1Marangoni干燥机理分析：
Marangoni干燥原理如图1所示,晶片在IPA气氛下与水分离（可通过晶片提拉或水慢排的方式实现）,完全分离后,流体慢排使花篮干燥，开启排风将IPA蒸汽抽掉,同时通入氮气吹干晶片表面残留的IPA。
在IPA蒸汽存在的环境中，由于IPA的表面张力比水小得多（25℃,IPA表面张力为20.9×10-3N/m:水的表面张力为72.8×10-3N/m），所以会在坡状水流表层形成表面张力梯度,产生Marangoni对流,使水更容易从晶片表面脱离。
图1中的第2个步骤“晶片缓慢提拉”是Marangoni干燥的核心环节.提拉过程中，晶片表面的水会呈坡状流下，如图2所示,如果两片晶片距离很近（例如处在花篮的相邻槽中）,这种坡状水流会相连为弯月形[1].这种坡状水流的最高点与晶片接触，主要受到4种力的作用，即水的重力G，晶片/水的界面张力γls，晶片的表面张力γs和水的表面张力γl,θ为水与晶片的接触角,如图3所示。
2实验部分
利用100mm（4英寸）硅抛光片进行IPA干燥,分两组实验，干燥后利用光散射测试系统检测水痕缺陷。
A组：分别在提拉速率1mm/s、2mm/s和3mm/s下进行不同IPA流量的Marangoni干燥，减压排风阶段氮气流量80L/min。B组：提拉速率1mm/s、IPA流量20L/min下进行Marangoni干燥减压排风阶段氮气流量设置为（10～100）L/min，每次增幅10L/min。C组：调整提拉高度，造成晶片与花篮的不同程度脱离。
3结果与讨论
3.1Marangoni干燥的影响因素Marangoni对流的形成本质是IPA浓度梯度，而水从表面的脱离效果又与晶片提升速度密切相关。图4给出了不同提拉速率下IPA流量与水痕比例的关系。从图4中可以看出，在没有IPA供给时，晶片水痕的出现比例是100%，随着IPA流量的增加,水痕比例有明显的下降趋势，当流量增加到一定范围时，水痕比例又出现平缓增长的趋势。图5显示了几种IPA流量下的典型水痕缺陷。
在没有IPA蒸汽的情况下，晶片表面的水主要受到重力和水表面张力的作用向下流动，当晶片露出水面1/2后，晶片与水面的交界线开始收缩，晶片表面的水受到的宏观向下的力开始变小，当晶片完全脱离水面后，晶片下半部分仍有大量水存在，这些表面附着的水在氮气中被吹干，形成了颗粒群和氧化物构成的水痕缺陷，如图5（a）所示，这表明单纯依靠慢速提拉难以获得良好的干燥效果。如果在晶片提拉过程中，通入IPA蒸汽，产生Marangoni效应，可使干燥效果大幅度提高，水痕缺陷变少变小，如图5（b）和图5（c）所示。但是。绝非IPA蒸汽流量越大越好，实验中IPA流量超过60L/min后，晶片表面会呈现无规则缺陷，如图5（d）所示，这是因为IPA蒸汽在腔体内积聚，在晶片表面冷凝形成液体薄层，在减压排风后挥发掉，残留下各种形态的干燥缺陷。从图4中还能发现提拉速率对干燥效果有着明显影响，低速提拉更容易获得良好的干燥效果，但过低的提拉速率会降低干燥效率，并使得干燥效果变得不稳定。另一个非常重要的现象是：即使在IPA蒸汽存在的情况下，无论如何设置蒸汽流量或提拉速率，当晶片脱离水面后，底部仍会有少量水存在，难以完全消除。事实上，Marangoni干燥产生的水痕大多出现在晶片底部，其直接原因即是晶片完全脱离水面后底部仍有残水。如何不留痕迹地消除底部残水，是IPA干燥的另一个核心环节。3.2底部残水的去除晶片完全脱离水面后，底部的残水只能通过蒸发去除，所以此部分的核心内容是营造合适的蒸发环境。为获得良好的蒸发效果，此步骤进行减压排风是必要的，同时还要持续供给氮气，使其在去除腔体内的IPA蒸汽的同时形成流动气流，加快底部残水的蒸发。根据伯努利原理，氮气的流量对残水的蒸发效果有着重要影响，图6是不同氮气流量下的晶片干燥状况，表明氮气流量越大，晶片的干燥效果越好。
图6同时表明，单纯依靠氮气吹拂，会有相当一部分晶片底部的残水不能被完全去除，这是生产工艺所不能容忍的，并且氮气吹拂下水的蒸发速率很慢，水与晶片界面长时间存在并暴露在气体中，较容易发生氧化反应，形成局部氧化缺陷。实验表明，此步骤如果通入适量的IPA蒸汽，可以帮助残水尽快在晶片表面铺展开来，其原理如图7所示，以加快残水的蒸发。必须指出的是，虽然同样是IPA的作用，但此步骤已不再是Marangoni效应范畴，对IPA流量和供给时间有了不同的要求。
3.3干燥过程中花篮对晶片的影响在多片干燥过程中，花篮对晶片干燥效果的影响是不能回避的。花篮是承载晶片的容器，需要与晶片一并被干燥，但是其结构远比晶片复杂得多，在干燥中需要进行专门讨论。晶片与花篮具有面接触，二者同时进行IPA干燥时，面接触部位（通常为沟槽）的水难以在Marangoni干燥步骤完全消失，而长时间存留在沟槽内，最终导致氧化性缺陷。片、篮在干燥中的分离设计有助于降低水痕缺陷的比例，如表1所示，当片、篮处于半分离状态时，二者的接触面相对下降，晶片两侧的水流到晶片底部，造成底部水痕缺陷比例增加；当片、篮处于完全分离状态时，接触面的影响被消除，水痕比例有明显下降，但是随着片、篮分离程度的增加，整体干燥时间也会增加。
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