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

在半導體制造過程中，從晶圓制造到芯片封裝，每個環(huán)節(jié)對潔凈度要求很高。哪怕微小至納米級的污染物，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，在多個關鍵工藝發(fā)揮著至關重要的作用。

一、超聲波/兆聲波清洗技術原理：聲波與流體力學的精密協(xié)同

1、Sonosys的清洗技術基于兩大核心機制：超聲波的空化效應與兆聲波的微射流效應。超聲波清洗通過40-80kHz的聲波在液體中產(chǎn)生微小氣泡，氣泡破裂時釋放的沖擊波可穿透晶圓表面微米級縫隙，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)動溶液分子形成瞬時速度達30cm/s的流體力學層，以聲壓梯度強制剝離小于0.2微米的顆粒，同時避免傳統(tǒng)空化效應對脆弱結(jié)構(gòu)的損傷。

2、這種技術組合實現(xiàn)了機械擦洗與化學清洗的雙重作用。例如，在光刻膠去除環(huán)節(jié)，兆聲波配合TMAH溶液可實現(xiàn)納米級清潔而不損傷電路；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，使鍵合強度提升30%以上。

二、半導體制造全流程應用：從晶圓到封裝的關鍵環(huán)節(jié)

1. 晶圓清洗

應用場景：用于去除晶圓表面的納米級顆粒、殘留光刻膠、化學機械拋光（CMP）后的漿料殘留等污染物。

技術優(yōu)勢：

高頻振動：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，可深入微小結(jié)構(gòu)（如FinFET、GAA晶體管）進行清潔，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。

減少化學品使用：結(jié)合兆聲波的物理清洗能力，可降低對強酸、強堿等化學試劑的依賴，符合綠色制造趨勢。

2. 光刻膠去除（Photoresist Stripping）

應用場景：在光刻工藝后，需要清除殘留的光刻膠，傳統(tǒng)濕法化學清洗可能無法全部去除處理亞微米級殘留。

技術優(yōu)勢：

高效剝離：兆聲波的空化效應可加速化學藥液與光刻膠的反應，縮短工藝時間。

保護底層結(jié)構(gòu)：高頻振動減少對脆弱材料（如低介電常數(shù)材料）的機械沖擊，避免損傷。

3. 化學機械拋光（CMP）后清洗

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

技術優(yōu)勢：

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，減少交叉污染風險。

4. 先進封裝中的應用

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

技術優(yōu)勢：

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：減少熱應力對封裝結(jié)構(gòu)的影響。

5. 蝕刻與沉積工藝的輔助

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

技術優(yōu)勢：

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的技術特點：智能化的設計與符合綠色生產(chǎn)要求

1. 模塊化設計：設備可集成到現(xiàn)有生產(chǎn)線，支持自動化（如與機械臂協(xié)同）。

2. 智能控制：實時監(jiān)測聲波能量、頻率和溫度，確保工藝穩(wěn)定。

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

與傳統(tǒng)清洗技術相比，德國Sonosys超聲波/兆聲波清洗技術優(yōu)勢顯著。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易對半導體敏感元件造成物理損傷。而Sonosys的高頻兆聲波技術，實現(xiàn)無接觸式清洗，通過液體傳遞能量，減少對精密部件的潛在損害。此外，德國Sonosys超聲波/兆聲波清洗技術具備多種頻率選擇，可根據(jù)不同半導體材料與污染物特性，精準匹配清洗頻率，確保高效且針對性的清洗效果，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良品率 ，降低企業(yè)的運行成本。