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在半導體制造邁入納米級節點的今天，清洗工藝正面臨一個根本性的矛盾：既要洗得足夠“凈"——清除深孔、溝槽中納米級的污染物；又要確保“不損傷"——避免高深寬比結構在清洗過程中倒塌。 傳統的清洗方案往往難以兩全，而日本Atomax二流體噴嘴憑借其5μm超細霧化與獨特抗堵設計，為這一矛盾提供了工程化的解決方案。
要理解Atomax的價值，首先需要看清傳統清洗在高精度場景下的失效機理。
隨著3D NAND技術從24層躍升至232層甚至更高，用于垂直堆疊存儲單元的溝道孔深寬比已普遍超過50:1，正在向70:1乃至100:1邁進。面對這樣的幾何結構，傳統單流體高壓水洗或普通二流體噴嘴產生的數十至百微米級液滴，會遇到兩個根本障礙：
表面張力屏障：大粒徑液滴進入深孔時，液體的表面張力會形成“橋接"效應，使液滴懸在孔口無法下沉至孔底。
陰影效應：即使部分液滴進入，經過深孔側壁的多次折射和反彈后，動能迅速衰減，孔底成為清洗“盲區"。
這種“夠不到"的困境，使得清洗液與孔底殘留的聚合物副產物無法有效接觸，微小顆粒一旦在深孔側壁沉積，最終將導致器件短路或功能失效。
“洗得凈"的另一面是“不損傷"。對于深寬比>50:1的細長結構，清洗和干燥過程中的毛細管力足以讓這些“細高柱"發生不可逆的倒塌。有研究指出，隨著半導體結構寬度持續縮小而高度未同比縮小，高深寬比結構本身極易因清洗過程中施加的力而斷裂或積攢能量，損壞的結構不僅不可操作，還會變成新的微粒來源，進一步降低良率。
問題的核心在于：傳統清洗方案為提升清潔力而增加壓力，往往會讓清洗能量的峰值觸及結構損壞的閾值，而Atomax要做的，正是在清潔力峰值與損壞閾值之間找到那個安全窗口（可參考文獻中描述的清洗能量與結構損傷的臨界關系）。
Atomax定制噴嘴之所以能破解這一矛盾，關鍵在于它從清洗介質的形態入手，實現了清洗方式從“沖淋"到“浸潤式覆蓋"的質變。
Atomax AM系列噴嘴采用外部混合渦流二流體技術——壓縮空氣與液體在噴嘴出口外部完成剪切破碎，可穩定產生平均粒徑僅5μm的超細液滴。
這一量級的變化是決定性的。5μm的液滴能夠輕松隨氣流進入深寬比>50:1的深孔內部，實現清洗液對深孔側壁和底部的全覆蓋式浸潤。這種“氣攜液滴"的輸送方式，使清洗液不再依賴自身動能沖擊，而是借助氣流作為載體，將微米級液滴“送入"傳統方式無法抵達的區域。測試數據表明，采用Atomax噴嘴的預清洗工藝可使晶圓表面0.1μm以上的顆粒污染物減少85%以上，蝕刻后清洗可使缺陷密度降低30%以上。
對于高深寬比結構，結構倒塌風險與顆粒殘留同樣致命。Atomax噴嘴允許通過獨立調節氣液壓力，精準控制噴霧的沖擊力。它可在有效去除亞微米級污染物的同時，不對晶圓表面精細結構造成物理損傷。
這種“溫和而精準"的特性，源于二流體霧化原理的本質——液滴本身粒徑微小，動能主要來自氣流攜帶而非高壓液體沖擊，因此不會像單流體高壓清洗那樣產生足以損傷結構的瞬時強沖擊力。Atomax正是借助這種技術路徑，在清潔力與結構安全之間找到了那個“甜蜜點"。
如果說5μm霧化解決了“怎么洗"的問題，那么Atomax的直通式大流道設計則解決了“能否持續穩定地洗"的問題。傳統噴嘴易因細小節流孔堵塞導致停機，而Atomax噴嘴內部為大口徑直通流道，無細小節流孔，僅由兩個核心部件構成，無需過濾器。這一設計使其能夠穩定處理含固體顆粒的漿料、高粘度液體，極大減少了因堵塞造成的產線停機時間。
| 應用場景 | 核心挑戰 | Atomax方案 | 實際成效 |
|---|---|---|---|
| 晶圓預清洗 | 去除0.1μm以上顆粒 | AM6/AM12，5μm超細霧化 | 顆粒去除率>85% |
| 蝕刻后清洗 | 清除復雜殘留聚合物 | AM系列協同，化學+物理雙重作用 | 缺陷密度降低>30% |
| 3D NAND深孔清洗 | 深寬比>50:1結構死角 | 5μm液滴氣攜滲透孔底 | 解決“陰影效應"，實現孔底有效清洗 |
Atomax定制噴嘴所實現的清洗精度質變，本質上是一次清洗理念的升級：從依賴“強力沖刷"轉向“精準浸潤"，從“粗放覆蓋"走向“微米級定點送達"。它用5μm的超細霧化突破了深孔清洗的物理極限，用可調的溫和沖擊力守護了高深寬比結構的安全，又用直通式抗堵設計保障了連續生產的穩定性。
在先進制程不斷逼近物理極限的今天，“洗得凈"與“不損傷"不再是二選一的難題——Atomax提供了一條兩者兼顧的可行路徑。
