清洗設(shè)備干燥方式

通過去離子水清洗后， 需要在**短的時(shí)間里把晶圓表面的水分去除， 全自動(dòng)清洗**器工作原理而且去除后晶圓的外表不要有任何水痕， 否則會(huì)降低晶圓的良率。 半導(dǎo)體生產(chǎn)上常采用以下幾種干燥方式：旋轉(zhuǎn)甩干、熱氮?dú)夂娓?、異丙醇慢提拉干燥?nbsp;

目前對(duì)晶圓的清洗以及脫水處理方式主要有旋轉(zhuǎn)沖洗、離心甩干和氮?dú)夂娓扇N工藝，該工藝主要用于在潔凈度上要求很高的晶圓的沖洗干燥， 這種工藝雖然簡(jiǎn)單， 但清洗甩干效果好， 所以從發(fā)明帶現(xiàn)在的幾十年里一直被廣泛使用。這種工藝的**重要的地方有以下幾點(diǎn)：一邊使晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)一邊清洗，然后快速旋轉(zhuǎn)而甩干， 同時(shí)加入熱的氮?dú)獯偈咕?/p>

詳解刻蝕清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

b． 熱氮?dú)夂娓煞绞?/p>

熱氮?dú)夂娓刹鄄捎昧送盃畹募訜岵劢Y(jié)構(gòu)，氮?dú)馔ㄟ^在線加熱器加熱后從槽體頂部周邊噴淋下來，在槽體底部安裝有可以調(diào)節(jié)的排水以及排氣的結(jié)構(gòu)。其工作原理見圖4。

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圖4 熱N2 烘干槽工作原理圖

 IPA 慢提拉干燥方式

其利用了水易于溶于IPA 溶液的特點(diǎn)，全自動(dòng)清洗**器工作原理先要把晶圓放在異丙醇中使晶圓進(jìn)行預(yù)脫水，預(yù)脫水后再將其放入裝有 IPA溶液的槽體底部， 該槽體底部帶有一個(gè)加熱裝置， 而且該加熱裝置是可控制的， 它可將液體的異丙醇加熱成熱的異丙醇蒸汽。 在槽體的上部安裝有冷凝管， 它可使揮發(fā)的異丙醇?xì)怏w冷卻成液體的異丙醇， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)異丙醇的循環(huán)利用； 并且在此槽體里裝有緩慢上升的機(jī)械裝置，可將硅片緩慢提升到熱的IPA 蒸汽里并使硅片干燥。其工作原理如圖5所示。

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 Marangoni dryers干燥

該干燥方式利用了硅片表面張力的梯度變化原理， 達(dá)到使晶圓干燥的目的。 先用流動(dòng)的去離子水在晶圓外表面產(chǎn)生很薄的一層水膜，之后再通入大量的異丙醇?xì)怏w把晶圓上的水層去掉，從而使硅片干燥。這種工藝重中之重是要控制去離子水層和異丙醇?xì)怏w層在硅片表面移動(dòng)的快慢。工作原理如圖6所示。 目前半導(dǎo)體工廠里常用的移動(dòng)速度是 1－－1．5mm／s，現(xiàn)在還有一種好的方法是增加去離子水兆省噴頭并且控制移動(dòng)速度在0．3－－2．5mm／s．這種方式一般用于高端的單片腐蝕清洗上。

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目前， 由于清洗效率、 清洗工藝和操作工**健康等因素的考慮， 半導(dǎo)體工廠里越來越多的使用全自動(dòng)清洗設(shè)備。這種系統(tǒng)將以上所提及的清洗技術(shù)有機(jī)的集成在一個(gè)封閉的機(jī)臺(tái)里，利用自動(dòng)機(jī)器手臂在各酸槽以及水槽和干燥槽之間進(jìn)行晶舟的傳遞并協(xié)助清洗以及干燥等過程。 **近幾年來， 由于集成電路關(guān)鍵尺寸的不斷縮小和對(duì)硅片背面保護(hù)的需要，業(yè)界研發(fā)了一種用不同酸液一邊噴淋清洗旋轉(zhuǎn)著的硅片的單片清洗技術(shù)。因?yàn)榍逑垂杵枰喾N酸堿刻蝕液以及清洗液共同作用， 如果只使用單腔單層的清洗方式和清洗工藝， 那么各種溶液就會(huì)相互融合而不能回收再使用， 從而增加了半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠的使用成本， 后來的單片清洗機(jī)臺(tái)已升級(jí)為單腔多層的機(jī)臺(tái)類型。該腔體結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。

詳解刻蝕清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

有多種溶液在一個(gè)反應(yīng)腔里相繼進(jìn)行腐蝕清洗工作。該設(shè)備里配有承接晶片的承片臺(tái)， 它載著硅片變換不同的高度。 在不同高度處， 會(huì)有不同的溶液噴到正在旋轉(zhuǎn)的晶片表面，完成特定的功能后按不同的溶液回收到不同的回收區(qū)域，酸液即可被循環(huán)使用。