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超声波清洗机的QDR清洗工艺(快排喷淋冲洗)在晶圆清洗中的应用
时间:2020-12-25 关键词:富怡达精密清洗装备 浏览量:960
       快排喷淋冲洗槽(又称QDR)是精密电子及半导体晶圆清洗不可缺少的一部分,它主要用于去除晶圆表面微粒杂质和残留化学药液,使晶圆表面洁净。是晶圆湿法清洗中重要的一个清洗工艺模块。QDR槽由安装在槽体底部的快排汽缸、底部DI水注入孔及顶部左右两侧的DI水喷嘴实现槽体的快速注入与排放,有氮气鼓泡功能并加硬件ON/OFF switch。QDR快排冲洗槽的结构如下图所示,主要由喷淋槽、溢流槽、匀流板、快排汽缸体、喷嘴喷管、管路和管件等组成。
       苏州富怡达超声波有限公司的快排喷淋冲洗槽是用316L镜面不锈钢板材焊接加工而成,由安装在槽体底部的快排汽缸、底部DI Water注入孔及顶部左右两侧的DI Water喷嘴实现槽体的快速注入与排放,有鼓泡冲浪清洗功能及超声波震动功能。在溢流排放口安装有纯水电阻率检测仪,可对冲洗溢流的水质时时监控,水质不达标即启动快排,快速更换新水。
       一、喷淋清洗
       上喷淋管路共有两路,形成相互交叉喷淋,但去离子水不宜直接喷淋冲洗晶圆表面,因晶圆在水蚀作用下直接喷淋晶圆表面,易产生微粒污泥而污染晶圆表面,因此,在去离子水的喷淋过程中,需要对冲洗水压、水量、方向和角度作出调整测试,以达到微粒污染少的较好效果。 良好的喷嘴所喷淋范围涵盖全部晶圆及片盒; 而不良的喷淋冲洗形状,没有涵盖全部晶圆及片盒,未被喷淋冲洗的死角地带,微粒、杂质及化学药液残留含量仍然很高,而达不到良好的清洗效果。
       二、鼓泡冲浪清洗
       上喷淋同时,下喷淋管路由底部两侧不断进水,而后由内槽上沿四周溢出,这样,每个晶圆片缝、各处边角的去离子水都能连续得到更新。 同时,纯净气体(氮气或压缩空气)由下喷淋管路进入槽体。鼓泡有以下几个作用:
       (1)增加了去离子水的冲刷力,对槽体本身有很好的自清洗作用;
       (2)晶圆在水流中颤动,气泡不能沾附其上,提高了冲洗效果;
       (3)氮气鼓泡减少去离子水中的含氧量,避免在晶圆表面生成氧化物。
       三、超声波清洗
       苏州富怡达超声波有限公司的QDR增加了超声波功能选项,与鼓泡冲浪清洗交替作用,极大的提高了清洗效率,并有效降低DI水的消耗量。典型的应用方法是:上喷淋+排放→上喷淋+下进水→超声+上喷淋+溢流→鼓泡+上喷淋+溢流→快排放
       四、快冲快排
       QDR 喷淋注满水时间和排水时间,对晶圆清洗质量有很大影响。 因晶圆表面暴露在空气中会接触空气中的氧分子或水汽,在常温下,即会生长一层很薄的氧化层(约为 0.5~1 nm),这层自然氧化物的厚度与暴露在空气中的时间长短有关, 因此,喷淋注满水时间越长,晶圆暴露在空气中的时间就会越长,因而形成的氧化层也越厚,这对晶圆清洗,是很不利的。 QDR 排水的时间越短,排水流速就会越大,有利于去离子水带走晶圆表面上的微粒杂质。因此,在 QDR 设计中,要尽可能的缩短喷淋注满水时间和排水时间,实现快冲快排,整体效率也会得到提高。富怡达超声波的QDR快排及注水时间指标为:注入时间:≤120秒,排放时间:≤12秒。
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