Warum ist der spezifische Widerstand von Wasser beim Wafer-Dicing so gering?

In diesem Artikel wird das Konzept sowie die Art und Weise und der Grund erläutert, warum Wasser beim Wafer-Dicing-Prozess eine Rolle spielt.

Der Widerstandswert von Wasser beim Waferschneiden beträgt < 1 MΩ·m, aber der spezifische Widerstand von Reinstwasser beträgt 18,3 MΩ·m. Warum also Wasser mit einem so geringen spezifischen Widerstand verwenden? Wie erreicht man einen Widerstandsabfall?

Was ist Wafer-Dicing (Dicing)?
Wafer-Dicing: Nachdem der Wafer alle Herstellungsprozesse durchlaufen hat, muss er zum weiteren Verpacken und Testen in Chips geschnitten werden.
Wie viele Möglichkeiten gibt es zum Wafer-Dicing (Wafer-Zerteilen)?
Umfasst im Allgemeinen mechanisches Schneiden, Laserschneiden, Plasmaschneiden usw. Die Frage des Teilnehmers betraf hauptsächlich das mechanische Schneiden, also das Diamantklingenschneiden, also das Schneiden von Halbleiterscheiben und Trennen einzelner Chips mithilfe einer mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Diamantklinge.
Warum ist beim Wafer-Dicing (Würfelschneiden) Wasser im Spiel?
1. Kühlung: Beim Schneiden der Klinge entsteht viel Wärme, die zu Verformungen und sogar Rissen im Wafer führt. Wasser trifft auf die Oberfläche des Wafers und kann die beim Zerteilen entstehende Wärme abführen, sodass die Temperatur des Wafers niedrig bleibt. 2. Schneidspäne entfernen: Beim Schneiden der Klinge entstehen zwangsläufig große Mengen an Schneidspänen. Werden diese Späne nicht rechtzeitig entfernt, können sie das Schneidwerkzeug beschädigen, die Schnittgenauigkeit beeinträchtigen und den Wafer zerkratzen.

3. Reibung verringern: Wenn keine Wasserschmierung vorhanden ist, verschleißt die Klinge sehr schnell und die Oberfläche des Wafers wird stark beschädigt. Wasser verringert die Reibung zwischen Klinge und Wafer und verlängert so die Lebensdauer der Klinge.
Warum ist der spezifische Widerstand von Wasser beim Wafer-Dicing so gering?
Beim Schneiden kann die Reibung zwischen Wafer und Klinge bei hoher Geschwindigkeit zur Ansammlung statischer Elektrizität führen, die den Wafer beschädigen und weitere Schneideabfälle anziehen kann. Daher wird CO2 in ultrareines Wasser injiziert, und CO₂ kann sich im Wasser lösen und Kohlensäure (H₂CO₃) bilden. Kohlensäure ist eine schwache Säure, die sich in der Mitte des Wassers in Wasserstoffionen und Bicarbonat-Ionen (HCO₃⁻) zersetzt. Ihre Anwesenheit erhöht die Leitfähigkeit des Wassers und verringert dadurch den spezifischen Widerstand des Wassers, um die Ansammlung statischer Elektrizität zu verhindern.