硅片超聲波清洗機(jī)并不是單純靠"水沖"，而是利用超聲波在清洗液中產(chǎn)生空化效應(yīng)，使微小氣泡破裂時(shí)形成微射流和沖擊波，把硅片表面及微結(jié)構(gòu)中的污染物剝離下來。它實(shí)際處理的污染物，大致可以歸為四類。

1.顆粒污染物
硅片在切片、研磨、拋光、刻蝕、CMP等工序后，表面容易附著硅粉、磨料顆粒、光刻膠碎屑、刻蝕副產(chǎn)物和潔凈室粉塵。這些顆粒會(huì)通過范德華力、靜電作用或化學(xué)吸附附著在表面，影響后續(xù)鍍膜、光刻和鍵合質(zhì)量。超聲波清洗能有效剝離較大顆粒；對(duì)于亞微米級(jí)顆粒，則常配合兆聲波、表面活性劑使用。

2.有機(jī)污染物
包括油脂、人體皮脂、設(shè)備潤滑劑、光刻膠殘留、顯影副產(chǎn)物、聚合物膜和氣載有機(jī)分子。有機(jī)物一旦形成薄膜，會(huì)阻礙清洗液與硅片表面接觸，也會(huì)降低后續(xù)工藝的均勻性。超聲波清洗通常與丙酮、異丙醇或臭氧水等配合，先溶解或氧化有機(jī)物，再通過空化作用將其剝離。

3.金屬離子污染物
硅片表面可能吸附鐵、銅、鈉、鎳、鋁等金屬雜質(zhì)，它們可能來自藥液、設(shè)備、環(huán)境或前道工序。金屬離子會(huì)影響器件電學(xué)性能，甚至造成漏電和可靠性下降。超聲波在這里更多起輔助作用，通常需配合HCl-H2O2體系、螯合劑或酸性漂洗，使金屬離子溶解、絡(luò)合并被帶走。

4.自然氧化層和部分工藝殘留膜
硅片暴露在空氣或水中時(shí)，表面會(huì)自發(fā)形成極薄氧化層；RCA清洗中某些步驟也會(huì)生成化學(xué)氧化層。超聲波本身不能"溶解"氧化層，但可配合稀釋HF或緩沖氧化物刻蝕液，提高界面反應(yīng)均勻性，幫助去除氧化層和界面殘留。

從應(yīng)用節(jié)點(diǎn)看，硅片超聲波清洗機(jī)常用于拋光后清洗、擴(kuò)散前清洗、氧化前清洗、光刻后去膠、刻蝕后清洗、CMP后清洗以及離子注入后清洗等。但需要注意的是，先進(jìn)制程中圖形越來越精細(xì)，低頻超聲可能對(duì)薄弱結(jié)構(gòu)造成損傷，因此高深寬比結(jié)構(gòu)或納米級(jí)圖形更多會(huì)采用兆聲波、單片噴淋、超臨界CO?或等離子清洗等低損傷方案。

簡言之，硅片超聲波清洗機(jī)主要"洗"的是顆粒、有機(jī)物、金屬離子和表面殘留膜；但它通常不是單獨(dú)工作，而是與去離子水、酸堿藥液、兆聲波、漂洗和干燥共同組成一套濕法清洗體系。