小的缝隙和复杂结构。
- 减少化学依赖:强大的物理清洗能力可以降低对强效化学清洗剂的依赖,更环保。
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