化学品供应流量对湿式清洁槽中颗粒去除能力的影响

引言

在总化学物质供给量不变的情况下，具有间歇化学物质供给和频繁流量变化的湿式清洁浴对于改善清洁性能是相当有效的。使用间歇化学品供应表明节省了化学品消耗，这是环境友好的，并且具有高通量过程。当晶片以宽间距和窄间距同时放置在相同的湿清洁浴中时，与具有相等间距的晶片排列相比，在窄间距处颗粒去除效率显著降低。为了防止湿法清洗过程降低清洗性能，必须仔细考虑晶片在湿法清洗槽中的放置。有趣的是，湿清洁浴中供给流速的模拟与不同晶片间距的实际颗粒去除率的实验数据相关。我们认识到晶片间距和化学品供应方式是控制湿浴清洁效率的重要因素。

介绍

华林科纳自湿式清洁工具首次用于基于热碱性和酸性过氧化氢溶液的RCA标准清洁工艺以来，多年来已报告了许多挑战，以改善硅晶片表面金属杂质、1–14颗粒、13–21和有机污染物去除23–26的湿式清洁工艺性能.26已报告使用表面活性剂的单步清洁可降低化学成本。报道称，通过稀释的HF-H2O2可以有效地去除铜.2–6稀释的化学清洗被认为是实现低成本和高性能清洗的最合适的候选方法之一.2–6、13、14、19、22–25在这些清洗过程中，使用了两种类型的湿工具。尽管工业上越来越多地采用能够以高性能重复清洗每个晶片的单晶片旋转型工具，但是传统的湿式清洗槽(批处理型)由于具有低化学消耗和高产量的优点，仍然用于大批量半导体制造中。

实验

在该实验中使用裸露的200毫米硅晶片来测试槽清洗效率。为了表征传统湿式清洁浴的性能，我们采用了一种监测技术，该技术使用了由聚乙烯醇(PVA)制成的刷子在我们最近提出的快速周转和低成本方法中擦洗产生的颗粒.33一种Dainipon Screen(DNS)FS-820 L批量湿式清洁工具用于这些表面制备。

在这项研究中，化学流的离散方程是使用一个名为STREAM的计算流体动力学(CFD)软件包求解的。STREAM使用结构化网格流体分析，可以提高网格划分和计算速度。考虑到槽的对称几何形状，槽中晶片的右半部分用于计算传输方程。

结果和讨论

将晶片放置在所有槽中，并在中心位置(A)测量晶片的颗粒。化学品以25升/分钟或10升/分钟的连续流量供应。结果向我们表明，当设备按比例缩放时，应选择较高的流量来保持清洁性能，以避免高温化学物质对脆弱表面造成潜在的表面损伤。晶片间距可能会影响粒子的可去除性。晶片间距越宽，颗粒去除越有效。

结论

在总化学物质供给量不变的情况下，流量变化频繁的间歇化学物质供给对颗粒去除相当有效。在该实验中测试的高化学流速证明了有效的清洁性能。间歇化学供应方法建议节约化学消耗，这对环境是友好的，并且具有很高的效率。当晶片以大间距和小间距放置在同一湿清洁浴中时，与具有相等间距的晶片排列相比，颗粒去除效率变化很大。有趣的是，在湿清洁浴中，对具有可变晶片间距的供应流速的模拟与相同环境中实际颗粒可去除性的实验数据相关联。