Perché viene introdotta CO2 durante il processo di segatura dei wafer

L'introduzione di CO₂ nell'acqua di cubettatura è una misura tecnica significativa nel processo di taglio dei wafer per sopprimere l'accumulo di elettricità statica e ridurre la contaminazione, migliorando così la resa del cubetto e l'affidabilità dei trucioli.

Elimina l'elettricità statica

ILwaferIl processo di cubettatura richiede l'uso di lame diamantate rotanti ad alta velocità per il taglio, mentre l'acqua DI viene spruzzata per il raffreddamento e la pulizia. Durante questo processo, l'attrito genera una grande quantità di carica statica. Allo stesso tempo, l'acqua DI subisce una debole ionizzazione durante la spruzzatura e la collisione ad alta pressione, generando un piccolo numero di ioni. Il materiale siliconico stesso ha la caratteristica di accumulare facilmente carica elettrica. Se questa elettricità statica non viene controllata, la sua tensione potrebbe superare i 500 V, provocando scariche elettrostatiche. Ciò non solo può danneggiare il cablaggio metallico del circuito o causare rotture dielettriche tra gli strati, ma può anche causare la contaminazione del wafer da parte di polvere di silicio a causa dell'adsorbimento elettrostatico o causare problemi di sollevamento del legame sui cuscinetti di collegamento.

Quando la CO₂ viene introdotta nell'acqua, si dissolve e forma H₂CO₃. L'H₂CO₃ subisce la ionizzazione per produrre H⁺ e HCO₃⁻, che aumentano significativamente la conduttività dell'acqua riducendone di fatto la resistività. Questa elevata conduttività consente una rapida conduzione delle cariche statiche a terra attraverso il flusso d'acqua, prevenendo l'accumulo di cariche. Inoltre, essendo un gas debolmente elettronegativo, la CO₂ può essere ionizzata in ambienti ad alta energia per generare particelle cariche (come CO₂⁺ e O⁻). Queste particelle possono neutralizzare la carica trasportata dalle superfici dei wafer o dalla polvere, riducendo così il rischio di adsorbimento elettrostatico e di scariche elettrostatiche.

Ridurre la contaminazione e proteggere le superfici

Polvere di silicio generata durante ilwaferIl processo di sega può accumulare elettricità statica, che può aderire al wafer o alla superficie dell'apparecchiatura e provocare contaminazione. Allo stesso tempo, se l'acqua di raffreddamento è alcalina, farà sì che le particelle metalliche (come gli ioni Fe, Ni e Cr nell'acciaio inossidabile) formino precipitati di idrossido. I precipitati di idrossido si depositeranno sulla superficie del wafer o nei canali di cubettatura, influenzando la qualità del chip.

Quando viene introdotta, la CO₂ neutralizza le cariche elettriche, indebolendo la forza elettrostatica tra polvere e superfici. Nel frattempo, il flusso d'aria di CO₂ impedisce l'adesione secondaria disperdendo la polvere nell'area di taglio. L'aggiunta di CO₂ crea inoltre un ambiente leggermente acido che inibisce la precipitazione degli ioni metallici, mantenendoli disciolti e consentendo al flusso d'acqua di portarli via. Inoltre, poiché la CO₂ è un gas inerte, riduce il contatto tra la polvere di silicio e l'ossigeno, prevenendo l'ossidazione e l'agglomerazione della polvere e migliorando ulteriormente la pulizia dell'ambiente di taglio.

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