वेफर डाइसिंग प्रक्रिया के दौरान CO₂ का परिचय क्यों दिया जाता है?

दौरान डाइसिंग पानी में CO₂ का परिचयवफ़रकटिंग स्थिर चार्ज बिल्डअप को दबाने और संदूषण जोखिम को कम करने के लिए एक प्रभावी प्रक्रिया उपाय है, जिससे डाइसिंग उपज और दीर्घकालिक चिप विश्वसनीयता में सुधार होता है।

1. स्टेटिक चार्ज बिल्डअप को दबाना

दौरानवेफर डाइसिंग, एक उच्च गति से घूमने वाला हीरा ब्लेड काटने, ठंडा करने और सफाई करने के लिए उच्च दबाव वाले विआयनीकृत (डीआई) जल जेट के साथ मिलकर काम करता है। ब्लेड और वेफर के बीच तीव्र घर्षण से बड़ी मात्रा में स्थैतिक चार्ज उत्पन्न होता है; उसी समय, डीआई पानी उच्च गति के छिड़काव और प्रभाव के तहत मामूली आयनीकरण से गुजरता है, जिससे कम संख्या में आयन उत्पन्न होते हैं। चूँकि सिलिकॉन स्वयं चार्ज जमा करता है, यदि इस चार्ज को समय पर डिस्चार्ज नहीं किया जाता है, तो वोल्टेज 500 V या उससे अधिक तक बढ़ सकता है और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को ट्रिगर कर सकता है।

ईएसडी न केवल धातु के इंटरकनेक्ट को तोड़ सकता है या इंटरलेयर डाइलेक्ट्रिक्स को नुकसान पहुंचा सकता है, बल्कि इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के माध्यम से सिलिकॉन धूल को वेफर सतह पर चिपकने का कारण बन सकता है, जिससे कण दोष हो सकता है। अधिक गंभीर मामलों में, यह खराब वायर बॉन्डिंग या बॉन्ड लिफ्ट-ऑफ जैसे बॉन्ड पैड मुद्दों का कारण बन सकता है।

जब कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) पानी में घुल जाता है, तो यह कार्बोनिक एसिड (H₂CO₃) बनाता है, जो आगे चलकर हाइड्रोजन आयन (H⁺) और बाइकार्बोनेट आयन (HCO₃⁻) में विघटित हो जाता है। इससे डाइसिंग पानी की चालकता काफी बढ़ जाती है और इसकी प्रतिरोधकता कम हो जाती है। उच्च चालकता स्थैतिक चार्ज को पानी के प्रवाह के माध्यम से जमीन पर तेजी से ले जाने की अनुमति देती है, जिससे चार्ज को वेफर या उपकरण सतहों पर जमा करना मुश्किल हो जाता है।

इसके अलावा, CO₂ एक कमजोर विद्युत ऋणात्मक गैस है। उच्च-ऊर्जा वाले वातावरण में, इसे CO₂⁺ और O⁻ जैसी आवेशित प्रजातियाँ बनाने के लिए आयनित किया जा सकता है। ये आयन वेफर सतह और वायुजनित कणों पर चार्ज को बेअसर कर सकते हैं, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और ईएसडी घटनाओं का खतरा कम हो जाता है।

2. संदूषण को कम करना और वेफर सतह की सुरक्षा करना

वेफर डाइसिंग से बड़ी मात्रा में सिलिकॉन धूल उत्पन्न होती है। ये बारीक कण आसानी से चार्ज हो जाते हैं और वेफर या उपकरण की सतहों से चिपक जाते हैं, जिससे कण संदूषण होता है। यदि ठंडा पानी थोड़ा क्षारीय है, तो यह धातु आयनों (जैसे स्टेनलेस स्टील फिल्टर या पाइपिंग से जारी Fe, Ni, और Cr) को धातु हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप बनाने के लिए भी बढ़ावा दे सकता है। ये अवक्षेप वेफर सतह पर या डाइसिंग सड़कों के भीतर जमा हो सकते हैं, जिससे चिप की गुणवत्ता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है।

CO₂ शुरू करने के बाद, एक ओर, चार्ज न्यूट्रलाइजेशन धूल और वेफर सतह के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण को कमजोर कर देता है; दूसरी ओर, CO₂ गैस का प्रवाह कणों को डाइसिंग क्षेत्र से दूर फैलाने में मदद करता है, जिससे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में उनके पुनः जमा होने की संभावना कम हो जाती है।

विघटित CO₂ द्वारा निर्मित कमजोर अम्लीय वातावरण धातु आयनों के हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप में रूपांतरण को भी रोकता है, जिससे धातुएं विघटित अवस्था में रहती हैं ताकि वे पानी के प्रवाह द्वारा अधिक आसानी से बह जाएं, जिससे वेफर और उपकरणों पर अवशेष कम हो जाते हैं।

At the same time, CO₂ is inert. डाइसिंग क्षेत्र में एक निश्चित सुरक्षात्मक वातावरण बनाकर, यह सिलिकॉन धूल और ऑक्सीजन के बीच सीधे संपर्क को कम कर सकता है, जिससे धूल ऑक्सीकरण, ढेर और बाद में सतहों पर चिपकने का खतरा कम हो जाता है। इससे कटाई के स्वच्छ वातावरण और अधिक स्थिर प्रक्रिया स्थितियों को बनाए रखने में मदद मिलती है।

वेफर कटिंग के दौरान डाइसिंग पानी में CO₂ का परिचय न केवल स्थैतिक और ईएसडी जोखिम को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करता है, बल्कि धूल और धातु संदूषण को भी काफी कम करता है, जिससे यह डाइसिंग उपज और चिप विश्वसनीयता में सुधार करने का एक महत्वपूर्ण साधन बन जाता है।