喷淋式兆声喷头
单点喷淋式兆声清洗,无二次污染问题超高频超声波,频率可达3MHz清洗精度高,可去除0.2微米的污渍颗粒超低的声空化效应,不损伤器件表面无金属材质接触液体,无导电物质脱落风险腐性,可耐各种酸碱溶液及。
喷淋式兆声喷头是将兆声换能器嵌入到喷嘴中,以喷嘴的形式对被清洗物如晶圆等进行清洗。它的优势在于可点对点的直接对被清洗物表面进行处理,可让声能焦点直接处于被清洗物表面,然后再通过运动来实现整个二维平面的清洗。这种方式相比于槽式兆声清洗,其兆声转换效率更高,并且避免了槽式兆声清洗中声场强度随水槽液体深度变化而变化的问题,使被清洗物如晶圆表面获得的声能更均匀。另外,由于是喷嘴喷淋的方式,也不会发生像槽式清洗中水槽中的残留的脏污对被清洗物造成二次污染的问题。
贴合式兆声清洗头概述
槽式兆声清洗的优点在于其兆声换能器面积较大,可以大面积辐射兆声声场,从而更的进行清洗。但缺点是兆声声场在水槽中分布不均匀,距离换能器越远声强越弱,同时声能传递效率较低。喷淋式兆声清洗的优点在于可直接将兆声能量聚焦在清洗物表面,从而可通过运动清洗物和喷头实现清洗物表面均匀的声场分布,且声能传递效率较高。但喷淋式需要较大的清洗液流量,对清洗液浪费较大,并且喷淋式兆声换能器面积较小,从而声能辐射面积较小,清洗速度较慢。
贴合式兆声清洗是一种吸取了槽式和喷淋式两种兆声清洗的优点并摒弃了二者缺点的更优化的兆声清洗技术。它可以以相对大的面积直接将兆声声能均匀的传递到晶圆表面,具有非常高的传递效率和声场均匀性,同时非常节省清洗液。
超声波清洗原理
超声波是一种频率超出人类听觉范围20 kHz以上的声波。超声波的传播要依靠弹性介质,其传播时,使弹性介质中的粒子振荡,并通过介质按超声波的传播方向传递能量,这种波可分为纵向波和横向波。在固体内,两者都可以传送,而在气体和液体内,只有纵向波可以传送。超声波能够引起质点振动,质点振动的加速度与超声频率的平方成正比。因此,几十千赫兹的超声会产生极大的作用力,强超声波在液体中传播时,由于非线性作用,会产生声空化。在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力,对污层的直接反复冲击,一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中。气泡的振动也能对固体表面进行擦洗。气泡还能“钻入”裂缝中做振动,使污物脱落。对于有油脂性污物,由于超声空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱落。空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流,即所谓声流。他可使振动气泡表面存在很高的速度梯度和粘滞应力,促使清洗件表面污物的破坏和脱落,超声空化在固体和液体表面上所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层,腐蚀固体表面,增加搅拌作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。此外,超声振动在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击。
超声波清洗发展
近年来还出现了超声波清洗的一种特殊应用-超声波除垢。超声波除垢主要是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质在超声场的作用下的物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管、器壁形成积垢。作为超声清洗的特殊应用,超声防垢广泛应用在锅炉、热交换装置和管道防垢、除垢领域。