全自動(dòng)硅片清洗設(shè)備的多線程軟件設(shè)計(jì)

劉玉倩，陳仲武，侯為萍，高建利

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所，北京101601)

全自動(dòng)硅片清洗設(shè)備的多線程軟件設(shè)計(jì)

劉玉倩，陳仲武，侯為萍，高建利

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所，北京101601)

介紹了硅片的全自動(dòng)單片濕法工藝設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)闡述了此設(shè)備的控制邏輯及優(yōu)化方案。在軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用多線程設(shè)計(jì)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率和可靠性。

自動(dòng)化；硅片；濕法；多線程

隨著硅片大直徑和器件尺寸進(jìn)一步縮小，傳統(tǒng)的槽式批處理清洗技術(shù)在諸多工藝因素的驅(qū)動(dòng)下已難以適應(yīng)濕法清洗，制備工藝過(guò)程中需要引入新型的清洗工藝，以確保IC規(guī)格、性能指標(biāo)及可靠性不因污染影響而下降。這就對(duì)新一代清洗設(shè)備提出了無(wú)損傷和抑制腐蝕損傷清洗的要求。硅片大直徑和器件尺寸進(jìn)一步縮小使得晶圓的成本持續(xù)攀升，工藝過(guò)程中成品率及產(chǎn)品周期的縮短均加快了IC制備工藝對(duì)單片濕法清洗技術(shù)的應(yīng)用，使得該技術(shù)逐漸成為主流趨勢(shì)。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

該類(lèi)設(shè)備主要用于芯片制造工藝過(guò)程中100～200 mm硅片單片清洗工藝。整機(jī)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由機(jī)架、清洗腐蝕腔、折臂式機(jī)械手自動(dòng)送片收片機(jī)構(gòu)、清洗工作臺(tái)晶圓片定位機(jī)構(gòu)、清洗噴頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、腐蝕液和DI水、在線加熱系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、管路系統(tǒng)及排風(fēng)系統(tǒng)等組成，設(shè)備臺(tái)面布局如圖1所示。

圖1 單片濕法設(shè)備臺(tái)面布局示意圖

2 工藝介紹

硅片濕化學(xué)清洗法主要是利用溶液、酸堿、表面活性劑、水及其混合物，通過(guò)腐蝕、溶解、化學(xué)反應(yīng)等方法，去除硅片表面的沾污物。清洗化學(xué)液為酸堿及有機(jī)化學(xué)液，這些化學(xué)液有一定的污染性。因此在清洗過(guò)程中應(yīng)該分離、在不同的腔體中進(jìn)行清洗也方便回收利用，工藝流程圖如2所示。

該設(shè)備的工藝流程并非固定流程，根據(jù)用戶(hù)的工藝需求可以將上圖中灰色框1#腔、2#腔內(nèi)的工步任意排序組合。

圖2 工藝流程圖

3 多線程設(shè)計(jì)

將兩個(gè)腔體的工藝從空間上優(yōu)化為并行運(yùn)行可以提高系統(tǒng)的效率，機(jī)械手在保證優(yōu)先級(jí)的情況下采用搶占式策略。共有四個(gè)線程，每個(gè)腔為一個(gè)線程，機(jī)械手上下料為一個(gè)線程，IO監(jiān)控為一個(gè)線程，1#腔線程流程圖如圖3所示。

2#腔線程流程圖如圖4所示。

機(jī)械手上下料線程如圖5所示。

IO監(jiān)控線程用于實(shí)時(shí)監(jiān)控輸入輸出信號(hào)，將IO讀入一個(gè)緩沖區(qū)，在界面上實(shí)時(shí)顯示，如圖6所示。

圖4 2#腔線程流程圖

圖5 機(jī)械手線程流程圖

圖6 IO監(jiān)控線程流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了單片濕法清洗類(lèi)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工藝流程，并詳細(xì)闡述了一種控制邏輯設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，并在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所研制的單片濕法清洗類(lèi)設(shè)備上應(yīng)用，很大地提高了設(shè)備運(yùn)行效率和平均無(wú)故障時(shí)間，得到了用戶(hù)的一致認(rèn)可和好評(píng)。

[1] 張乾.硅片濕法清洗技術(shù)與設(shè)備[J].電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備.2010(187)：20-22.

[2] 鄒衛(wèi)軍.制導(dǎo)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)多線程軟件設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程.2008(34)：268-270.

Multithreading of Automatic Single Wafer Wet Process Equipment

LIU Yuqian,CHEN Zhongwu,HOU Weiping,GAO Jianli

(The 45th Research Institute of CETC,Beijing 101601,China)

This paper introduced the basic structure of automatic single wafer wet process equipment, especially expatiated the control logic and optimization,in the development of the software system, used the multithread programming,improved the productivity and dependability of the equipment.

Automatic；Wafer；Wet process；Multithread

TN305.97

B

1004-4507(2015)02-0038-06

劉玉倩（1984-），女，工程師，碩士學(xué)位，主要從事半導(dǎo)體專(zhuān)用設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)，主要方向?yàn)閱纹逑丛O(shè)備的軟件控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣璨牧稀⑸榛壠骷⑻?yáng)能生產(chǎn)線等。

2015-01-15