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兆聲波清洗技術

超聲波清洗技術之超聲波清洗機是一種常見的高效快捷的物理清洗方法，其清洗效果顯著且操作簡單，最大程度降低了化學清洗過程中二次污染的可能性，而且對于復雜精密零部件也可以達到洗凈目的，被廣泛用于各種工業(yè)、航空航天、醫(yī)療等領域。超聲波清洗機的原理是利用超聲波在液體中的空化效應對物體表面的污漬進行去除剝離。

那什么是超聲空化效應呢？超聲波的高頻機械振動在液體中會產生微小的氣泡，這些微小氣泡會迅速膨脹，然后突然閉合，在閉合時會產生強大的沖擊波，這種膨脹、閉合、震蕩的動力學過程就被稱為超聲波的“空化效應”?！翱栈辈粌H為清洗過程中的化學、物理反應提供了足夠的能量，且產生的瞬間高壓不斷地沖擊清洗工件的表面，也使得被清洗物表面以及縫隙中的異物臟污被迅速剝離。超聲波空化作用過強也會對物體表面造成一定損傷，如在對半導體器件、光學精密件等精密元器件的清洗中，由于器件表面有一些微結構，傳統(tǒng)的超聲波清洗就會對其表面造成一定程度的損壞。同時超聲頻率越高空化泡也越小，去除剝離雜質顆粒的粒徑也越小，也就是清洗精度越高。傳統(tǒng)的超聲波換清洗換能器的頻率都在20kHz-200kHz之間，此頻率范圍內的空化效應較大，會對精密元器件造成損壞，并且也很難清除1微米以下的雜質顆粒。

頻率高于400kHz的超聲波在液體中傳播時，能使被清洗件表面附近形成速度梯度很大且極薄的聲學邊界層，其雜質粒子受到液體兆赫頻的震蕩作用從器件表面脫落，能夠清洗掉元器件表面微米、亞微米級的雜質顆粒，實現(xiàn)超精密清洗過程。此外，高頻超聲波清洗機過程由于極低的空化效應，對被清洗件表面不會產生損傷，能夠有效解決精密元器件清洗后造成的腐蝕或損傷破壞等現(xiàn)象。所以能發(fā)射兆赫茲級別的超聲波裝置被廣泛應用于半導體制造領域，并且其除了有清洗作用外，還可以在化學機械拋光、顯影、除膠、金屬剝離、刻蝕等關鍵工藝中起到重要作用。兆赫茲級別頻率下的超聲波又常常被業(yè)內稱為“兆聲波”，所以在此頻率段內的超聲清洗也被稱為兆聲清洗。

兆聲波清洗不但保存了超聲波清洗的優(yōu)點，而且克服了它的不足。兆聲波清洗的機理是由高能(850kHz)頻振效應并結合化學清洗劑的化學反應對硅片進行清洗的。在清洗時，由換能器發(fā)出波長為1μm頻率為0.8兆赫的高能聲波。溶液分子在這種聲波的推動下作加速運動，最大瞬時速度可達到30cm/s。因此，形成不了超聲波清洗那樣的氣泡,而只能以高速的流體波連續(xù)沖擊晶片表面,使硅片表面附著的污染物的細小微粒被強制除去并進入到清洗液中。兆聲波清洗拋光片可去掉晶片表面上小于0.2μm的粒子,起到超聲波起不到的作用。這種方法能同時起到機械擦片和化學清洗兩種方法的作用。目前兆聲波清洗方法已成為拋光片清洗的一種有效方法。