在半导体制造、光学加工、精密仪器等高科技行业中，微纳米尺度的微粒污染是影响产品质量和成品率的关键问题。微粒清洗最早起源于半导体材料领域，过去几十年里一直是激光清洗研究的核心方向。相较于传统湿式清洗，激光清洗凭借精准、无损伤、无残留的优势，逐步解决了传统清洗的诸多痛点。激光如何实现微粒的高效清除？其应用场景有哪些突破？记者专访了顿磊激光公司资深专家，结合相关科研成果，为公众通俗解读。

“微粒与基底的黏附力主要由分子间作用力主导，微纳米尺度的微粒清洗难度极大，尤其随着半导体纳米制造特征尺寸不断缩小，对微粒清洗的精度要求也越来越高。”顿磊综述研究指出，短脉冲激光是微粒脱离基底材料的核心能量来源，为激光微粒清洗技术的发展提供了重要理论支撑。

专家表示，高科技行业常用的传统微粒清洗技术多为湿式清洗，包括机械刷洗、超声波清洗、气相清洗等，虽能去除大量微纳米微粒，但存在三大明显弊端：一是易损坏基底材料，二是化学残留物会造成二次污染，三是难以实现精准清洗。而激光清洗能全部或部分解决这些问题，成为微粒清洗的优选方案。

半导体领域的微粒清洗研究始终处于前沿。Tsai等人采用光纤激光照射浸在水中的晶圆背面，激光能量在硅片内产生激波，激波传入水中形成气泡流，借助冲击波和气泡流的协同作用，成功去除晶圆表面0.5微米的氧化铝颗粒。“这种湿式激光清洗方式，因晶圆与水接触，大幅降低了激光热损伤，所需激光功率不足50W，硅片温度升高不超过30℃，清洗效率极高。”专家补充道。

除半导体领域外，激光微粒清洗的应用逐步拓展到金属、玻璃、光学薄膜等多种材料。Zhang等人采用干式激光清洗和激光冲击波清洗两种方法，去除硅溶胶-凝胶光学薄膜中的微粒污染物，可在不损伤基底的前提下，清除SiO₂薄膜上10微米以下的SiO₂微粒，使薄膜透过率恢复至初始水平，且激光冲击波清洗效率更高、表面更均匀。

利用1064nm 光纤激光清洗镀金K9玻璃，通过激光击穿玻璃表面空气产生的冲击波，去除镀金膜上的SiO₂微粒，清洗率达90%以上，并明确了微粒位置、间隙距离与清洗率的关系。此外，紫外激光清洗还能有效去除大孔径采样光栅上的污染微粒，提高其激光损伤阈值，安全性和适用性优于化学清洗。

在精密光学加工领域，激光清洗也发挥着重要作用。磁流变抛光作为新型精密加工技术，虽能优化光学表面质量，但会残留污染微粒，传统流水、超声波清洗无法彻底去除，而激光清洗则能达到理想效果。Nilaya等人用不同波长的脉冲激光，成功从不锈钢表面去除半透明的CsNO₃微粒，为同类微粒清洗提供了参考。

针对凹槽、狭缝等特殊结构的微粒清洗难题，Yue等人提出了创新方案，将准分子激光聚焦在狭缝前方，使散焦光束传入狭缝，让侧壁吸收足够激光能量，成功清除了槽壁上直径约5微米的熔融二氧化硅微粒。

顿磊总结，目前科研人员已深入研究激光与物质的相互作用原理，探索出多种微粒清洗机制和优化方案，同时也客观指出，激光清洗仍存在一定局限性。随着技术不断迭代，激光微粒清洗将朝着更精准、更高效的方向发展，为高科技行业的高质量发展提供重要支撑。