超聲波可以清洗晶圓，且在半導體制造中是一種重要且廣泛應用的清洗技術。以下是其適用性、原理及關鍵技術要點：

1. 超聲波清洗晶圓的可行性

核心原理：
超聲波通過換能器在清洗液中產生高頻振動（通常25-40kHz），形成“空化效應”。微小氣泡在負壓下膨脹破裂，釋放高能沖擊波和微射流，剝離晶圓表面的顆粒、有機物及金屬污染物。

優勢：

高效去污：可深入晶圓表面細微結構（如圖案化區域），去除亞微米級顆粒和化學殘留。

非接觸式清洗：避免機械摩擦對晶圓表面的損傷，適用于脆性硅片或光刻圖案。

溫和條件：通過調整頻率、功率和時間，可在不破壞晶圓特性的前提下實現深層清潔。

2. 關鍵技術參數與工藝設計

（1）頻率選擇

典型范圍：25-40kHz（高頻更溫和，適合精密結構）；低頻（如20kHz）可能用于重污染清洗。

作用：高頻超聲波可精準控制能量，減少對晶圓邊緣或薄弱區域的損傷。

（2）清洗液匹配

常用溶液：

去離子水（DI Water）：基礎漂洗，去除顆粒殘留。

酸性/堿性溶液：如SC-1（NH?OH/H?O?）或SC-2（HCl/H?O?），配合超聲波增強化學反應。

氟化物溶液（如DHF）：去除自然氧化層，需嚴格控制濃度以避免腐蝕。

要求：清洗液需與晶圓材料兼容，避免引入二次污染（如金屬離子）。

（3）工藝步驟

預清洗：兆聲波+DI水初步去除顆粒。

化學清洗：超聲波結合SC-1/SC-2溶液，分解有機物和金屬污染物。

漂洗：多級DI水超聲漂洗，去除化學殘留。

干燥：氮氣吹掃或IPA置換干燥，防止水漬殘留。

3. 注意事項與局限性

潛在風險：

表面損傷：若頻率過低或時間過長，空化效應可能產生微裂紋或劃痕。

顆粒二次沉積：清洗后需立即漂洗，避免脫落顆粒重新附著。

設備要求：

清洗槽需采用耐腐蝕材料（如PFA、PTFE），并配備恒溫系統（溫度控制≤60℃）。

需定期維護換能器，避免振動不均勻導致局部清洗失效。

超聲波清洗是晶圓清洗的核心技術之一，通過空化效應實現高效、無損的深層清潔。其成功應用依賴于頻率調控、清洗液匹配和工藝優化，同時需結合兆聲波、化學濕法和干燥技術，確保晶圓表面潔凈度和完整性。