半導(dǎo)體工藝之PVA刷擦洗 聚VA刷摩擦分析

引言

本文簡要綜述了所提出的清洗機制。然后介紹了聚VA刷摩擦分析結(jié)果。在摩擦分析中，刷的粘彈性行為、平板的表面潤濕性以及刷的變形是重要的。此外，我們還介紹了PVA電刷和接觸面之間真實接觸面積的可視化結(jié)果。在半導(dǎo)體器件制造過程中，這次的專題“清洗與凈化”是一個非常重要的事項?；旧习雽?dǎo)體工廠都是潔凈室，各種工藝都是在極度受控的環(huán)境下使用的。

實驗

用PVA刷摩擦表面的清洗機構(gòu)并不那么簡單。那是因為使含有非常多液體的刷子在表面移動，因此提出了如圖1所示的各種清洗模型。用液體和固體去除表面存在的粒子，為正混相流。

圖1 粒子移動模型
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另外，在這樣的干洗中，據(jù)說粒子的除去性會根據(jù)進行 洗滌的高分子（洗滌工具）、要除去的粒子、以及被洗滌物 表面各自之間的分子間力的大小的不同、該高分子的形狀而發(fā)生變化。例如對附著有二氧化硅粒子的PMMA平 面（被清洗物）進行清洗。面向壁虎自清潔機 制的闡明，報道了活躍的研究成果“3-7”O(jiān)在利用模擬 它們的高分子進行干洗（不使用液體的干燥狀態(tài)下的粒子 除去）中，圖2中顯示。

圖2 加載-拖動-卸載運動中的干清潔

圖3顯示的是利用測壓元件在板上壓縮PVA電 刷時的垂直力FX和變形的關(guān)系。壓入以應(yīng)變 進行0.1次，壓入后維持其變形30秒鐘，然后 重復(fù)進一步壓入的動作。

圖3 P的常規(guī)和條紋關(guān)系

圖4用不同類型的PVA刷進行了屏蔽 碰撞后壓縮，與其碰撞速度v發(fā)生了 表示了與垂直力Fv的關(guān)系。如圖所示，垂直力 隨著諫度的增加急劇增加，根據(jù)條件的不同， 顯示出了比Fig.3所示的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮時大近10倍 的值。另外，其上升量強烈依賴于所含水移動 的難易程度。由于PVA刷一般由模具制成，因 此表面存在被稱為表層的氣孔率較小的層，水 難以通過該層。因此，用這種層復(fù)蓋的類型 a刷顯示出較高的垂直力，用水難以排出但能 夠移動的類型c刷顯示出中間程度的值，而用 水容易從沒有表層的部分排出的類型b刷則沒 有觀察到很高的垂直力“91。這樣，通過碰撞 可以產(chǎn)生較高的垂直載荷。

類型a

移動操作器
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圖4 壓縮速度von正規(guī)態(tài)度的效果 Fw

圖4壓縮速度V對正向力FN的影響。(a)實驗設(shè)置和PVA電刷，(b)FN和V的關(guān)系。PVA電刷的折動特性：對象物表面潤濕性的影響 在半導(dǎo)體制造工序中使用的PVA刷中，有被稱為輻刷，復(fù)蓋整個晶片，一邊在水平軸 上旋轉(zhuǎn)一邊使用的刷，也有薄板和塊形狀 的刷，根據(jù)情況，有時在鉛直軸上旋轉(zhuǎn)一 邊使用。其外觀圖如圖5所示。

圖5 聚乙烯醇刷子
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結(jié)果和討論

關(guān)于PVA刷的擦洗清洗，著眼于其剪切力進行了介紹。根據(jù)我們的實驗，PVA電刷滑動時電刷與表面處于接觸狀態(tài)，剪切力因板的潤濕性和電刷的變形狀態(tài)而有很大差異。另外，介紹了剪切力生成機構(gòu)模型。近年來，人們強烈希望進行非接觸式洗滌。另一方面，也有一些清洗手法很難改變，比如廣泛用于汽車、飛機等的雨刷技術(shù)。通過PVA刷的擦洗清潔也與超聲波、噴射清潔等共存，并且預(yù)期它們在適當(dāng)?shù)牟牧虾臀恢锰幚^續(xù)使用。因此，需要進一步闡明關(guān)于每種洗滌方法的詳細(xì)洗滌機制。

總結(jié)

根據(jù)阿蒙頓-庫侖定律，動摩擦是恒定的，而與滑動度無關(guān)。的確，鋁的結(jié)果，沒有看到轉(zhuǎn)速依賴性。另一方面，潤濕性越差的材料，剪切力隨轉(zhuǎn)數(shù)而變化。這被預(yù)測為來自真實接觸面積。已知真實接觸面積隨著接觸時間的推移而增加，預(yù)計具有較長弛豫時間的PVA刷也同樣增加真實接觸面積。因此，我們認(rèn)為，隨著轉(zhuǎn)速的增加，摩擦系數(shù)減小。另外，結(jié)節(jié)碰撞時水的行為也有差異。 預(yù)測這些也影響了摩擦力的差異。由于摩擦系數(shù)的值都大于0.5，即使液體粘度增加，摩擦系數(shù)的值也不會改變]，并且在剪切力的時間序列數(shù)據(jù)中經(jīng)常觀察到粘滑現(xiàn)象，因此得出了PVA刷與表面直接接觸的結(jié)論。