超声波清洗机在半导体器件清洗中的应用极为广泛，其、非接触的特性尤其适合精密元件。以下是其工作原理与操作要点：

清洗原理

超声波清洗依赖高频振动（通常40kHz-200kHz）在液体中产生空化效应。微小气泡在压力变化中剧烈，释放冲击力，可剥离器件表面纳米级污染物（如颗粒、有机残留、金属离子等），同时避免机械摩擦损伤。

关键操作步骤

1. 预处理

清洗前需去除大颗粒污染物。采用氮气吹扫或低功率预清洗，避免超声阶段颗粒划伤表面。

2. 清洗液选择

* 去离子水：适用于去除水溶性污染物，需搭配表面活性剂增果。

* ：如异（IPA）或半导体清洗剂，用于油脂、光刻胶残留。

* 弱酸/碱溶液：针对金属离子污染，需严格控制浓度与pH值（通常pH 5-8）。

3. 参数优化

* 频率：高频（80-200kHz）穿透力弱但空化密集，适合精细结构（如晶圆线路）；低频（40kHz）冲击力强，用于封装后器件。

* 功率：通常设定为0.5-1.5W/cm²，高功率可能诱发微裂纹。

* 时间：3-10分钟，超时易导致空蚀或结构疲劳。

* 温度：40-60℃可提升清洗剂活性，但需避开材料玻璃化转变点。

4. 后处理

* 漂洗：用超纯水或溶剂多级漂洗，减少交叉污染。

* 干燥：离心甩干结合氮气吹扫，或真空干燥（避免热应力）。

注意事项

- 静电防护：清洗槽需接地，液体导电率＞1μS/cm以防静穿。

- 材料兼容性：GaAs等化合物半导体对酸碱敏感，需选择中性溶液。

- 晶圆减薄工艺：厚度＜100μm的晶圆需降低功率30%以上。

- 兆声波辅助：部分设备结合0.8-1.2MHz兆声波，增强纳米级污染去除。

半导体厂商需根据器件结构（如FinFET、3D NAND）定制清洗方案，并通过SEM/EDS验证洁净度，确保不影响电性能与可靠性。