固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓的製作方法

2023-05-26 21:30:31

專利名稱：固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種用於使 用固定研磨粒線鋸來切割矽鑄錠的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓。
背景技術：
先前以來，矽鑄錠的切割是使用利用游離研磨粒的帶鋸或線鋸的切割。使用游離研磨粒的帶鋸或線鋸的切割具有以下問題經切割的晶圓上附著有漿料，後續步驟中的清洗負擔較高，此外，難以從矽鑄錠的切割使用液中分離出遊離研磨粒、油汙、切割液，而回收
性較差。對於這些問題，業界開發出一種使用電沉積或樹脂黏結劑(resin bond)將研磨粒固定於在線的固定線鋸，其具有簡化清洗步驟及可從矽鑄錠的切割使用液中分離出切割液與油汙，而提高回收性的優點。業界提出水或如專利文獻I及2的水溶性切割液作為使用該固定線鋸切割矽時所使用的切割液。[專利文獻I]日本特開2003-82334號公報[專利文獻2]日本特開2009-57423號公報

發明內容
然而，在使用這些水溶性切割液切割矽的情形時，存在矽與水反應而產生氫氣的缺點，並且由於矽與水反應所產生的氫氣，而引起發泡或矽凝聚，而使切割液的黏度上升，無法獲得目標的切割性能。又存在由於矽與水反應所產生的氫氣與切割液本身的發泡性，而其後使用離心分離機的回收性較差的問題。因此，本發明提供了一種切割性能較高，可抑制因矽與水反應而產生氫氣的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓。為解決上述的問題，本發明的眾發明人反覆潛心研究，結果發現，通過使用以特定比例含有(a)由特定通式所構成的聚醚、(b) 二醇(glycol)及分子量為100 300的低分子量二醇醚的至少一種、以及(C)水的水溶性切割液，即便在用於固定研磨粒線鋸的情形時，切割性能也高，並且可抑制因矽與水反應而產生氫氣。即，本發明是一種固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，其特徵在於含有(a)式(I)所示的聚醚、(b) 二醇(glycol)及分子量為100 300的低分子量二醇醚的至少一種、以及(c)水，(a)與(b)之比為I : 99 50 50，(c)的含量為5 50重量％。C4H9O(EO)m(AO)nR1(I)其中，R1表示氫原子或碳數為I 8的燒基或烯基,EO表示氧伸乙基(oxyethylenegroup), AO表示碳數為3 4的氧伸燒基(oxyalkylene group), m及n分別表示I 20的加成摩爾數。此外，本發明是一種鑄錠切割方法、固定研磨粒線鋸用水溶性切割液的回收方法、及使用上述鑄錠切割方法切割所得的晶圓，上述鑄錠切割方法的特徵在於使用上述固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，通過固定研磨粒線鋸來切割矽鑄錠；上述固定研磨粒線鋸用水溶性切割液的回收方法的特徵在於通過該鑄錠切割方法進行鑄錠的切割後，使用離心分離機從矽中分離出固定研磨粒線鋸用水溶性切割液。如上所述，根據本發明，可提供一種切割性能較高，並且可抑制因矽與水反應而產生氫氣的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓。
具體實施例方式本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液所使用的(a)聚醚的式⑴中，R1為氫原子或碳數為I 8的烷基或烯基，EO為氧伸乙基，AO為碳數為3或4的氧伸烷基，m及n分別表示I 20的加成摩爾數。又，式⑴所示的聚醚可通過無規聚合而聚合，也可以通過嵌段聚合而聚合。式(I)所示的聚醚的重量平均分子量優選為200 2，000。如此將聚醚限定為式(I)所示的聚伸烷二醇丁醚是因為若使用甲基或乙基等的醚，則在固定研磨粒 線鋸中無法獲得充分的切割性能。作為此種聚伸烷二醇丁醚，例如有Yukanol 50MB-5 (日油公司製造)等。又，(b)的二醇優選為具有2個OH基，且分子量或重量平均分子量為60 3，500，
例如有單乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、單丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、己二醇及聚乙二醇、聚丙二醇等聚伸烷二醇等。並且，(b)的低分子量二醇醚的分子量為100 300即可，例如有二乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚及二乙二醇單己醚等。該(b)是包含(bl)式⑵所示的聚伸烷二醇、與(b2)除(bl)以外的二醇及分子量為100 300的低分子量二醇醚的至少一種，(bl)的含量優選相對於水溶性切割液總體為0. 01 5. 0重量％。式⑵中，X、y、Z分別表示I 20的加成摩爾數。式⑵所示的聚醚的重量平均分子量優選為1，000 3，000。又，使(bl)為0. 01 5. 0重量％的原因在於，若未達0. 01重量％則無法改善發泡問題，回收性會變差，若為5. 0重量％以上則切割性能會變差。(bl)的含量更佳為0. I 2. 0重量％。HO(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zH(2)(x、y、z分別表示I 20的加成摩爾數。)本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液可根據需要而添加(d)分散劑。作為所使用的分散劑，有在烯丙醇、順丁烯二酸酐的共聚物中接枝聚合聚氧伸烷基單烷基醚的聚羧酸或其鹽，在烯丙醇、順丁烯二酸酐、苯乙烯的共聚物中接枝聚合聚氧伸烷基單烷基醚的聚羧酸或其鹽，萘磺酸縮合物或其鹽等，通常作為分散劑，可使用市售的相關產品。分散劑的含量優選為0. I 5.0重量％。在0. I 5.0重量％時，切割時切屑的分散性良好，可抑制由於發泡而引起的切割性能及回收性能的下降。(d)分散劑的含量更佳為0. I I重量％。在本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液中，若(a)與(b)之比為I : 99 50 50，則抑制因矽與水反應而產生氫氣的效果較高，不易發生由於氫氣的產生而引起的發泡或矽凝聚，可使黏度變化變少。又，對工作機械中所使用的樹脂零件的影響也較少，可提高切割性能。(a)與(b)之比更佳為5 95 30 70。
在本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液中，若(C)水為5 50重量％，則不會有切割時的引火性問題，將切割時的發熱進行冷卻的能力較高，發熱所引起的水分蒸發量較少，故可提高切割性能。又，可抑制切割中的晶圓表面的乾燥，降低後續步驟的清洗步驟的負擔。水分量更佳為5 40重量％。本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液根據需要也可以添加防鏽劑、防腐劑、香料、染料等。本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液在作為半導體元件或太陽電池的材料的矽晶圓的切割時，可使用固定研磨粒線鋸作為切割工具，使用多線鋸作為切割加工機。本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液可在切割後，使用離心分離機將矽與水溶性切割液分離並回收。使用本發明的鑄錠的切割方法切割所得的晶圓與先前的使用固定研磨粒線鋸用水溶性切割液切割所得的晶圓相比，可獲得表面粗糙度、起伏度良好的晶圓，可用作半導體元件用或太陽電池用晶圓。 [實施例]以下，對本發明的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液的實施例進行說明，但本發明並不限於實施例。首先，根據表I至表4的調配量，使用通常的方法將這些混合，藉此獲得實施例I至實施例12的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、及比較例I至比較例10的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液。[表I]
TI ^17I實施I實m %施實施實施實施
成分(..幣:叢％), _ ,, ,, , _ ,, , f
例I 例2 例3 例4 例5 例6
-:乙-__90_____845__
丙二:醇___ 38 54___69_
聚乙—醉* I__^_____
—:乙.醉單中ie____ip to___
聚伸烷——醉單丁釀*2 5 10_45 10 10 I_
*|5|50\63|20|5|30
烯丙酚、順丁烯-:酸辭、苯I I
乙烯的共聚物的鈉鹽* 3__^___
麵酸鹽的甲醛縮合物*4—.............................................................................................JJ__
聚伸烷:'醇*5................................................................................1.............................................丨 0:1 —
*3 (Malialim AKM-0531、日油公司製造)

