เหตุใดความต้านทานของน้ำจึงน้อยมากเมื่อทำการหั่นเวเฟอร์?

บทความนี้จะอธิบายแนวคิด วิธีการ และสาเหตุที่ต้องใช้น้ำในการหั่นเวเฟอร์

กฎความต้านทานของน้ำระหว่างการหั่นเวเฟอร์น้อยกว่า 1 MΩ·m แต่ค่าความต้านทานของน้ำบริสุทธิ์พิเศษอยู่ที่ 18.3 MΩ·m แล้วทำไมจึงต้องใช้น้ำที่มีค่าความต้านทานต่ำขนาดนั้น ทำอย่างไรจึงจะลดค่าความต้านทานได้

การไดซิ่งเวเฟอร์ (Dicing) คืออะไร?
การหั่นเวเฟอร์ การหั่นเวเฟอร์ หลังจากที่เวเฟอร์ผ่านขั้นตอนการผลิตทั้งหมดแล้ว จะต้องตัดเวเฟอร์ให้เป็นชิ้นๆ เพื่อบรรจุหีบห่อและทดสอบต่อไป
การหั่นเวเฟอร์ (dicing) มีกี่วิธี?
โดยทั่วไปประกอบด้วยการตัดทางกล การตัดด้วยเลเซอร์ การตัดพลาสม่า ฯลฯ คำถามของผู้เข้าร่วมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการตัดทางกล เช่น การตัดด้วยใบมีดเพชร การตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ และการแยกชิปแต่ละชิ้นโดยใช้ใบมีดเพชรหมุนความเร็วสูง
ทำไมการหั่นเวเฟอร์ (dicing) ถึงต้องมีน้ำเข้ามาเกี่ยวข้อง?
1. การระบายความร้อน: เมื่อใบมีดถูกตัด ความร้อนจำนวนมากจะเกิดขึ้น ซึ่งจะทำให้เวเฟอร์เสียรูปและแตกร้าวได้ น้ำจะเข้าไปกระทบกับพื้นผิวของเวเฟอร์และสามารถขจัดความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการหั่น ทำให้อุณหภูมิของเวเฟอร์อยู่ในระดับต่ำ 2. กำจัดเศษที่ตัดออก: เมื่อใบมีดตัด เศษที่ตัดออกจำนวนมากจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หากไม่กำจัดเศษเหล่านี้ออกไปในเวลาที่กำหนด อาจทำให้เครื่องมือตัดเสียหาย ส่งผลต่อความแม่นยำในการตัด และทำให้เวเฟอร์เกิดรอยขีดข่วนได้

3. ลดแรงเสียดทาน: หากไม่มีการหล่อลื่นด้วยน้ำ การสึกหรอของใบมีดจะรวดเร็วมาก และความเสียหายต่อพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ก็จะรุนแรงเช่นกัน น้ำจะช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างใบมีดและแผ่นเวเฟอร์ ทำให้ใบมีดมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
เหตุใดค่าความต้านทานของน้ำจึงน้อยมากเมื่อทำการหั่นเวเฟอร์?
ในระหว่างการหั่น แรงเสียดทานความเร็วสูงระหว่างเวเฟอร์และใบมีดสามารถนำไปสู่การสะสมของไฟฟ้าสถิตย์ ซึ่งอาจทำให้เวเฟอร์เสียหายและดึงดูดเศษวัสดุจากการหั่นมากขึ้น ดังนั้น CO2 จึงถูกฉีดเข้าไปในน้ำบริสุทธิ์พิเศษ และ CO2 สามารถละลายในน้ำและเกิดกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) กรดคาร์บอนิกเป็นกรดอ่อนที่สลายตัวเป็นไอออนไฮโดรเจนและไอออนไบคาร์บอเนต (HCO₃⁻) ตรงกลางของน้ำ ซึ่งการมีไอออนเหล่านี้จะเพิ่มการนำไฟฟ้าของน้ำ จึงลดความต้านทานของน้ำเพื่อป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิตย์