全自動硅片清洗設備的多線程軟件設計

劉玉倩，陳仲武，侯為萍，高建利

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京101601)

全自動硅片清洗設備的多線程軟件設計

劉玉倩，陳仲武，侯為萍，高建利

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京101601)

介紹了硅片的全自動單片濕法工藝設備的基本結構，重點闡述了此設備的控制邏輯及優化方案。在軟件的開發過程中，采用多線程設計，提高了設備的生產效率和可靠性。

自動化；硅片；濕法；多線程

隨著硅片大直徑和器件尺寸進一步縮小，傳統的槽式批處理清洗技術在諸多工藝因素的驅動下已難以適應濕法清洗，制備工藝過程中需要引入新型的清洗工藝，以確保IC規格、性能指標及可靠性不因污染影響而下降。這就對新一代清洗設備提出了無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一步縮小使得晶圓的成本持續攀升，工藝過程中成品率及產品周期的縮短均加快了IC制備工藝對單片濕法清洗技術的應用，使得該技術逐漸成為主流趨勢。

1 設備結構

該類設備主要用于芯片制造工藝過程中100～200 mm硅片單片清洗工藝。整機采用模塊化的結構設計，主要由機架、清洗腐蝕腔、折臂式機械手自動送片收片機構、清洗工作臺晶圓片定位機構、清洗噴頭擺動機構、腐蝕液和DI水、在線加熱系統、電控系統、管路系統及排風系統等組成，設備臺面布局如圖1所示。

圖1 單片濕法設備臺面布局示意圖

2 工藝介紹

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

該設備的工藝流程并非固定流程，根據用戶的工藝需求可以將上圖中灰色框1#腔、2#腔內的工步任意排序組合。

圖2 工藝流程圖

3 多線程設計

將兩個腔體的工藝從空間上優化為并行運行可以提高系統的效率，機械手在保證優先級的情況下采用搶占式策略。共有四個線程，每個腔為一個線程，機械手上下料為一個線程，IO監控為一個線程，1#腔線程流程圖如圖3所示。

2#腔線程流程圖如圖4所示。

機械手上下料線程如圖5所示。

IO監控線程用于實時監控輸入輸出信號，將IO讀入一個緩沖區，在界面上實時顯示，如圖6所示。

圖4 2#腔線程流程圖

圖5 機械手線程流程圖

圖6 IO監控線程流程圖

4 結束語

本文介紹了單片濕法清洗類設備的基本結構和工藝流程，并詳細闡述了一種控制邏輯設計優化方法，并在中國電子科技集團公司第四十五研究所研制的單片濕法清洗類設備上應用，很大地提高了設備運行效率和平均無故障時間，得到了用戶的一致認可和好評。

[1] 張乾.硅片濕法清洗技術與設備[J].電子工業專用設備.2010(187)：20-22.

[2] 鄒衛軍.制導控制系統的實時多線程軟件設計[J].計算機工程.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，碩士學位，主要從事半導體專用設備的研究開發，主要方向為單片清洗設備的軟件控制系統開發，應用領域為硅材料、砷化鎵器件、太陽能生產線等。

2015-01-15