超聲波清洗是應用超聲波在液體中的社會化作用、減速度作用及直進流作用對液體和污物間接、直接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而到達清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用使用得更多。

（1）直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳達方向發生活動的景象稱為直進流。聲波強度在每平方厘米為0.5瓦時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面發生活動，流速約為10cm/s。經過此直進流使被清洗物外表的微油污垢被攪拌，污垢外表的清洗液也發生對流溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度放慢，對污物的搬運起著很大的作用。

（2）減速度：液體粒子推進發生的減速度。關于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不清晰了，這時的清洗次要靠液體粒子超聲作用下的減速度撞擊粒子對污物停止超精細清洗。

（3）空化作用：空化作用就是超聲波以每秒20000次以上的緊縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體透射。在減壓力作用時，液體中發生真空核群泡的景象，在緊縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時發生弱小的沖擊力，由此剝離被清洗物外表的污垢，從而到達精細洗凈目的。

硅片經過不同工序加工后，其表面已受到嚴重沾污，一般講硅片表面沾污大致可分在三類： A. 有機雜質沾污： 可通過有機試劑的溶解作用，結合超聲波清洗技術來去除。B. 顆粒沾污：運用物理的方法可采機械擦洗或超聲波清洗技術來去除粒徑 ≥ 0.4 μm顆粒，利用兆聲波可去除 ≥ 0.2 μm顆粒。

超聲波去除顆粒的原理：

硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（約6nm呈親水性），該氧化膜又被NH4OH腐蝕，腐蝕后立即又發生氧化，氧化和腐蝕反復進行，因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內。

自然氧化膜約0.6nm厚，其與NH4OH、H2O2濃度及清洗液溫度無關。

SiO2的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而加快，其與H2O2的濃度無關。

Si的腐蝕速度，隨NH4OH的濃度升高而快，當到達某一濃度后為一定值，H2O2濃度越高這一值越小。  

NH4OH促進腐蝕，H2O2阻礙腐蝕。

若H2O2的濃度一定，NH4OH濃度越低，顆粒去除率也越低，如果同時降低H2O2濃度,可抑制顆粒的去除率的下降。

隨著清洗洗液溫度升高，顆粒去除率也提高，在一定溫度下可達最大值。

顆粒去除率與硅片表面腐蝕量有關，為確保顆粒的去除要有一 定量以上的腐蝕。  

超聲波清洗時，由于空化現象，只能去除 ≥ 0.4 μm 顆粒。兆聲清洗時，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除 ≥ 0.2 μm 顆粒，即使液溫下降到40℃也能得到與80℃超聲清洗去除顆粒的效果，而且又可避免超聲洗晶片產生損傷。

在清洗液中，硅表面為負電位，有些顆粒也為負電位，由于兩者的電的排斥力作用，可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正電位，由于兩者電的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。

硅片清洗完成后用大量去離水進行超聲波清洗，以排除溶液中的金屬離子。