QDR清洗--槽式清洗设备中必不可少的一道清洗工序

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QDR清洗--槽式清洗设备中必不可少的一道工序

　　大家都知道，半导体制造工艺中，晶片上面的沾污是各种各样的。而这些沾污的物理和化学性质各不一样。为了将这些沾污全部去除，工艺中必须要使用到各种各样的药品，为了保证每一道药水清洗效果，每一道药液清洗之后，需要增加一道QDR水洗。

　　QDR，又叫快排冲洗，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。QDR 是晶圆湿法清洗中最重要的一个清洗工艺模块。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。其原理如下图所示：

　　槽体由进口 NPP 板材焊接加工而成，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。在溢流排放口安装有 DIW 电阻率检测仪，可对冲洗溢流的水质适时检控。

　　一、喷淋管路：

　　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最佳效果。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、氮气鼓泡：

　　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，纯净氮气由下喷淋管路进入槽体。氮气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)减少去离子水中的含氧量，避免在晶圆表面生成氧化物。

　　三、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。

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