专利名称：从晶体切割晶片的锯削悬浮液和方法
技术领域：
本发明涉及一种锯削悬浮液，该悬浮液是由一种本质上非水的液体组成，且硬材料分散在其中。该锯削悬浮液被用来与一个线锯相结合，用来从一种脆性的且为硬材料的晶体上切割晶片。
比如，使用线锯，从而将硅晶体分成薄晶片。在这种方法中，采用一种被称为浆液的锯削悬浮液作为具有研磨作用的介质，该悬浮液是从锯线输送到晶体上的。该锯削悬浮液由一种分散在液体中的硬材料颗粒组成。具有油基和具有水基的锯削悬浮液是已知的。
从EP-686 684 A1中显示出，采用油作为锯削悬浮液的液体是无益的。其原因尤其是因为清洁被油污染的线锯各部分和晶片的是昂贵的。因此，提出了一种具有水基且必须含有水溶性聚合物的锯削悬浮液。
根据JP-4 218 594，如果采用一种含有某种乙二醇和增稠剂的含水锯削悬浮液，那么，由切割操作造成的对晶片的表面损伤的程度被降低。
US-4,853,140描述了，如果采用一种冷却润滑剂用锯条从晶体上切割硅晶片，水溶性冷却润滑剂的选择是如何有利地影响硅晶片的形状(几何)的。
如果使用线锯作为锯削工具，也必须注意使被切的晶片具有尽可能平坦的横截表面，另外，这些表面还必须相互平行。典型地，与该理想形状的偏差通过测量晶片的厚度变化(TTV值)和挠度(翘曲值)来量化。
本发明基于这样的理解，即，如果使用已知的锯削悬浮液，-经常获得几何形状不令人满意的晶片，-由硬化材料形成表皮，并且，其结果是，污染了的晶片和线锯部分只能用困难的方法来清洁，-在反复使用一种锯削悬浮液后，所获晶片的几何形状有时会恶化。
因此，本发明的目的在于开发一种锯削悬浮液，其在使用该悬浮液的过程中，这些不利的现象不会出现。
本发明涉及一种锯削悬浮液，该悬浮液是由一种本质上非水的液体组成，且硬材料物质分散在其中，其中，该非水液体是从包含低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中选出的。
本发明还涉及一种方法，其中该锯削悬浮液被用来与一个线锯相配合，用来从一种脆性的且为硬材料的晶体上切割晶片。
尤其，该锯削悬浮液适用于切割至少150mm的大直径晶片。至于所切晶片的几何形状，当使用该锯削悬浮液时，所获得的结果至少等于当使用油基锯削悬浮液时所得到的结果。与水性锯削悬浮液相比较，所提出的锯削悬浮液允许更长的使用时间。表皮的形成显著减少。锯削悬浮液的残留物可以用水来去除，而不需要特殊的方法。另外，该锯削悬浮液的好的环境适应性是显见的，因为所提出的液体成分是无毒的且是可以生物降解的。
已知显示出，含水锯削悬浮液是适用于在相对较短的时间内使用，因为在其使用过程中，水分快速损失且硬材料颗粒沉积。当从硅晶体上锯削时，这种水的损失被加速了，因为随着热的产生，切下的硅将水分解成氢和氧。结果，还形成包裹与其一起沉淀的硬材料颗粒的二氧化硅。再有，由于气体的产生结果是产生了讨厌的泡沫。这些情形最终具有这样的作用，即在即使一段相对短的时间内使用含水锯削悬浮液后，所切下的晶片的几何形状就不再满足要求了。
因此，不用水对于在较长时间且成功地使用所提出的锯削悬浮液来讲是尤为重要的。然而，如果水的存在可归因于用来制备该锯削悬浮液的液体的吸湿性质的化，比如，相对于锯削悬浮液的重量，少量达5％(重量)的水是可以允许的。使用非水液体，该液体是从包含低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中选出的，该液体在20℃时的粘度优选为50至800mPa·s。该化合物的优选分子量范围为75至150。优选为丙二醇、二丙二醇、三甘醇和低分子量聚乙二醇，以及所述化合物的混合物。尤其优选的为二丙二醇。
为制备锯削悬浮液，是将硬材料颗粒分散在液体中，优选使用在EP 686684 A1中提及的硬材料。特别优选的硬材料为碳化硅。
在进行了一定次数的锯削操作后，该锯削悬浮液可以被替换。还可以一开始就以一定的间隔仅更新锯削悬浮液的一部分。
进一步优选的是逐渐收集废的锯削悬浮液并从液体中去除硬材料。该硬材料可有选择地进行重复使用。在处理该液体时，优选利用它的生物可降解性。
权利要求
1.一种锯削悬浮液，该悬浮液由一种本质上非水的液体组成，且硬材料颗粒分散在其中，其中，该非水液体是从包含低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物的中选出的。
2.如权利要求1所述的锯削悬浮液，其中，非水相液体是从包含丙二醇、二丙二醇、三甘醇和低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的混合物中选出的。
3.如权利要求1或2的锯削悬浮液，其中，该非水液体在20℃时的粘度为50至800mPa·s。
4.一种用线锯和锯削悬浮液从脆性且为硬的材料上切割晶片的方法，所述的锯削悬浮液由一种本质上非水的液体组成，且硬材料颗粒分散在其中，其中，该非水液体是从包含低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物的中选出的。
5.如权利要求4所述的方法，其中，非水相液体是从包含丙二醇、二丙二醇、三甘醇和低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的混合物中选出的。
全文摘要
本发明涉及一种锯削悬浮液,该悬浮液是由一种本质上非水的液体组成,且硬材料颗粒分散在其中。该液体是从包含低分子量聚乙二醇的一组化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中选出的。该锯削悬浮液与线锯结合使用,用来从脆性且为硬的材料上切割晶片。
文档编号C09K3/14GK1180726SQ9711706
公开日1998年5月6日 申请日期1997年10月13日 优先权日1996年10月17日
发明者弗农·那普瑞斯, 瓦尔特·弗兰克, 马克西米利安·克泽尔, 阿尔贝特·帕姆威瑟 申请人:瓦克硅电子半导体材料股份公司