Warum wird beim Wafer-Sägeprozess CO2 eingeführt?

Das Einbringen von CO₂ in das Würfelwasser ist eine wichtige technische Maßnahme im Wafer-Sägeprozess, um die Ansammlung statischer Elektrizität zu unterdrücken und Verunreinigungen zu reduzieren, wodurch die Würfelausbeute und die Zuverlässigkeit der Chips verbessert werden.

Beseitigen Sie statische Elektrizität

DerWaferDer Würfelschneideprozess erfordert den Einsatz von schnell rotierenden Diamantklingen zum Schneiden, während DI-Wasser zur Kühlung und Reinigung versprüht wird. Bei diesem Vorgang entsteht durch Reibung eine große statische Aufladung. Gleichzeitig erfährt DI-Wasser während des Hochdrucksprühens und der Kollision eine schwache Ionisierung, wodurch eine geringe Anzahl von Ionen erzeugt wird. Siliziummaterial selbst hat die Eigenschaft, leicht elektrische Ladung anzusammeln. Wenn diese statische Elektrizität nicht kontrolliert wird, kann ihre Spannung auf über 500 V ansteigen, was zu einer elektrostatischen Entladung führt. Dies kann nicht nur die Metallverdrahtung des Schaltkreises beschädigen oder zu Rissen im Zwischenschichtdielektrikum führen, sondern auch dazu führen, dass Siliziumstaub den Wafer durch elektrostatische Adsorption verunreinigt oder Probleme beim Anheben der Verbindung an den Bondpads verursacht.

Wenn CO₂ in Wasser eingeleitet wird, löst es sich auf und bildet H₂CO₃. H₂CO₃ wird ionisiert, um H⁺ und HCO₃⁻ zu erzeugen, was die Leitfähigkeit des Wassers erheblich erhöht und gleichzeitig seinen spezifischen Widerstand effektiv senkt. Diese erhöhte Leitfähigkeit ermöglicht eine schnelle Ableitung statischer Ladungen über den Wasserfluss zur Erde und verhindert so eine Ladungsansammlung. Darüber hinaus kann CO₂ als schwach elektronegatives Gas in hochenergetischen Umgebungen ionisiert werden, um geladene Teilchen (wie CO₂⁺ und O⁻) zu erzeugen. Diese Partikel können die von Waferoberflächen oder Staub getragene Ladung neutralisieren und so das Risiko einer elektrostatischen Adsorption und elektrostatischen Entladung verringern.

Reduzieren Sie Verunreinigungen und schützen Sie Oberflächen

Dabei entsteht SiliziumstaubWaferWährend des Sägeprozesses kann sich statische Elektrizität ansammeln, die an der Wafer- oder Geräteoberfläche haften und zu Verunreinigungen führen kann. Wenn das Kühlwasser alkalisch ist, führt es gleichzeitig dazu, dass Metallpartikel (wie Fe-, Ni- und Cr-Ionen in Edelstahl) Hydroxidniederschläge bilden. Hydroxidniederschläge lagern sich auf der Waferoberfläche oder in den Schneidkanälen ab und beeinträchtigen die Chipqualität.

Wenn CO₂ eingeführt wird, neutralisiert es elektrische Ladungen und schwächt die elektrostatische Kraft zwischen Staub und Oberflächen. Gleichzeitig verhindert der CO₂-Luftstrom eine sekundäre Anhaftung, indem er Staub im Schneidbereich verteilt. Durch die Zugabe von CO₂ entsteht außerdem eine leicht saure Umgebung, die die Ausfällung von Metallionen verhindert, diese gelöst hält und es dem Wasserfluss ermöglicht, sie abzutransportieren. Da CO₂ außerdem ein Inertgas ist, verringert es den Kontakt zwischen Siliziumstaub und Sauerstoff, verhindert Stauboxidation und -agglomeration und verbessert die Sauberkeit der Schneidumgebung weiter.

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