本发明专利技术的线锯切割流体组合物包含２５至７５重量％的颗粒研磨剂，该颗粒研磨剂悬浮于含有聚合物粘度调节剂的含水载体中，该聚合物粘度调节剂包括包含大部分的非离子型单体单元（优选包含１００摩尔％的非离子型单体单元）的聚合物，具有至少５ｋＤａ的数均分子量（Ｍｎ），且以足以为该组合物提供在２５℃下在６０ｒｐｍ的心轴旋转速度下在５０至１０００ｃＰ范围内例如５０至７００ｃｐ的布氏粘度的浓度存在于该组合物中。在一个实施方式中，该粘度调节剂包括具有至少２００ｋＤａ的重均分子量（Ｍｗ）的聚合物。当利用２００ｋＤａ或更大Ｍｗ的粘度调节剂时，优选的线锯切割方法为通过在不大于１０４ｓ－１的相对低的剪切速率下运行的泵和喷嘴循环和施加该切割流体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线锯切割流体组合物和方法。更具体地，本专利技术涉及含水线锯切割流体浆料及其使用方法。
技术介绍
线锯切割(wire sawing)是制造通常称为“晶片”的半导体材料的薄基材的主要方法。半导体晶片对集成电路和光伏工业(其可更通常称为固态电子学工业)来说是必需的。经受“切片Offering)”的常见基材材料尤其包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化铝、碲、二氧化硅、砷化镓、磷化铟、硫化镉、锗、硫化锌、灰锡、硒、硼、碘化银和锑化铟。典型的线锯切割方法包括横跨一大块基材材料拉动线，处于其未切片的状态的所述一大块基材材料或工件通常被称为梨晶(boule)或晶锭(ingot)。所述线典型地包含一种或多种金属或合金例如钢。在正在进行切割的区域中，将切割流体施加到线锯上。该切割流体冷却和润滑该线和工件。该切割流体中典型地包含颗粒研磨剂以提高切割效率。该研磨剂通常基于被切割的基材的硬度进行选择，较硬的研磨剂用于较硬的基材。切割流体可为非水流体诸如烃油、或其它有机材料诸如二醇或聚(乙二醇)材料。 含水流体典型地包括溶解或分散于水中的不同量和类型的有机溶剂或聚合物。目前切割线技术中的一个难点为处理废切割流体的成本日益增加、以及关于环境影响的顾虑，所述环境影响取决于对这样的处理所选择的方法。目前切割线技术中的另一难点涉及在切割工件的过程期间所产生的热和剪切力。 该热和剪切力不仅由在切割线、研磨剂颗粒和基材表面之间的切割界面处的对于切割过程是必需的摩擦产生，而且由在将切割流体浆料输送至切割界面时使用的泵送机构和导管产生。热和剪切力可损害存在于含水切割流体浆料中的有机材料特别是聚合物材料的完整性，所述有机材料典型地添加至该流体中以提供足够的粘度以使研磨剂颗粒保持均勻分散和有助于使切割流体粘附至切割线上。具有200千道尔顿(kDa)或更大的重均分子量的聚合物的分解是特别有问题的，因为这样的聚合物典型地以相对小的量使用，且由于剪切所导致的分子量降低使切割流体的粘度显著减小。剪切力出现在切割表面处以及用于将切割流体施加到线上的泵和喷嘴中。存在对这样的含水切割流体的持续需要，为了良好的冷却能力，其具有相对高的水含量，同时其仍具有足够的粘度以在多个再循环重复期间使研磨剂颗粒保持为均勻的悬浮液并且使所述流体粘附至切割线上。下面在本文中阐述的本专利技术是对线锯切割
的有益扩充。
技术实现思路
本专利技术的线锯切割流体组合物包含25至75重量％的颗粒研磨剂，其悬浮于含有聚合物粘度调节剂的含水载体中。该粘度调节剂包括以摩尔数计包含大部分的非离子型单体单元(例如，至少50或60摩尔％的非离子型单体单元)的聚合物，具有至少5kDa的数均分子量(Mn)，且以足以为该组合物提供在25°C下在60转/分钟(rpm)的心轴(spindle) 旋转速度下50至1000厘泊(cP)范围内例如50至700cP的布氏粘度的浓度存在于该含水载体中。在一些优选实施方式中，该粘度调节剂是适度地剪切变稀(moderately shear thinning)的。在一个实施方式中，该粘度调节剂包括非离子型聚合物，具有20至200kDa的重均分子量(Mw)，且以足以为组合物提供在25°C下在60rpm的心轴旋转速度下75至700cP 范围内的布氏粘度的浓度存在于该含水载体中。在另一实施方式中，粘度调节剂具有至少 200kDa 的 Mw。当在本专利技术的切割流体中利用200kDa或更大Mw的粘度调节剂时，优选的线锯切割方法包括用在相对低剪切条件下运行的泵送和分配系统使该切割流体再循环。