兆声波清洗技术

超声波清洗技术之超声波清洗机是一种常见的高效快捷的物理清洗方法，其清洗效果显著且操作简单，最大程度降低了化学清洗过程中二次污染的可能性，而且对于复杂精密零部件也可以达到洗净目的，被广泛用于各种工业、航空航天、医疗等领域。超声波清洗机的原理是利用超声波在液体中的空化效应对物体表面的污渍进行去除剥离。

那什么是超声空化效应呢？超声波的高频机械振动在液体中会产生微小的气泡，这些微小气泡会迅速膨胀，然后突然闭合，在闭合时会产生强大的冲击波，这种膨胀、闭合、震荡的动力学过程就被称为超声波的“空化效应”。“空化效应”不仅为清洗过程中的化学、物理反应提供了足够的能量，且产生的瞬间高压不断地冲击清洗工件的表面，也使得被清洗物表面以及缝隙中的异物脏污被迅速剥离。超声波空化作用过强也会对物体表面造成一定损伤，如在对半导体器件、光学精密件等精密元器件的清洗中，由于器件表面有一些微结构，传统的超声波清洗就会对其表面造成一定程度的损坏。同时超声频率越高空化泡也越小，去除剥离杂质颗粒的粒径也越小，也就是清洗精度越高。传统的超声波换清洗换能器的频率都在20kHz-200kHz之间，此频率范围内的空化效应较大，会对精密元器件造成损坏，并且也很难清除1微米以下的杂质颗粒。

频率高于400kHz的超声波在液体中传播时，能使被清洗件表面附近形成速度梯度很大且极薄的声学边界层，其杂质粒子受到液体兆赫频的震荡作用从器件表面脱落，能够清洗掉元器件表面微米、亚微米级的杂质颗粒，实现超精密清洗过程。此外，高频超声波清洗机过程由于极低的空化效应，对被清洗件表面不会产生损伤，能够有效解决精密元器件清洗后造成的腐蚀或损伤破坏等现象。所以能发射兆赫兹级别的超声波装置被广泛应用于半导体制造领域，并且其除了有清洗作用外，还可以在化学机械抛光、显影、除胶、金属剥离、刻蚀等关键工艺中起到重要作用。兆赫兹级别频率下的超声波又常常被业内称为“兆声波”，所以在此频率段内的超声清洗也被称为兆声清洗。

兆声波清洗不但保存了超声波清洗的优点，而且克服了它的不足。兆声波清洗的机理是由高能(850kHz)频振效应并结合化学清洗剂的化学反应对硅片进行清洗的。在清洗时，由换能器发出波长为1μm频率为0.8兆赫的高能声波。溶液分子在这种声波的推动下作加速运动，最大瞬时速度可达到30cm/s。因此，形成不了超声波清洗那样的气泡,而只能以高速的流体波连续冲击晶片表面,使硅片表面附着的污染物的细小微粒被强制除去并进入到清洗液中。兆声波清洗抛光片可去掉晶片表面上小于0.2μm的粒子,起到超声波起不到的作用。这种方法能同时起到机械擦片和化学清洗两种方法的作用。目前兆声波清洗方法已成为抛光片清洗的一种有效方法。