声波是声音的传播形式,声波是一种机械波,由声源振动产生,人耳可以听到的声波的频率一般在20Hz(赫兹)至20kHz之间。
声音始于空气质点的振动,这些振动一起推动邻近的空气分子,而轻微增加空气压力。压力下的空气分子随后推动周围的空气分子,后者又推动下一组分子,依此类推。高压区域穿过空气时,在后面留下低压区域。当这些压力波的变化到达人耳时,会振动耳中的神经末梢,我们将这些振动听为声音。
声波在不同的介质中传播速度显著不同 -百度百科
- 空气:常温常压下声波速度是344m/s
- 淡水:为1430m/s
- 海水:1500m/s
- 钢铁:5800m/s
- 铝:6400m/s
- 石英玻璃:5370m/s
- 橡胶:30-50m/s。
介质的温度、压力变化,声速也随着改变。通常所指的常温是指20℃时的气温,当气温降到零度,声波在空气中传播的速度则将为331.5m/s,而气温每升高1℃,声速就增加0.607m/s。
根据声波频率的不同,可以分为以下几类:-百度百科
- 频率低于20Hz的声波称为次声波或超低声;
- 频率20Hz~20kHz的声波称为可闻声;
- 频率20kHz~1GHz的声波称为超声波;
- 频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声。
声波示意图
超声波是一种波长极短的机械波 @ 横波,衍射能力差,各向异性良好,易散射。它必须依靠介质进行传播,无法在真空中传播。可用于清洗、碎石、杀菌消毒等。
网络图片
横向波-S波:
- 波的传播方向和质点震动方向垂直
- 固体中可传播
- 气体和液体中不可传播
- 声音在气体和液体中不可传播
纵向波-P波:
- 波的传播方向和质点震动方向相同:
- 固体中可传播
- 气体和液体中可传播
声波是一种机械波 @ 横波,遵循机械能守恒原理。超声波也不例外,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。
基于气体和液体的可压缩性,导致横向波无法在气体和液体中传播。声波是一种机械能,能量是守恒的,但又无法传播,怎么办?是不是憋死了,不会的。
声波在液体中会引起质点振动,质点振动的加速度与超声频率的平方成正比,如果是超声波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。
超声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。简单来说,养过宠物的朋友清楚,比如小狗,在洗澡后必须赶紧擦干吹干,然后才能拉进房间。如果不擦干,会发生什么?狗狗会浑身抖动,然后水迹四射,满房间都是,让铲屎官非常火大。对,就是“抖”,超声波清洗就是类似的机理。
超声波清洗(ultrasonic cleaning)是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。
超声清洗箱
半导体工业中实际清洗过程通常会采用多种清洗介质,如:各种化学品和去离子水等,同时也会采用各种清洗方法:RCA清洗法、稀释化学法、 IMEC清洗法、单晶片清洗 等等
Screen官网
Honda-el官网
最后来聊聊,清洗什么,怎么清洗
颗粒,
- 颗粒主要是一些聚合物、抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒粘附在硅表面,影响下一工序几何特征的形成及电特性。根据颗粒与表面的粘附情况分析,其粘附力虽然表现出多样化,但主要是范德瓦尔斯吸引力,所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切,逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积,最终将其去除。
有机物
- 有机物杂质在IC制程中以多种形式存在,如人的皮肤油脂、净化室空气、机械油、硅树脂真空脂、光致抗蚀剂、清洗溶剂等。每种污染物对IC 制程都有不同程度的影响,通常在晶片表面形成有机物薄膜阻止清洗液到达晶片表面。因此有机物的去除常常在清洗工序的第一步进行。
金属污染物
- IC电路制造过程中采用金属互连材料将各个独立的器件连接起来,首先采用光刻、蚀刻的方法在绝缘层上制作接触窗口,再利用蒸发、溅射或化学汽相沉积(CVD)形成金属互连膜,如Al-Si,Cu等,通过蚀刻产生互连线,然后对沉积介质层进行化学机械抛光(CMP)。这个过程对IC制程也是一个潜在的污染过程,在形成金属互连的同时,也产生各种金属污染。必须采取相应的措施去除金属污染物。
原生氧化物及化学氧化物
- 硅原子非常容易在含氧气及水的环境下氧化形成氧化层,称为原生氧化层。硅晶圆经过SC-1和SC-2溶液清洗后,由于双氧水的强氧化力,在晶圆表面上会生成一层化学氧化层。为了确保闸极氧化层的品质,此表面氧化层必须在晶圆清洗过后加以去除。另外,在IC制程中采用化学汽相沉积法(CVD)沉积的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相应的清洗过程中有选择的去除。
敬请多多批评指正,谢谢!
注:部分内容来自网络,如有侵权请告知,谢谢
,