Зошто се воведува CO₂ за време на процесот на коцки на нафора?

Внесување CO2 во водата за сечење коцки за време нанафорасечењето е ефикасна процесна мерка за сузбивање на наталожување на статички полнеж и намалување на ризикот од контаминација, со што се подобрува приносот на коцките и долгорочната доверливост на чипот.

1. Потиснување на зголемување на статичкото полнење

За време нанафора коцки, ротирачкото дијамантско сечило со голема брзина работи заедно со дјоонизирани водени млазови со висок притисок (DI) за да се изврши сечење, ладење и чистење. Интензивното триење помеѓу сечилото и нафората генерира голема количина на статички полнеж; во исто време, DI водата подлежи на мала јонизација при прскање и удар со голема брзина, создавајќи мал број на јони. Бидејќи самиот силикон има тенденција да акумулира полнење, ако ова полнење не се испразни на време, напонот може да се зголеми до 500 V или повеќе и да предизвика електростатско празнење (ESD).

ESD не само што може да ги расипе металните меѓусебни врски или да ги оштети меѓуслојните диелектрици, туку и да предизвика силициумската прашина да се залепи на површината на обландата преку електростатско привлекување, што доведува до дефекти на честичките. Во потешки случаи, може да предизвика проблеми со подлогата за поврзување, како што е лошо поврзување на жица или подигнување на врската.

Кога јаглеродниот диоксид (CO2) се раствора во вода, формира јаглеродна киселина (H2CO3), која дополнително се дисоцира на водородни јони (H+) и бикарбонатни јони (HCO3-). Ова значително ја зголемува спроводливоста на водата за коцки и ја намалува нејзината отпорност. Поголемата спроводливост овозможува статичкото полнење брзо да се пренесе преку протокот на вода до земјата, што го отежнува акумулирањето на полнежот на површините на обландата или опремата.

Покрај тоа, CO2 е слабо електронегативен гас. Во високо-енергетско опкружување, може да се јонизира за да формира наелектризирани видови како што се CO2+ и O-. Овие јони можат да го неутрализираат полнењето на површината на обландата и на честичките во воздухот, дополнително намалувајќи го ризикот од електростатско привлекување и настани на ESD.

2. Намалување на контаминацијата и заштита на површината на нафора

Сечењето коцки на нафора генерира голема количина силиконска прашина. Овие фини честички лесно се наполнуваат и се прилепуваат на нафора или површини на опремата, предизвикувајќи контаминација со честички. Ако водата за ладење е малку алкална, може да поттикне и метални јони (како Fe, Ni и Cr ослободени од филтри или цевки од не'рѓосувачки челик) за да формираат талог од метален хидроксид. Овие талози може да се наталожат на површината на обландата или во рамките на улиците со коцки, што негативно ќе влијае на квалитетот на чипот.

По воведувањето на CO2, од една страна, неутрализацијата на полнежот ја ослабува електростатската привлечност помеѓу прашината и површината на обландата; од друга страна, протокот на гас CO2 помага да се дисперзираат честичките подалеку од зоната на коцки, намалувајќи ги нивните шанси за повторно таложење во критичните области.

Слабо киселата средина формирана од растворениот CO2, исто така, ја потиснува конверзијата на металните јони во талог од хидроксид, одржувајќи ги металите во растворена состојба, така што тие полесно се однесуваат од протокот на вода, што ги намалува остатоците на обландата и опремата.

Во исто време, CO2 е инертен. Со формирање на одредена заштитна атмосфера во областа за коцки, може да го намали директниот контакт помеѓу силициумската прашина и кислородот, намалувајќи го ризикот од оксидација на прашина, агломерација и последователна адхезија на површините. Ова помага да се одржи почиста средина за сечење и постабилни услови за процесот.

Внесувањето на CO2 во водата за сечење коцки за време на сечењето на нафора не само што ефикасно го контролира статичкиот ризик и ризикот од ESD, туку и значително ја намалува контаминацијата од прашина и метал, што го прави важно средство за подобрување на приносот на коцките и доверливоста на чиповите.