單晶片清洗中分散現(xiàn)象對清洗時間的影響

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力學(xué)和化學(xué)傳輸，結(jié)果表明在沖洗時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和從邊緣排出水溶液。研究了沖洗流中的流體動力學(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，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)是整個流體層的速度變化很大，平均速度在流動方向上也有變化。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)沖洗時間高度依賴于沿晶片表面的液體流動中發(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)沖洗時間比使用泰勒色散理論預(yù)測的時間短。因此，一個主要的結(jié)論是有必要表征短時間非泰勒制度下的分散效應(yīng)，以分析單個晶圓的清潔時間。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