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納米級(jí)空化技術(shù)：日本Nalex ALBA-SONIC超聲波清洗機(jī)的精密清洗革命

發(fā)布時(shí)間： 2025-11-13　　點(diǎn)擊次數(shù)： 28次

　　當(dāng)精密制造進(jìn)入“納米時(shí)代”，傳統(tǒng)顆粒度指標(biāo)已從“微米級(jí)”下探至“百納米級(jí)”，常規(guī)超聲空化因氣泡尺寸過(guò)大、能量分布不均，難以去除亞微米-納米顆粒，且易造成表面微損傷。日本Nalex公司推出的ALBA-SONIC系列，通過(guò)“納米級(jí)空化”核心算法與硬件重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣泡直徑<200 nm、沖擊壓力可調(diào)，一舉打破“清潔度-損傷度”不可兼得的魔，正在半導(dǎo)體、光通訊、車(chē)載鏡頭等產(chǎn)線掀起精密清洗革命。

　　一、核心原理：把空化氣泡做到納米級(jí)

　　高頻-超高頻復(fù)合

　　ALBA-SONIC采用1.2 MHz主頻+2.4 MHz邊帶的“雙頻耦合”模式，高頻端在液體中形成過(guò)飽和聲壓，空化閾值提高，氣泡半徑R與頻率f成反比，理論直徑縮減至150–200 nm，可深入0.1 µm溝槽，對(duì)30 nm SiO?顆粒的去除率>99 %。

　　脈寬-間隙納米調(diào)控

　　通過(guò)10–100 ns級(jí)脈寬調(diào)制，使氣泡在“初生-坍縮”周期內(nèi)釋放的局部能量<0.1 pJ，僅為傳統(tǒng)40 kHz空化的1/500，實(shí)現(xiàn)“軟剝離”，避免High-k柵介電層微裂紋。

　　納米顆粒協(xié)同

　　槽液預(yù)混0.005 wt% PEG修飾SiO?納米球，其表面Zeta電位-40 mV，可吸附污染物并作為“二次空化核”，在1 MHz場(chǎng)中同步共振，提升納米顆粒捕獲概率2.3倍。

　　二、硬件架構(gòu)：三通道相位控制+石英沉浸式換能器

　　三通道獨(dú)立功放，相位差0–120°連續(xù)可調(diào)，可生成行波/駐波/渦旋波三場(chǎng)模式，消除清洗盲區(qū)；

　　6 mm厚熔融石英沉浸式振板，聲阻抗接近水，電聲轉(zhuǎn)換效率>92%，表面鍍ITO透明導(dǎo)電層，實(shí)現(xiàn)“可視化空化”監(jiān)控；

　　真空脫氣+恒溫±0.2 ℃閉環(huán)，確保液體含氧量<1 ppm，抑制氣泡合并，維持納米空化穩(wěn)定。

　　三、工藝驗(yàn)證超聲波清洗機(jī)

　　12英寸CMP后晶圓

　　傳統(tǒng)兆聲清洗后0.12 µm顆粒殘留58顆，引入ALBA-SONIC 90 s清洗后降至3顆，滿足先進(jìn)制程<10顆/片要求，表面粗糙度Ra增量<0.01 nm。

　　光通訊FA光纖端面

　　1.2 MHz行波模式去除亞微米Al?O?磨粒，端面激光回?fù)p由-45 dB降至-55 dB，器件插損合格率提升8%。

　　車(chē)載玻璃非球面鏡頭

　　2.4 MHz駐波+納米SiO?協(xié)同，對(duì)指紋-油膜混合污染一次洗凈，水滴角<5°，鍍膜前表面能達(dá)72 mN·m?¹，膜層附著力提高15%。

　　四、智能控制與數(shù)據(jù)追溯

　　7寸觸控屏實(shí)時(shí)顯示空化強(qiáng)度指數(shù)、顆粒去除率曲線，支持SECS-GEM協(xié)議，可與MES對(duì)接；

　　內(nèi)置AI異常識(shí)別：當(dāng)空化強(qiáng)度突降>10%，自動(dòng)報(bào)警并提示換能器老化或液體過(guò)飽和；

　　日志文件自動(dòng)生成CSV，含時(shí)間、頻率、功率、顆粒計(jì)數(shù)，滿足FDA 21 CFR Part 11電子記錄要求。

　　五、應(yīng)用前景

　　隨著3D NAND、GAA、Chiplet等微納結(jié)構(gòu)縱深比持續(xù)增大，ALBA-SONIC的納米級(jí)空化技術(shù)有望從晶圓級(jí)擴(kuò)展到先進(jìn)封裝、微光學(xué)、MEMS等領(lǐng)域，成為“后摩爾時(shí)代”超精密清洗的新基準(zhǔn)

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