最後更新:2026年10月8日清洗晶圓清洗中國大陸:兆声波清洗

Megasonic 清洗(兆音波清洗)是什麼

Megasonic Cleaning

Megasonic 清洗是對清洗液施加0.8~3MHz頻帶的高頻音波,藉由聲流使晶圓表面微粒剝離的物理清洗。雖然比數十kHz的超音波溫和,但空化氣泡的崩潰仍會使微細圖形崩塌。使音場在空間上均勻化的 SAPS,以及以脈衝化抑制氣泡成長的 TEBO,已作為兼顧清洗力與損傷的對策而實用化。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

Megasonic 清洗(兆音波清洗)是對清洗液施加0.8~3MHz左右的高頻音波,以其聲能使晶圓表面微粒剝離的物理清洗方法。相對於數十kHz的超音波清洗是以劇烈的空化(cavitation,氣泡的生成與崩潰)進行清洗,Megasonic 因頻率較高,空化較為溫和,主要作用來自聲流(acoustic streaming)。

微粒的粒徑愈小,去除所需的力相對於附著力(凡得瓦力)的比值就愈不利。單靠藥液的化學作用無法完全剝除數十nm的微粒,因此需要聲能提供物理輔助。Megasonic 能使表面附近形成的聲學邊界層變薄,提高作用於微粒的流體力,進而提升去除效率。

最大的課題是圖形損傷。空化氣泡在微細結構附近崩潰時,會局部產生很大的衝擊壓力,使細線或柱狀結構崩塌、破損。頻率愈高空化愈弱,但去除力也會下降,因此如何突破清洗力與損傷之間的權衡,是這項技術的本質課題。

對此,各公司的解答是對音場進行時間與空間上的控制。ACM Research 的 SAPS(空間交替相移)交替改變換能器的相位,使音場在空間上均勻化;TEBO 則以短脈衝施加音波,在氣泡成長之前即停止,即使是高深寬比圖形也能抑制損傷。降低液中溶解氣體濃度、以抑制空化本身的運用方式也會併用。

適用範圍很廣,包括曝光前與沉積前的微粒去除、CMP 後清洗、批次槽中的一次清洗等。在單片清洗設備中以 Megasonic 噴嘴形式、在批次設備中則以換能器形式裝設於槽的底面或側面。

Megasonic 清洗(兆音波清洗)的常見問題

超音波清洗與 Megasonic 清洗有什麼不同?
差別在於頻率。數十kHz的超音波以劇烈的空化進行清洗,但其衝擊會破壞微細圖形。0.8~3MHz頻帶的 Megasonic 空化較溫和,主要作用來自聲流產生的流體力,因此可應用於半導體晶圓。
SAPS 與 TEBO 是什麼?
是用來抑制 Megasonic 損傷的音場控制技術。SAPS 交替改變換能器的相位,使音場在空間上均勻化;TEBO 則以短脈衝施加音波,在氣泡成長之前即停止。兩者的目的都是在避免高深寬比圖形崩塌的同時確保清洗力。
為什麼只靠化學清洗不夠?
因為微粒愈小,去除所需的力相對於附著力的比值就愈不利。數十nm的微粒單靠藥液的化學作用無法完全剝除,需要聲能提供物理輔助。

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