浆料再生装置、浆料再生方法以及再生浆料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对于在使用线锯切断硅等晶锭时使用的浆料，通过从该浆料去除切肩，从而使其能够再利用的浆料再生装置、浆料再生方法以及通过该浆料再生方法再生的再生浆料。
【背景技术】
[0002]使用于太阳能电池等的硅晶圆是通过使用线锯将硅晶锭切断(切片)而制得的。该切断硅晶锭的方法有固定磨粒方式和游离磨粒方式两种。在固定磨粒方式中，使用固定有钻石等磨粒的线锯和包含冷却剂(冷却液)的浆料来切断硅晶锭。此外，在游离磨粒方式中，使用线锯、冷却剂以及包含碳化硅等磨粒的浆料来切断硅晶锭。在两种方式中，均向使用线锯切断硅晶锭的部位(切削部位)供给浆料，以使其达到规定的供给量。浆料冷却切削部位，并从切削部位排出切肩(切削肩)。如此被切断后的切片上附着浆料以及切肩等。因此，在切断工序后清洗所述切片，据此，制得硅晶圆。
[0003]—般来讲，从制造成本的观点出发，在硅晶锭的切断工序中使用后的浆料(使用过的浆料)被再利用。该使用过的浆料中含有硅的切肩(以下简称为“切肩”)、磨粒(以游离磨粒方式切断的情况)等。因此，如果将使用过的浆料直接再利用，则会导致硅晶圆表面的损伤、硅晶圆的破损、切断机械的劣化等。对此，例如通过专利文献I记载的浆料再生方法从使用过的浆料去除切肩等。在该浆料再生方法中，使用所谓的横型离心分离机从使用过的浆料去除切肩等。据此，制得能够再利用的浆料(再生浆料)。在横型离心分离机中，通过使中心轴沿水平方向的螺杆旋转，让使用过的浆料以所述中心轴为旋转中心旋转，基于其离心力将切肩以及磨粒从使用过的浆料分离。如此制得的再生浆料(通过离心分离将切肩以及磨粒等分离出的浆料)被再利用。
[0004]然而，在再利用通过上述的方法制得的再生浆料的情况下，有时再生浆料的粘度大幅度上升。如果再生浆料的粘度上升，则因向切削部位供给再生浆料时的配管阻力的增加等，向切削部位的供给量变动，从切削部位排出切肩的能力变差。此外，如果使用该再生浆料，则在切断工序后的清洗工序中有时清洗能力变差(即，附着于切片的再生浆料等附着物难以去掉的情况)
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开公报特开2001-353660号
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种再生使用过的浆料的浆料再生装置以及浆料再生方法，以制得能够抑制粘度上升且抑制晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的再生浆料。此外，本发明的另一目的在于提供一种通过该浆料再生方法再生的再生浆料。
[0009]本发明人进行专心研究的结果发现:如果包含在再生浆料中的铁成分(铁、铁离子、氧化铁等)的量变多，则发生再生浆料的粘度上升以及晶锭切断后的清洗工序中的清洗能力变差的情况。详细而言，如下所述。
[0010]在晶锭切断工序中，线锯被削掉而来自线锯的铁(铁粉、铁粒子)混入再生浆料中。因此，随着晶锭切断的进展，再生浆料中的铁的量持续增加。混入于该再生浆料中的铁为微粉，因此，容易溶解于包含在再生浆料中的水分中而成为铁离子。此外，混入再生浆料中的铁的一部分之后接触于空气而成为氧化铁。由此，使用中的再生浆料中的铁成分增加。认为该铁成分主要作为铁离子存在于再生浆料中。
[0011]再生浆料如果被使用规定时间，则作为使用过的浆料而从晶锭的切断装置等排出，并使用横型离心分离机去除切肩等而被再利用。此时，包含在使用过的浆料中的铁成分中的铁(铁粉、铁粒子)的粒子的一部分被去除。但是，占铁成分的大部分的铁离子不能通过横型离心分离机去除。因此，有时通过去除切肩等而制得的再生浆料中含有大量的铁成分。
[0012]并且，在使用该包含大量铁成分的再生浆料时、即包含在该再生浆料中的铁成分的量进一步增加时，再生浆料的粘度上升，或切断晶锭后的清洗工序中的清洗能力变差。
[0013]本发明的一方式为将包含切肩的使用过的浆料再生为能够再利用的浆料再生装置，所述切肩在使用线锯切断晶锭时产生。该浆料再生装置包括:空气供给部，能够向使用过的浆料供给空气；以及离心分离部，对由所述空气供给部供给了空气的使用过的浆料进行离心分离。
