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。