單晶片清洗中分散現(xiàn)象對清洗時(shí)間的影響

摘要

硅晶片制造涉及許多濕法工藝，其中液體分布在整個(gè)晶片表面。在單晶片工具中，流體分配是至關(guān)重要的，它決定了清潔過程的均勻性。研究了沖洗流中的流體動(dòng)力學(xué)和化學(xué)傳輸，結(jié)果表明在沖洗時(shí)間的一般分析中必須考慮由于流體層上的非均勻速度而導(dǎo)致的徑向分散現(xiàn)象。文章全部詳情：壹叁叁伍捌零陸肆叁叁叁

介紹

更好地了解硅晶片制造中的濕法工藝對于提高清潔效率以及優(yōu)化水分配和工藝時(shí)間非常重要。在這里，我們專注于沖洗過程，執(zhí)行該過程是為了消除已分配在晶片表面的清潔溶液，并考慮代表單個(gè)晶片工具的情況。DIW（去離子水）的中心注入以及施加到系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)引起沿晶片表面的徑向流動(dòng)和從邊緣排出水溶液。研究了沖洗流中的流體動(dòng)力學(xué)和化學(xué)輸運(yùn)，重點(diǎn)研究了由穿過流體層的非均勻速度場引起的徑向分散現(xiàn)象。

流體動(dòng)力學(xué)和傳輸現(xiàn)象

在這項(xiàng)工作中，沖洗過程被分析為純水對水溶液的混溶置換。為簡單起見，化學(xué)物質(zhì)和殘留物被視為單一溶解的溶質(zhì)。如圖 1 所示，去離子水 (DIW) 從晶片和屏蔽板之間的中心注入。兩者都以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。區(qū)分了兩種主要配置（圖 1）。在第一種情況下，稱為密閉情況 (a)，流速足夠高，液體可以完全充滿晶片和屏蔽板之間的空間。第二個(gè)，稱為自由表面情況（b），對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度或屏蔽板高度足夠高以在晶片表面上形成自由表面流的情況。在這兩種情況下，液膜內(nèi)的速度場的特點(diǎn)是整個(gè)流體層的速度變化很大，平均速度在流動(dòng)方向上也有變化。如圖 2 所示，與平均速度恒定的經(jīng)典情況（例如（1））相比，這導(dǎo)致了原始色散現(xiàn)象。

結(jié)論

發(fā)現(xiàn)沖洗時(shí)間高度依賴于沿晶片表面的液體流動(dòng)中發(fā)生的分散現(xiàn)象。結(jié)果表明，晶片清潔條件的分散現(xiàn)象不符合泰勒制度，而是符合短時(shí)間制度。通過數(shù)值模擬研究了這種狀態(tài)，通常發(fā)現(xiàn)沖洗時(shí)間比使用泰勒色散理論預(yù)測的時(shí)間短。因此，一個(gè)主要的結(jié)論是有必要表征短時(shí)間非泰勒制度下的分散效應(yīng)，以分析單個(gè)晶圓的清潔時(shí)間。在目前的努力中，漂洗被研究為非水溶液被稀釋極限的水溶液的混溶置換。

審核編輯：符乾江