兆聲波清洗通過(guò)高頻振動(dòng)（通常0.8–1 MHz）在清洗液中產(chǎn)生均勻空化效應(yīng)，對(duì)晶圓表面顆粒具有高效去除能力。然而，其潛在損傷風(fēng)險(xiǎn)需結(jié)合工藝參數(shù)與材料特性綜合評(píng)估：

表面微結(jié)構(gòu)機(jī)械損傷

納米級(jí)劃痕與凹坑：兆聲波產(chǎn)生的微射流和聲流沖擊力可達(dá)數(shù)百M(fèi)Pa，若功率密度過(guò)高或作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能對(duì)晶圓表面造成微觀劃痕或局部腐蝕。

圖形結(jié)構(gòu)變形風(fēng)險(xiǎn)：對(duì)于高深寬比的3D NAND閃存結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)度聲波可能導(dǎo)致脆性介電層開(kāi)裂或金屬互連移位。

界面態(tài)退化與電荷陷阱

氧化層缺陷引入：在SiO?/Si界面處，聲波能量可能破壞原有鍵合結(jié)構(gòu)，形成懸掛鍵等缺陷態(tài)，增加界面態(tài)密度。

金屬離子污染加?。喝羟逑匆杭兌炔蛔悖茁暡〞?huì)加速金屬雜質(zhì)向硅基底的擴(kuò)散，導(dǎo)致器件漏電增加。

材料兼容性挑戰(zhàn)

光刻膠殘留碳化：針對(duì)厚膠剝離場(chǎng)景，單純依賴兆聲波可能造成膠體碳化附著，需配合氧等離子灰化實(shí)現(xiàn)完全去除。

化合物半導(dǎo)體敏感性：GaN、SiC等第三代半導(dǎo)體材料雖硬度較高，但其表面外延層仍可能因聲波共振出現(xiàn)位錯(cuò)增殖。

工藝不穩(wěn)定性誘因

溫度梯度應(yīng)力：快速升溫過(guò)程中伴隨聲波振動(dòng)，易引發(fā)多層膜結(jié)構(gòu)間的熱膨脹失配，導(dǎo)致薄膜剝落。

化學(xué)試劑協(xié)同效應(yīng)：當(dāng)與DHF等腐蝕性溶液聯(lián)用時(shí)，聲波空化作用會(huì)顯著增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率，增加過(guò)度蝕刻風(fēng)險(xiǎn)。

為降低上述損傷風(fēng)險(xiǎn)，建議采取以下優(yōu)化措施：采用脈沖式聲波輸出模式；精確控制清洗液溫度（±0.5℃）；選用低損傷型清洗劑配方；定期維護(hù)換能器振幅均勻性。實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體制程節(jié)點(diǎn)（如28nm以下邏輯芯片或3D NAND堆疊層數(shù)）調(diào)整工藝窗口，確保清洗效率與器件可靠性之間的平衡。