3D NAND技术通过垂直堆叠存储单元来突破平面闪存的物理极限。2013年首1次量产时为24层，如今已迈入232层及以上的量产阶段，512层正在研发中，预计2027年将出现1032层的产品。堆叠层数的指数级增长，带来的是一个棘手的几何难题：用于形成垂直存储单元的沟道孔（Memory Hole），深宽比（HAR）已普遍超过50:1，甚至达到70:1乃至100:1。
在这种极1端深宽比结构面前，传统清洗方案彻1底失效：大粒径液滴无法渗透至深孔底部，形成清洗“阴影区"；而为了增加清洗力提升压力，又极易导致高深宽比结构在清洗或干燥过程中倒塌。微小颗粒一旦在深孔侧壁沉积或随工艺步骤被掩埋，最终将导致器件短路或功能失效，造成整片晶圆报废。
日本Atomax AM系列二流体喷嘴，凭借约5μm的超细雾化能力和无损清洗的精准冲击力控制，为上述难题提供了已被验证的工程化解决方案。
理解AM系列的价值，首先需要理解传统清洗在3D NAND深孔场景下的失效机理。
传统单流体高压水洗或普通二流体喷嘴产生的液滴粒径通常在数十微米至百微米级。面对深宽比>50:1的深孔，这些“大"液滴存在两个根本问题：
表面张力屏障：大液滴进入深孔时，液体表面张力会形成“桥接"效应，液滴悬在孔口而无法下沉至孔底，清洗液与孔底残留的聚合物副产物无法有效接触。
阴影效应：即使部分液滴进入，在深孔侧壁的多次折射和反弹中，液滴动能迅速衰减，孔底成为清洗“盲区"。
此外，光学检测工具对深孔内部颗粒的检出能力极为有限。标准自上而下的光学散射检测，颗粒信号会被多层膜堆的复杂背景噪声淹没，深孔内部直径<20nm的颗粒极难被在线检测发现。这意味着清洗环节必须做到足够彻1底，否则缺陷将在后续制程中被“埋葬"，无法挽回。
Atomax AM系列喷嘴采用了外部混合涡流二流体技术——压缩空气与液体在喷嘴外部混合剪切，破碎成均匀的超细雾滴。其平均雾化粒径约5μm，这一量级的变化带来了清洗能力的质变。
5μm的液滴可轻松随气流进入深宽比>50:1的深孔内部，实现清洗液对深孔侧壁和底部的全覆盖式浸润。这种“气携液滴"的输送方式，使得清洗液不再依赖自身的动能冲击，而是借助气流作为载体，将微米级液滴“送入"传统方式无法抵达的区域。
实际应用中，AM12型号喷嘴已成功解决FinFET及3D NAND高深宽比结构的清洗死角问题。
对于深宽比>50:1的结构，结构倒塌风险是仅次于颗粒残留的致命问题——清洗和干燥过程中的毛细力足以让这些“细高柱"倒塌。
AM系列通过独立调节气液压力，精准控制喷雾冲击力。数据显示，其可在有效去除0.1μm以上颗粒污染物的同时，不对晶圆表面精细结构造成物理损伤。这种“温和而精准"的清洗方式，是先进制程清洗工艺的核心诉求。
3D NAND深孔清洗需使用SC1、SC2等强酸碱清洗液，且清洗液中可能含有微量固体颗粒。传统喷嘴孔径细密，极易堵塞，不得不频繁停机维护。
AM系列采用直通式流道设计，流道直径较传统喷嘴扩大10~200倍，即使处理含固体颗粒的清洗液也能稳定运行。其维护间隔从传统喷嘴的8小时延长至72小时，这对晶圆厂产能保障意义重大。
AM系列覆盖多个流量段，分别对应不同清洗工序需求：
| 对应型号 | 流量范围 | 3D NAND典型清洗工序 | 核心价值 |
|---|---|---|---|
| AM6 | 0.1~5L/h | 光刻前清洗、CMP后温和清洗 | 超微量精确喷淋，清洗液/光刻胶耗材节约约30% |
| AM12 | 5~20L/h | 蚀刻后深孔残留物清洗（核心场景） | 超细雾滴渗透高深宽比孔洞，去除聚合物残留 |
| AM25/AM45 | 更大流量 | 晶圆预清洗、宏观颗粒去除 | 兼顾效率与精度，适用于清洗工序前段 |
| 核心工序 | 推荐型号 | 工艺效果与量化收益 |
|---|---|---|
| 蚀刻后深孔残留清洗 | AM12 | 超细雾滴渗透HAR深孔，清除聚合物副产物，缺陷密度降低约30% |
| 光刻前晶圆预清洗 | AM6/AM12 | 颗粒污染物去除率>85% |
| 光刻胶喷涂 | AM6 | 膜厚均匀性±1%，胶材耗材节约约30% |
3D NAND清洗中广泛使用SC1（NH₄OH+H₂O₂+H₂O）和SC2（HCl+H₂O₂+H₂O） 等强腐蚀性清洗液。AM系列除标配耐腐蚀的SUS316L不锈钢外，还可选配PEEK、PTFE等全非金属材质。
对于接触强酸碱药液的深孔清洗工序，建议必须选用非金属材质型号，以杜绝金属离子析出导致晶圆污染。
AM系列要发挥最佳效果，需注意以下要点：
气源纯净度要求：半导体场景下需使用超高纯氮气或洁净CDA，气源含油或颗粒将直接污染晶圆。
工艺参数需验证：喷嘴安装距离、喷射角度、晶圆旋转速度等参数需通过DOE实验优化匹配，设备集成有一定技术门槛。
非金属材质的必要性：接触强酸碱药液时，严禁使用金属款喷嘴，必须选PEEK/PTFE材质。
3D NAND向1000层以上演进的过程，本质上是持续挑战物理极限的过程，而深孔清洗正是其中最难逾越的壁垒之一。Atomax AM系列用5μm的超细雾化和精准的无损冲击力控制，为这个行业级难题提供了可量化、可验证的工程方案——从85%的颗粒去除率到30%的缺陷密度降低，这些数据背后，是晶圆良率的实质性提升。
