在集成电路工业中当器件的线宽变得越来越小时，设备制造商必须通过改进现存的应用与发展新的应用来达到或超过不断加严的制造工艺需求。因此，依靠使用臭氧和稀释的氢氟酸来减低化学物品和去离子超纯水的消耗的要求已经被制造商们提出来了[1-3]。

    集成电路制造业中的新趋势更加推动了这些要求[4]。其中一个趋势就是集成电路的制造商们已经从制造大量的单一产品转移到制造小量的多种产品上来了。这个转移反过来也更加要求湿法清洗系统提供更短的运行时间更甚于更高的生产能力。

    因为成批浸泡式系统通过设计具有一次洗许多晶片带来的高生产能力，所以运行单片晶片与100片晶片的时间是一样的。相反，单晶片系统设计成一次只运行一片晶片来得到非常短的运行时间。通常生产能力也相对较小些。成批喷雾式清洗机同时具有这两种优点，让使用者既能拥有具有高生产能力的大批量功能又有具有短的运行时间的小批量能力。

    更低的化学物质和水的消耗加上硬件的改进使得来自FSI国际(Chaska, MN)的成批喷雾式处理技术在前道和后道工序上具备了降低运行时间和65nm尘埃水平的能力。这篇文章在基于在德州仪器在达拉斯的DMOS6 300mm生产线的工作上，探讨了这种清洗技术的工艺优化和改进过程。

    产品和测试线上的数据显示，在成批喷雾式清洗机中一个优化的冲洗/干燥清洗技术能够在更低的运行时间中减低化学物质和水的消耗。
                  
喷雾式清洗机技术
    喷雾式清洗机是干进干出的湿法清洗系统。在前道和后道工序中所有的湿法清洗工序它都能做。典型的喷雾式清洗机具有八种化学物质管路和一种去离子纯净水管路，外加两种回收循环系统。化学物质可以各自独立运用，也可以跟水或其它化学物质互相混合使用。图1描述了化学品混合后作用到反应室内的晶片上。由于喷雾式清洗机的巨大的工艺弹性，它可以混合很宽比率的混合液。混合后的溶液既能以室温作用晶片上也可以通过红外加热器加热后作用到晶片上。回收循环系统可以运行许多用在前道工序中的化学物质和用在后道工序中的闪点超过60℃的三级有机溶剂。

    喷雾式清洗机典型的优点是比浸泡式清洗机占地面积小。因为它的工艺运行是在单个反应室里完成的。所有作用到晶片上的化学物质都是新鲜的或者是刚过滤过的。由于在清洗时晶片是转动的，因此离心力提升了尘埃的去除效率和所有冲水时的效率。这样就使得喷雾式清洗机能够比浸泡式清洗机用更少的去离子纯净水。
                  
工艺改进

    四年前当制造工艺转向300mm的产品线时，运行程序几乎一成不变的拷贝自200mm的设备。最初的摸索验证后，进一步的工作开始利用300mm设备的改进设计与工艺能力来降低工艺时间与去离子纯净水的使用。

    多种化学品工艺程序中两道化学物质作用中间的冲水过程消耗了大多数去离子纯净水还占用了很大部分的周期时间。比如对于冲洗相对较高粘性的很高浓度的用来剥离光阻的硫酸，就需要很大量的水和时间。许多研究已经留心一些特殊的技术来降低硫酸作用后紧接的冲水的消耗量。大多数其它的化学物质像HF，NH4OH和HCl很容易被水冲洗掉。因为使用它们时往往都是用水稀释后的，所以那些紧跟其后的冲水工序是很好的优化候选者。

    当制造工艺从200mm转向300mm的产品线时，化学品的使用步骤几乎一成不变的拷贝自原来的程序。同时，由于更大的晶片和相应反应室的尺寸而成比例增加的干燥步骤使得整个的干燥时间增加了。因此制造商和设备生产商力求降低化学品作用之间的水洗时间，目的是为了在不改变化学品步骤的前提下提高最后的水洗干燥效果。图2所示是成批喷雾事工艺方法的应用，它既优化了水洗和干燥程序又节约了35-40%的用水。图3显示了在相同设备中优化后的水洗方法能节约20-30%的周期时间。优化了的水洗方法在300mm的产品线中得到验证与应用。表I列出了标准的去光阻步骤，论证了优化后的工艺程序减少了22%的周期时间和明显的耗水量。尘埃水平，线上的缺陷密度，多探针良率和电性性能等数据显示第一步优化后的程序跟原先的工艺有相同的效果。