[0014]此外，本发明另一方式为将包含切肩的使用过的浆料再生为能够再利用的浆料再生方法，所述切肩在使用线锯切断晶锭时产生。该浆料再生方法向所述使用过的浆料供给空气，并对被供给了空气的该使用过的浆料进行离心分离。
【附图说明】
[0015]图1是本实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
[0016]图2是表示所述浆料再生装置中的浆料的再生工序以及各工序后的物料平衡的例子的图。
[0017]图3是其它实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
[0018]图4是其它实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参照图1及图2说明本发明的一实施方式。图1是本实施方式所涉及的浆料再生装置的概略结构图。图2是表示浆料再生装置中的浆料的再生工序以及各工序后的物料平衡的例子的图。
[0020]本实施方式的浆料再生装置(以下也简称为“再生装置”)10例如在利用于半导体、太阳能电池等的硅晶圆的制造工序中，对在使用线锯切断硅晶锭(以下，也简称为“晶锭”)时被使用过的浆料进行再生(再生处理)。即，再生装置10通过从使用后的浆料分离(去除)硅切肩(以下，也简称为“切肩”)等混入物，能够使冷却剂再利用。此外，本实施方式的硅晶锭的切断方法为游离磨粒方式，但也可为固定磨粒方式。
[0021]下面，首先说明浆料(使用过的浆料以及再生浆料)，之后具体说明再生装置10。
[0022]浆料包含冷却剂和大量的磨粒。该浆料在晶锭的切断工序中被供给至晶锭的用线锯切削的部位，并对切削部位进行冷却以及从切削部位排出切肩等。在以下说明中，将使用于晶锭的切断后的浆料称为使用过的浆料，将通过再生装置10进行再生处理(对使用过的浆料进行切肩等混入物的分离等)后的浆料称为再生浆料。
[0023]再生浆料除了包含冷却剂和大量的磨粒以外还包含使用线锯切断晶锭时产生的少量的切肩以及铁成分等。该铁成分是线锯被削掉等而产生的来自线锯的铁(铁粉、铁粒子)、铁离子(Fe' Fe3+)、氧化铁(例如Fe2O3等)等。
[0024]再生浆料的铁成分的浓度为100ppm以下。该再生浆料的铁成分的浓度可如下地获得。例如，在再生浆料的一部分中添加硝酸和氢氟酸并进行加热处理，从而生成使包含在该再生楽料中的铁、氧化铁等粒子溶解的试料。然后，用ICP(Inductively CoupledPlasma，电感親合等离子体)分析该试料。据此，获得再生楽料中的铁成分的浓度。此外，铁成分的浓度的测量方法并不限定于所述的测量方法。也可使用公知的其它测量方法。
[0025]冷却剂例如以聚乙二醇等水溶性溶剂为主成分。详细而言，冷却剂中例如有单独由聚乙二醇构成的冷却剂、将水、pH调整剂、粘度调整剂、分散剂、凝聚剂等作为添加物调配到聚乙二醇中的冷却剂。此外，冷却剂中也有以二甘醇为主成分，并将水、pH调整剂、粘度调整剂、分散剂、凝聚剂等作为添加物调配到二甘醇中的冷却剂。该冷却剂的粘度为10?15cp程度。
[0026]此外，在用水稀释冷却剂的情况下，有时存在添加各种添加物的情况等。因此，冷却剂的成分以及粘度并不限定于上述的成分。即，冷却剂只要能使用于在用线锯切断晶锭时使用的浆料中即可，也可为其它成分以及粘度。
[0027]磨粒例如为碳化硅(SiC)等粒子，其平均粒径例如为8?15 μ m。此外，磨粒只要能使用于游离磨粒方式的晶锭切断，也可为其它材料的粒子。
[0028]包含在再生浆料中的铁是在使用线锯切断晶锭时，因摩擦等而由线锯产生的铁(铁粉、铁粒子)等。该铁溶解于包含在冷却剂中的水(水分)，成为铁离子(Fe2+、Fe3+)。并且，该铁离子随着时间经过氧化而成为氧化铁。因此，再生浆料除了包含铁以外还包含铁离子、氧化铁。此外，使用过的浆料也为使用于晶锭的切断后的浆料，因此，也包含铁、铁离子、
氧化铁等。
[0029]再生装置10包括磨粒回收部11、铁成分分离用贮存部13、铁成