掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料
摘要??
? ? ? 在硅晶片的水加工中，晶片的干燥必須在每個(gè)加工步驟之后進(jìn)行。然而，目前使用的干燥工藝并不環(huán)保，即消耗了大量的溶劑和能量。為了滿足環(huán)境和經(jīng)濟(jì)要求，本文研究了一種基于清潔技術(shù)概念的新型晶圓干燥系統(tǒng)。為了降低異丙醇和能耗，提高干燥性能，開發(fā)了一種由兩個(gè)獨(dú)立室(異丙醇室和干燥室)組成的新型干燥器。采用這種新配置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)操作，以將其特性與其他廣泛使用的干燥器進(jìn)行比較。結(jié)果表明，IPA和能耗均小于常規(guī)干燥機(jī)。新型烘干機(jī)的烘干性能也優(yōu)于傳統(tǒng)烘干機(jī)。因此，新的干燥機(jī)為晶圓干燥提供了一個(gè)環(huán)保的替代方案。
?
介紹
? ? ?半導(dǎo)體制造是一種復(fù)雜的操作，涉及多種物理化學(xué)過程。一般過程如圖所示。 1.作為第一步，通過晶體生長(zhǎng)（第一階段）產(chǎn)生硅晶片。為了賦予其半導(dǎo)體特性，晶片處理（第二階段）包括許多步驟，如氧化、光刻膠擴(kuò)散、紫外線暴露、蝕刻、離子實(shí)現(xiàn)和化學(xué)氣相沉積(CVD)。最后，通過切割和制造（第三階段）生產(chǎn)芯片。
? ? ? 在這項(xiàng)研究中，我們通過提供一個(gè)封閉的處理室來解決這些問題。通過這種配置，異丙醇損失最小化，并且消除了異丙醇加工中固有的爆炸危險(xiǎn)條件。這種新系統(tǒng)也使得熱能損失最小化成為可能。因此，與傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)相比，這種新的干燥系統(tǒng)可以被認(rèn)為是更清潔的技術(shù)。這項(xiàng)研究的目標(biāo)是開發(fā)一種環(huán)境友好的工藝，為晶片干燥提供一種替代方法。
?
實(shí)驗(yàn)
?? ? ?圖2(a)為新型封閉式干燥機(jī)示意圖，由兩個(gè)獨(dú)立的干燥室（IPA干燥室和干燥室）組成。產(chǎn)生加工蒸汽(IPA蒸汽)的IPA室，與大氣隔離，并與干燥室連接。本研究中使用的樣本為6英寸。直徑晶片放在磁帶上，放在干燥室。干燥進(jìn)行IPA蒸汽暴露2min和不含IPA蒸汽的N2暴露5min。干燥效率是通過監(jiān)測(cè)干燥時(shí)間或輸送到干燥室的IPA量來估計(jì)的干燥效率。干燥時(shí)間對(duì)應(yīng)于在干燥室中干燥晶片表面所需的時(shí)間。干燥效率與干燥時(shí)間成反比。在收集使用圖中所示的設(shè)備將IPA蒸汽壓縮到接收瓶中。2(b)。在這種情況下，首先測(cè)量接收瓶中水的化學(xué)需氧量(COD)。利用以前繪制的校準(zhǔn)曲線將其轉(zhuǎn)換為IPA濃度。COD分析按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。
?
圖?2.(a)新型晶圓干燥系統(tǒng)的原理圖。(b)以測(cè)量IPA濃度為目的的系統(tǒng)修改
?
結(jié)果和討論
? ? ? 干燥室中的干燥機(jī)理如圖所示。3.在IPA蒸汽流入之前，晶片表面的水形成正彎月面[圖。3(a)]。q1表示干燥前水滴和晶片表面之間的接觸角。IPA蒸汽流入后，由于IPA在水中溶解度大，表面張力低，IPA蒸汽開始在晶圓表面凝結(jié)；異丙醇的溶解度為` g/100 g H2O，在25℃時(shí)的表面張力為20.9×1023 N/m，而水的表面張力為72.8×1023 N/m。
? ? ? 圖4顯示了IPAchamber中的溫度對(duì)干燥的影響。干燥時(shí)間隨著溫度的升高而縮短。因?yàn)檎舭l(fā)的異丙醇的量隨著溫度的升高變大，在高溫下可以實(shí)現(xiàn)有效的干燥。然而，當(dāng)溫度超過異丙醇的沸點(diǎn)82.5℃(1巴)時(shí)，沒有觀察到干燥效率的進(jìn)一步增加。
? ? ? 圖6顯示了異丙醇的蒸發(fā)速率(毫升異丙醇/秒)對(duì)處理時(shí)間的曲線圖。蒸發(fā)速率根據(jù)加工時(shí)間從1.03毫升/秒變?yōu)?/span>3.56毫升/秒。在圖1中。6、蒸發(fā)速率剖面可分為三個(gè)階段；(1)在最初的一定時(shí)間內(nèi)(＜10 s)速率突然增加；(2)速率逐漸下降10-90s；(3)穩(wěn)態(tài)所以蒸發(fā)速率緩慢的逐漸下降是由于溫度的降低＞90 s后(第三階段)，壓力和溫度保持恒定。這可能是蒸發(fā)速率在整個(gè)過程中具有最小值的原因。
?
圖3 新型IPA蒸汽干燥機(jī)的干燥原理
?
圖6 蒸發(fā)過程中蒸發(fā)速率的變化
結(jié)論
? ? ??本文講述了一種創(chuàng)新的清潔干燥技術(shù)被發(fā)展并應(yīng)用于半導(dǎo)體制造業(yè)。新的干燥機(jī)由兩個(gè)獨(dú)立的干燥室(IPA干燥室和干燥室)組成，以減少IPA和能耗，并提高干燥性能。在確定了最佳的操作條件后，如ipa室中的氮?dú)饬髁亢蜏囟群?，使用該新型干燥機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)操作，以將其優(yōu)點(diǎn)與廣泛使用的傳統(tǒng)干燥機(jī)進(jìn)行比較。它降低了IPA和能源消耗。它還提供了比傳統(tǒng)干燥機(jī)更好的干燥性能。因此，這種干燥機(jī)為晶圓干燥提供了一種環(huán)保和經(jīng)濟(jì)有益的替代品。
?
文章全部詳情，請(qǐng)加華林科納V了解:壹叁叁伍捌零陸肆叁叁叁