单晶片清洗中分散现象对清洗时间的影响

摘要

硅晶片制造涉及许多湿法工艺，其中液体分布在整个晶片表面。在单晶片工具中，流体分配是至关重要的，它决定了清洁过程的均匀性。研究了冲洗流中的流体动力学和化学传输，结果表明在冲洗时间的一般分析中必须考虑由于流体层上的非均匀速度而导致的径向分散现象。文章全部详情：壹叁叁伍捌零陆肆叁叁叁

介绍

更好地了解硅晶片制造中的湿法工艺对于提高清洁效率以及优化水分配和工艺时间非常重要。在这里，我们专注于冲洗过程，执行该过程是为了消除已分配在晶片表面的清洁溶液，并考虑代表单个晶片工具的情况。DIW（去离子水）的中心注入以及施加到系统的旋转引起沿晶片表面的径向流动和从边缘排出水溶液。研究了冲洗流中的流体动力学和化学输运，重点研究了由穿过流体层的非均匀速度场引起的径向分散现象。

流体动力学和传输现象

在这项工作中，冲洗过程被分析为纯水对水溶液的混溶置换。为简单起见，化学物质和残留物被视为单一溶解的溶质。如图 1 所示，去离子水 (DIW) 从晶片和屏蔽板之间的中心注入。两者都以相同的转速旋转。区分了两种主要配置（图 1）。在第一种情况下，称为密闭情况 (a)，流速足够高，液体可以完全充满晶片和屏蔽板之间的空间。第二个，称为自由表面情况（b），对应于旋转速度或屏蔽板高度足够高以在晶片表面上形成自由表面流的情况。在这两种情况下，液膜内的速度场的特点是整个流体层的速度变化很大，平均速度在流动方向上也有变化。如图 2 所示，与平均速度恒定的经典情况（例如（1））相比，这导致了原始色散现象。

结论

发现冲洗时间高度依赖于沿晶片表面的液体流动中发生的分散现象。结果表明，晶片清洁条件的分散现象不符合泰勒制度，而是符合短时间制度。通过数值模拟研究了这种状态，通常发现冲洗时间比使用泰勒色散理论预测的时间短。因此，一个主要的结论是有必要表征短时间非泰勒制度下的分散效应，以分析单个晶圆的清洁时间。在目前的努力中，漂洗被研究为非水溶液被稀释极限的水溶液的混溶置换。

审核编辑：符乾江