最後更新:2026年10月8日清洗晶圓清洗中國大陸:IPA干燥(马兰戈尼干燥)

IPA 乾燥(馬蘭哥尼乾燥)是什麼

IPA Drying / Marangoni Drying

IPA 乾燥(馬蘭哥尼乾燥)是將表面張力低於水的 IPA 蒸氣供應至氣液界面,藉由表面張力梯度產生的流動,使水膜剝離而不留下液滴的乾燥方法。旋轉乾燥中未能甩除的微小液滴在蒸發時會形成水痕,而此方式本身不會產生液滴,因此能從原理上切斷水痕的產生途徑。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

IPA 乾燥(馬蘭哥尼乾燥)是利用異丙醇(IPA)蒸氣,將晶圓表面的超純水剝離而不以液滴形式殘留的乾燥方法。清洗製程最後如何乾燥,與清洗本身同樣重要,乾燥方式一旦出錯,就會產生水痕或再污染,使先前的清洗變得毫無意義。

其原理是馬蘭哥尼效應(由表面張力梯度引起的流動)。表面張力低於水的 IPA 蒸氣溶入水膜邊緣後,只有該部分的表面張力下降,液體便被拉向表面張力較高的一側。一面將晶圓從水中緩慢提起、一面對氣液界面供應 IPA 蒸氣,水膜就會在界面處連續被剝離,出現不殘留液滴的乾燥表面。

與傳統的旋轉乾燥(以高速旋轉甩除水分的方式)相比,優點十分明確。旋轉乾燥中,離心力未能甩除的微小液滴會殘留於表面,蒸發時使其中溶解的二氧化矽或金屬析出而形成水痕。馬蘭哥尼乾燥本身不會產生液滴,因此能從原理上切斷這個途徑。

在單片清洗設備中,採用一面旋轉晶圓、一面將 IPA 噴嘴從中心往外周移動,把水膜邊界向外推出的方式。批次設備則採用從藥液槽提起時供應 IPA 蒸氣的構成。由於 IPA 屬可燃性,會以氮氣稀釋後的蒸氣形式供應,設備須具備防爆與排氣設計。

在更微細的結構中,即使使用 IPA 乾燥,有時也無法避免表面張力造成的圖形崩塌。在這個領域,會考慮使用超臨界 CO₂ 讓氣液界面本身消失的超臨界乾燥。乾燥並不是「如何把水去除」,而是「如何處理氣液界面」的技術。

IPA 乾燥(馬蘭哥尼乾燥)的常見問題

什麼是馬蘭哥尼效應?
是液體因表面張力梯度而流動的現象。表面張力低於水的 IPA 蒸氣溶入水膜邊緣後,該部分的表面張力下降,液體便被拉向表面張力較高的一側。利用這種流動在氣液界面連續剝離水膜,就是馬蘭哥尼乾燥。
旋轉乾燥與 IPA 乾燥哪一種比較好?
若以潔淨度為優先,應選 IPA 乾燥。旋轉乾燥是以離心力甩除水分的方式,容易殘留微小液滴,蒸發後形成水痕。IPA 乾燥本身不會產生液滴,因此能切斷這個產生途徑。

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