摘要

在半導(dǎo)體制造的干燥工藝中，水印抑制是重要的課題，對此，IPA直接置換干燥是有效的。水印的生成可以通過三相界面共存模型進(jìn)行說明。另外就馬蘭戈尼效果進(jìn)行說明。

半導(dǎo)體制造中的表面干燥技術(shù)

個人計算機在普通家庭的普及和隨著互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善需要大內(nèi)存和高速CPU。與此相對，現(xiàn)在晶體管 結(jié)構(gòu)框架中的解是微細(xì)化、高集成化。存儲單元的微小化使存儲容量的大容量化成為可能，布線的微小化會帶來時鐘頻率的提高和低功耗化。在半導(dǎo)體制造工藝中，表面的清潔保持清潔度是重要的。應(yīng)該管理的污染物作為物質(zhì)，除粒子外，還有有機成分、金屬、自然氧化膜。

干燥方法的變遷

首先，從封入晶圓的容器的下部導(dǎo)入純水進(jìn)行沖洗。水洗后，一邊排出純水一邊排 出IPA 從容器上部安靜地導(dǎo)入蒸汽。IPA是純水從表面擴散，在水的最表面形成IPA層。在該狀態(tài)下，相對降低液面后，晶片表面的接觸物質(zhì)按照100%的純水- 含有低濃度IPA的純水t含有高濃度IPA的純水-液相 IPA-氣相IPA的順序不斷變化。結(jié)果，得到了沒有水滴殘留的表面，不產(chǎn)生水印。

水印的生成機制

水印可以認(rèn)為是被表面捕獲的水滴在物理或化學(xué)蒸發(fā)的過程中形成的Si02xh2oo該主要構(gòu)成要素。在三相界面共存模型中，Si來源于晶片，因此不要使剩余的大氣、水共存是水印抑制的重點。用IPA直接置換的干燥法中，IPA層與大氣因為不允許水混合，所以從機理上看可以判斷為非常合理的干燥法。

馬蘭戈尼干燥與馬蘭戈尼效應(yīng)

馬蘭戈尼干燥是指，水面上為IPA氣氛，通過從水中緩慢提升晶圓來進(jìn)行干燥的方法之一。以下詳細(xì)說明這種液體流動的原理照明。一般來說，熱和物質(zhì)通過液體的界面 移動時，自然發(fā)生流動。這個“自然對流”的發(fā)生機制有兩種，一種是浮力起因是所謂的自然對流，液體表面上的表 面張力分布起因是馬蘭戈尼對流。

浮力引起的自然對流是由于與重力作用方向垂直的面(水平面)上的流體密度差的存 在而產(chǎn)生的。因此流體層越厚越容易產(chǎn)生，在薄的流體層和液膜內(nèi)越難產(chǎn)生，在無重力下會消失。

另一方面，馬蘭戈尼對流的原因是液體表面上的分布。因此，如果不存在液體表面，則不 會產(chǎn)生馬蘭戈尼對流，但由于可以起因于表面發(fā)生，因此無論流體層薄還是在無重力環(huán)境下都可以發(fā)生。

因此，馬蘭戈尼效應(yīng)是指表面上的表面張力分布對液體產(chǎn)生作用力的效果，由該力產(chǎn)生 的流動為馬蘭戈尼對流。

總結(jié)

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，清洗干燥工藝是決定成品率的重要因素。在干燥工藝中，水印的產(chǎn)生成為最重要的課題，開發(fā)了各種干燥技術(shù)。其中，對水印抑制效果最高的IPA直接置換干 燥進(jìn)行了說明，揭示了水印是由于三相界面的 共存而發(fā)生的機理。最后，簡單說明了最近逐漸應(yīng)用于尖端元件制造的馬蘭戈尼干燥的馬蘭戈尼的效果。

審核編輯：湯梓紅