德國(guó)Sonosys公司專注于兆聲波（Megasonic）技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，其兆聲波清洗技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域得到應(yīng)用廣泛，通過以高頻振動(dòng)與空化效應(yīng)結(jié)合的核心技術(shù)，為半導(dǎo)體制造提供了高精度清洗解決方案。

在半導(dǎo)體制造過程中，從晶圓制造到芯片封裝，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)潔凈度要求很高。哪怕微小至納米級(jí)的污染物，都可能影響芯片性能與成品率。而Sonosys 憑借其出色兆聲波清洗技術(shù)，在多個(gè)關(guān)鍵工藝發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

一、超聲波/兆聲波清洗技術(shù)原理：聲波與流體力學(xué)的精密協(xié)同

1、Sonosys的清洗技術(shù)基于兩大核心機(jī)制：超聲波的空化效應(yīng)與兆聲波的微射流效應(yīng)。超聲波清洗通過40-80kHz的聲波在液體中產(chǎn)生微小氣泡，氣泡破裂時(shí)釋放的沖擊波可穿透晶圓表面微米級(jí)縫隙，去除油污、粉塵等污染物。而兆聲波清洗則采用0.8-5MHz的高頻聲波，驅(qū)動(dòng)溶液分子形成瞬時(shí)速度達(dá)30cm/s的流體力學(xué)層，以聲壓梯度強(qiáng)制剝離小于0.2微米的顆粒，同時(shí)避免傳統(tǒng)空化效應(yīng)對(duì)脆弱結(jié)構(gòu)的損傷。

2、這種技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)了機(jī)械擦洗與化學(xué)清洗的雙重作用。例如，在光刻膠去除環(huán)節(jié)，兆聲波配合TMAH溶液可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)清潔而不損傷電路；在鍵合前處理中，超聲波清洗能提升芯片與基板的粘接可靠性，使鍵合強(qiáng)度提升30%以上。

二、半導(dǎo)體制造全流程應(yīng)用：從晶圓到封裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1. 晶圓清洗

應(yīng)用場(chǎng)景：用于去除晶圓表面的納米級(jí)顆粒、殘留光刻膠、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）后的漿料殘留等污染物。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高頻振動(dòng)：兆聲波頻率通常在800 kHz至3 MHz，比傳統(tǒng)超聲波更高，能產(chǎn)生更密集的聲波空化效應(yīng)，可深入微小結(jié)構(gòu)（如FinFET、GAA晶體管）進(jìn)行清潔，避免結(jié)構(gòu)損傷。

均勻性：通過精確控制聲波能量分布，減少晶圓表面清洗不均勻的問題，提升良率。

減少化學(xué)品使用：結(jié)合兆聲波的物理清洗能力，可降低對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等化學(xué)試劑的依賴，符合綠色制造趨勢(shì)。

2. 光刻膠去除（Photoresist Stripping）

應(yīng)用場(chǎng)景：在光刻工藝后，需要清除殘留的光刻膠，傳統(tǒng)濕法化學(xué)清洗可能無法全部去除處理亞微米級(jí)殘留。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高效剝離：兆聲波的空化效應(yīng)可加速化學(xué)藥液與光刻膠的反應(yīng)，縮短工藝時(shí)間。

保護(hù)底層結(jié)構(gòu)：高頻振動(dòng)減少對(duì)脆弱材料（如低介電常數(shù)材料）的機(jī)械沖擊，避免損傷。

3. 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）后清洗

應(yīng)用場(chǎng)景：CMP后晶圓表面會(huì)殘留金屬顆粒（如銅、鎢）和拋光液，需要清潔以避免后續(xù)工藝缺陷。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高效去除納米顆粒：兆聲波可清除傳統(tǒng)清洗難以處理的亞微米級(jí)顆粒，降低缺陷率。

兼容多種材料：適用于硅、金屬、介質(zhì)層等多種表面，減少交叉污染風(fēng)險(xiǎn)。

4. 先進(jìn)封裝中的應(yīng)用

應(yīng)用場(chǎng)景：在3D封裝、TSV（硅通孔）等先進(jìn)封裝工藝中，清洗微孔和窄縫結(jié)構(gòu)的污染物。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高深寬比結(jié)構(gòu)清潔：兆聲波可穿透高深寬比的微孔，去除內(nèi)部殘留，確保電連接可靠性。

低溫工藝：減少熱應(yīng)力對(duì)封裝結(jié)構(gòu)的影響。

5. 蝕刻與沉積工藝的輔助

應(yīng)用場(chǎng)景：在干法蝕刻或沉積后，兆聲波用于去除副產(chǎn)物或未反應(yīng)的殘留物。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

提升工藝一致性：通過精確控制聲波參數(shù)，優(yōu)化表面狀態(tài)，提升薄膜沉積或蝕刻的均勻性。

三、Sonosys的技術(shù)特點(diǎn)：智能化的設(shè)計(jì)與符合綠色生產(chǎn)要求

1. 模塊化設(shè)計(jì)：設(shè)備可集成到現(xiàn)有生產(chǎn)線，支持自動(dòng)化（如與機(jī)械臂協(xié)同）。

2. 智能控制：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)聲波能量、頻率和溫度，確保工藝穩(wěn)定。

3. 環(huán)保節(jié)能：減少化學(xué)品消耗和廢水處理成本，符合半導(dǎo)體行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

與傳統(tǒng)清洗技術(shù)相比，德國(guó)Sonosys超聲波/兆聲波清洗技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。傳統(tǒng)超聲清洗頻率較低，產(chǎn)生的較大空化氣泡在塌陷時(shí)易對(duì)半導(dǎo)體敏感元件造成物理損傷。而Sonosys的高頻兆聲波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無接觸式清洗，通過液體傳遞能量，減少對(duì)精密部件的潛在損害。此外，德國(guó)Sonosys超聲波/兆聲波清洗技術(shù)具備多種頻率選擇，可根據(jù)不同半導(dǎo)體材料與污染物特性，精準(zhǔn)匹配清洗頻率，確保高效且針對(duì)性的清洗效果，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良品率 ，降低企業(yè)的運(yùn)行成本。