德国 SONOSYS 兆声波清洗技术在半导体行业的应用

更新时间：2026-09-15

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芯片制造属于纳米级精密工艺，晶圆表面亚微米颗粒、有机残渣、抛光浆料残留，都会造成器件短路、图形失效，直接影响良率。传统低频超声波清洗冲击力强，极易损伤 FinFET、GAA 等先进制程的微小立体结构；槽式浸泡清洗还存在晶圆相互摩擦、药液消耗量大的短板。德国 SONOSYS Ultraschallsysteme GmbH 专注400kHz~9MHz 兆声波清洗技术，以可控微空化与声流效应为核心，为半导体单片湿法清洗提供无损高效的纳米颗粒去除方案，广泛应用于晶圆、光掩膜、MEMS、化合物半导体等精密基板清洗工序

一、SONOSYS 兆声波清洗原理

兆声波（Megasonic）属于高频声学清洗，区别于普通 20–400kHz 超声波。SONOSYS 换能器将高频电能转化为兆声波，通过去离子水或半导体清洗药液传递至基板表面，在液体内部形成微小空化气泡。气泡温和溃灭产生纳米级微射流和声流效应，如同无数 “纳米软毛刷"，剥离附着在基板表面的颗粒污染物。

高频特性：400kHz 至 9MHz 宽频覆盖，频率越高，空化气泡尺寸越小、冲击力越柔和，降低精细半导体结构坍塌风险；
能量可控：配套专用兆声波发生器，可精准调节输出功率，适配不同基板、不同工艺窗口；
两种硬件形态：喷嘴式（无槽单片喷淋）、浸入式换能板，可根据产线工艺选型集成。

整套系统由兆声波发生器、压电换能器（清洗头 / 喷嘴）、流体管路三部分组成，模块化设计，可直接集成到单片清洗设备腔体，适配半导体洁净车间。

二、半导体制造核心应用场景

1. 硅晶圆单片清洗（前道制程 & CMP 后清洗）

化学机械抛光 CMP 之后，晶圆表面残留大量抛光液颗粒、金属碎屑，是清洗重点工序。SONOSYS 喷嘴式兆声清洗采用定点喷淋方案，兆声波随去离子水喷射到旋转晶圆表面，高效去除纳米污染物，不会划伤晶圆表面精细线路。

优势：单片独立处理，无晶圆互相接触摩擦；可减少化学药液使用量，契合芯片厂绿色制造需求；均匀性好，降低片内清洗差异，提升良率。

2. 光刻掩膜版（光罩）清洗

光罩是光刻工序的 “底片"，微小颗粒污染会直接造成晶圆图案缺陷。光罩材质轻薄、结构精密，不能承受强冲击清洗。SONOSYS 兆声波温和清洗方案，可在不损伤掩膜铬层、抗反射涂层的前提下，去除表面微小颗粒与有机污染物，是光刻掩膜维护的关键工艺装备。

3. MEMS 与微结构器件清洗

MEMS 微机电传感器、微流控器件内部存在大量微米级沟槽、镂空结构，普通清洗方式难以进入缝隙，或者容易破坏悬臂、薄膜等脆弱微结构。SONOSYS 高频兆声波可以深入微小空腔，剥离内部残留颗粒与光刻胶残渣，在加速度传感器、压力传感器、射频 MEMS 器件生产中大量应用。

4. 化合物半导体基板清洗

碳化硅 SiC、氮化镓 GaN 等第三代半导体，多用于功率器件、射频芯片。这类薄衬底基板对机械损伤十分敏感，SONOSYS 兆声波清洗可完成外延前后的基板表面清洁，去除研磨颗粒，保障外延层生长质量。

5. 光学元件、精密衬底清洗

半导体配套光学镜片、载片基板，可利用 SONOSYS 兆声波去除亚微米粉尘，避免光学成像缺陷

三、SONOSYS 产品核心优势

宽频率覆盖：400kHz~9MHz，可根据器件结构选型，精细结构选用更高频率降低冲击；
模块化集成：SlimLine 喷嘴、浸入式换能板、兆声波发生器独立供货，设备厂商可直接嵌入自研单片清洗机，改造难度低；
低运维成本：喷嘴石英端面为可更换件，无需整体更换整套清洗模组；
洁净兼容：可兼容 DIW、APM 等半导体标准清洗药液，适配半导体洁净环境要求；
欧洲原厂技术：SONOSYS 深耕兆声波二十余年，是全球少数可提供 5MHz 以上超高频率兆声波清洗模组的厂商

四、行业价值总结

随着半导体制程不断向更小节点发展，芯片结构愈发精细，清洗工艺的 “去污能力" 与 “结构保护" 之间的平衡愈发重要。SONOSYS 兆声波清洗方案，凭借可控温和的高频微空化技术，解决传统清洗工艺的损伤难题，成为先进制程单片湿法清洗、MEMS、第三代半导体制造的关键配套设备，助力晶圆厂稳定控制颗粒缺陷，提升芯片生产良率。

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