Wafer Saw 공정에서 CO2가 유입되는 이유

다이싱수에 CO2를 도입하는 것은 웨이퍼 쏘 공정에서 정전기 축적을 억제하고 오염을 줄여 다이싱 수율과 칩의 신뢰성을 향상시키는 중요한 기술적 조치입니다.

정전기 제거

그만큼웨이퍼다이싱 공정에서는 절단을 위해 고속 회전하는 다이아몬드 블레이드를 사용해야 하며, 냉각 및 세척을 위해 DI수를 분사합니다. 이 과정에서 마찰로 인해 많은 양의 정전기가 발생합니다. 동시에, DI수는 고압 분사 및 충돌 중에 약한 이온화를 겪어 소수의 이온을 생성합니다. 실리콘 소재 자체는 전하를 쉽게 축적하는 특성을 갖고 있습니다. 이 정전기를 제어하지 않으면 전압이 500V 이상으로 상승하여 정전기 방전이 발생할 수 있습니다. 이는 회로 금속 배선을 손상시키거나 층간 유전체 균열을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 정전기 흡착으로 인해 실리콘 먼지가 웨이퍼를 오염시키거나 본딩 패드에서 본드 리프트 문제를 일으킬 수도 있습니다.

CO2가 물에 유입되면 용해되어 H2CO₃를 형성합니다. H2CO₃는 이온화되어 H⁺ 및 HCO₃⁻를 생성하며, 이는 물의 전도도를 크게 높이는 동시에 저항성을 효과적으로 낮춥니다. 이러한 높은 전도성은 물 흐름을 통해 접지로 정전기를 빠르게 전도할 수 있게 하여 전하 축적을 방지합니다. 또한 약한 전기음성도를 갖는 CO2는 고에너지 환경에서 이온화되어 하전 입자(예: CO2⁺ 및 O⁻)를 생성할 수 있습니다. 이러한 입자는 웨이퍼 표면이나 먼지에 의해 운반되는 전하를 중화시켜 정전기 흡착 및 정전기 방전의 위험을 줄일 수 있습니다.

오염 감소 및 표면 보호

작업 중 발생하는 실리콘 먼지웨이퍼톱 공정에서는 정전기가 축적되어 웨이퍼나 장비 표면에 달라붙어 오염을 초래할 수 있습니다. 동시에 냉각수가 알칼리성인 경우 금속 입자(스테인리스 강의 Fe, Ni 및 Cr 이온 등)가 수산화물 침전물을 형성하게 됩니다. 수산화물 침전물은 웨이퍼 표면이나 다이싱 채널에 침전되어 칩 품질에 영향을 미칩니다.

CO2가 유입되면 전하를 중화시켜 먼지와 표면 사이의 정전기력을 약화시킵니다. 한편, CO2 기류는 절단 영역의 먼지를 분산시켜 2차 접착을 방지합니다. CO2를 첨가하면 금속 이온 침전을 억제하여 금속 이온이 용해된 상태로 유지되고 물의 흐름을 통해 금속 이온이 제거되는 약산성 환경이 조성됩니다. 또한 CO2는 불활성 가스이기 때문에 실리콘 먼지와 산소의 접촉을 줄여 먼지의 산화 및 뭉침을 방지하고 절단 환경의 청결도를 더욱 향상시킵니다.

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