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摘要

? ? ? 在半導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行說明。另外就馬蘭戈尼效果進行說明。

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半導體制造中的表面干燥技術

? ? ? 個人計算機在普通家庭的普及和隨著互聯(lián)網(wǎng)等基礎設施建設的完善需要大內存和高速CPU。與此相對，現(xiàn)在晶體管 結構框架中的解是微細化、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。在半導體制造工藝中，表面的清潔保持清潔度是重要的。應該管理的污染物作為物質，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入純水進行沖洗。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。結果，得到了沒有水滴殘留的表面，不產(chǎn)生水印。

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圖1

水印的生成機制

? ? ? 水印可以認為是被表面捕獲的水滴在物理或化學蒸發(fā)的過程中形成的Si02xh2oo該主要構成要素。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。

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馬蘭戈尼干燥與馬蘭戈尼效應

? ? ? 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行干燥的方法之一。以下詳細說明這種液體流動的原理照明。一般來說，熱和物質通過液體的界面 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。

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圖6 ??1PA濃度梯度和馬蘭戈尼的流向

總結

? ? ? 在半導體制造領域，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。 其中，對水印抑制效果最高的IPA直接置換干 燥進行了說明，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用于尖端元件制造的馬蘭戈尼干燥的馬蘭戈尼的效果。

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