在这样的情况下，将含水切割流体浆料从再循环贮存器施加到线锯上，其中通过在不大于ΙΟ4。1、优选不大于IO3s-1的相对低剪切速率下运行的泵和喷嘴循环和施加该切割流体浆料。具体实施例方式本专利技术的线锯切割流体为悬浮于含有聚合物粘度调节剂的含水载体中的研磨剂的含水浆料。该粘度调节剂以足以使该组合物的粘度保持在最佳粘度范围内(例如，50至 IOOOcP如75至700cP的组合物粘度，如通过布鲁克菲尔德粘度测定法在25°C下在60rpm 的心轴旋转速度下测定的)的浓度存在于该含水载体中。载体的粘度有助于使研磨剂颗粒悬浮于载体中并且促进切割流体粘着至切割线上。优选地，粘度调节剂的浓度足以使切割流体组合物的粘度保持在150至500cP的范围内。本专利技术的组合物包含至少25重量％的相对均勻地分散和悬浮于切割流体的含水载体中的研磨剂颗粒。优选地，切割流体包含不多于75重量％的研磨剂。在一些优选实施方式中，研磨剂以基于组合物总重量的35至70重量％、优选40至60重量％ (例如50% ) 的浓度存在于组合物中。切割浆料的两种组分即研磨剂颗粒和载体可分开或一起包装和储存，且优选分开包装和储存。在使用者安排不远的将来的切割程序时，研磨剂颗粒和载体可在切割浆料被安排使用的时间之前组合。预先组合所述两种组分的时间可为例如切割程序当天直至安排的切割程序之前约一年、更优选直至安排的切割程序之前约六个月、甚至更优选直至安排的切割程序之前约一个月。优选地，研磨剂与载体的组合提供胶体稳定的悬浮液。如本文中所使用的，术语 “胶体稳定的”及其语法变型是指颗粒的悬浮液随时间的保持性。在本专利技术的上下文中，如果在将研磨剂置于100毫升量筒内并使其无搅动地静置2小时时，量筒底部50毫升中的颗粒浓度(，以克/毫升表示)与量筒顶部50毫升中的颗粒浓度(，以克/毫升表示) 之间的差除以研磨剂组合物中颗粒的总浓度(，以克/毫升表示)小于或等于0.5(即， (_)/彡0. 5)，则认为研磨剂悬浮液是胶体稳定的。(-)/的值合意地小于或等于0. 3，且优选小于或等于0. 1。研磨剂颗粒优选具有在1至500微米范围内的平均粒度，例如，如通过筛分、光散射或颗粒表征领域中已知的任何其它方法所测定的。在一些实施方式中，研磨剂的平均粒度为2 μ m至25 μ m、优选为4 μ m至16 μ m、且更优选6 μ m至16 μ m。如制造切割浆料时通常所采用的，研磨剂颗粒被制造和分离以具有基本上均勻的平均直径，例如具有正负不超过50%、不超过40%、不超过30%、不超过20%、不超过10%、或者不超过5%的范围的平均直径。例如，具有10 μ m的平均直径的研磨剂颗粒制剂(pr印aration)可具有5 μ m至 15 μ m>6 μ m M 14 μ m>7 μ m M 13 μ m>8 μ m M 12 μ m>9 μ m M llym>nJc9. 5μπιΜ 10. 5 μ m的直径范围。基于待切割的基材梨晶的硬度选择研磨剂。通常，研磨剂颗粒具有至少7. 5、优选 8至10的莫氏硬度。合适的研磨剂材料包括，但不限于，碳化硅(SiC)、氮化硅、金刚石、碳化钨、碳化硼(B4C)、立方氮化硼(CBN)、氮化硼、α-氧化铝、氧化铝、氧化锆、碳化钨、金刚砂、刚玉粉(corundum powder)或类似莫氏硬度的任何其它研磨剂。用于切割半导体基材的优选研磨剂为碳化硅或金刚石。虽然高的水含量对于改善的冷却效率是有益的和合乎需要的，但是由于水被反应性金属或类金属诸如硅还原所导致的氢气产生可为在利用含水切割流体组合物的线锯过程中的重大问题。在线锯切割过程中本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．线锯切割流体组合物，其包含２５至７５重量％的颗粒研磨剂，该颗粒研磨剂悬浮于含有聚合物粘度调节剂的含水载体中；其中该粘度调节剂包括以单体摩尔数计包含大部分的非离子型单体单元的聚合物，具有至少５千道尔顿（ｋＤａ）的数均分子量（Ｍｎ），且以足以为该组合物提供在２５℃下在６０转／分钟（ｒｐｍ）的心轴旋转速度下５０至１０００厘泊（ｃＰ）范围内的布氏粘度的浓度存在于该含水载体中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S格伦比尼，
申请(专利权)人：嘉柏微电子材料股份公司，
类型：发明
国别省市：US
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