RCA超声波清洗机

超声波清洗是应用超声波在液体中的社会化作用、减速度作用及直进流作用对液体和污物间接、直接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而到达清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用使用得更多。

（1）直进流作用：超声波在液体中沿声的传达方向发生活动的景象称为直进流。声波强度在每平方厘米为0.5瓦时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面发生活动，流速约为10cm/s。经过此直进流使被清洗物外表的微油污垢被搅拌，污垢外表的清洗液也发生对流溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度放慢，对污物的搬运起着很大的作用。

（2）减速度：液体粒子推进发生的减速度。关于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不清晰了，这时的清洗次要靠液体粒子超声作用下的减速度撞击粒子对污物停止超精细清洗。

（3）空化作用：空化作用就是超声波以每秒20000次以上的紧缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体透射。在减压力作用时，液体中发生真空核群泡的景象，在紧缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时发生弱小的冲击力，由此剥离被清洗物外表的污垢，从而到达精细洗净目的。

硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类： A. 有机杂质沾污： 可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μm颗粒。

超声波去除颗粒的原理：

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。

自然氧化膜约0.6nm厚，其与NH4OH、H2O2浓度及清洗液温度无关。

SiO2的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而加快，其与H2O2的浓度无关。

Si的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而快，当到达某一浓度后为一定值，H2O2浓度越高这一值越小。  

NH4OH促进腐蚀，H2O2阻碍腐蚀。

若H2O2的浓度一定，NH4OH浓度越低，颗粒去除率也越低，如果同时降低H2O2浓度,可抑制颗粒的去除率的下降。

随着清洗洗液温度升高，颗粒去除率也提高，在一定温度下可达最大值。

颗粒去除率与硅片表面腐蚀量有关，为确保颗粒的去除要有一 定量以上的腐蚀。  

超声波清洗时，由于空化现象，只能去除 ≥ 0.4 μm 颗粒。兆声清洗时，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除 ≥ 0.2 μm 颗粒，即使液温下降到40℃也能得到与80℃超声清洗去除颗粒的效果，而且又可避免超声洗晶片产生损伤。

在清洗液中，硅表面为负电位，有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用，可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。

硅片清洗完成后用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。