*4 (Lavelin FAN、第一工業製藥公司製造)

*5 : (Adeka Pluronic 17R4、ADEKA 製造)

[表2]
權利要求
1.一種固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，其特徵在於含有(a)式(I)所示的聚醚、(b)二醇(glycol)及分子量為100 300的低分子量二醇醚的至少一種、以及(c)水； (a)與(b)之比為I : 99 50 : 50，(c)的含量為5 50重量％ ； C4H9O(EO)m(AO)nR1(I) 其中，R1表示氫原子或碳數為I 8的燒基或烯基，EO表示氧伸乙基(oxyethylenegroup), AO表示碳數為3 4的氧伸燒基(oxyalkylene group), m及η分別表示I 20的加成摩爾數。
2.根據權利要求I所述的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，其中，該(b)包含(bl)式(2)所示的聚伸烷二醇、與(b2)除(bl)以外的二醇及分子量為100 300的低分子量二醇醚的至少一種；(bl)的含量相對於水溶性切割液總體為0. 01 5. O重量％ ； HO(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zH(2) 其中，X、y、z分別表示I 20的加成摩爾數。
3.根據權利要求I或2所述的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，其進一步含有0.I 5.0重量％的⑷分散劑。
4.一種鑄錠切割方法，其特徵在於 使用權利要求I至3中任一項所述的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液，通過固定研磨粒線鋸來切割矽鑄錠。
5.一種固定研磨粒線鋸用水溶性切割液的回收方法，其特徵在於 使用權利要求4所述的鑄錠切割方法進行鑄錠的切割後，使用離心分離機從矽中分離出固定研磨粒線鋸用水溶性切割液。
6.一種晶圓，其是使用權利要求4所述的鑄錠切割方法切割而得。
全文摘要
本發明提供了一種切割性能高，可抑制因矽與水反應而產生氫氣的固定研磨粒線鋸用水溶性切割液、使用其的鑄錠切割方法、其回收方法及切割所得的晶圓。該固定研磨粒線鋸用水溶性切割液的特徵在於含有(a)式(1)所示的聚醚、(b)二醇(glycol)及分子量為100～300的低分子量二醇醚的至少1種、以及(c)水，(a)與(b)之比為1∶99～50∶50，(c)的含量為5～50重量％；C4H9O(EO)m(AO)nR1(1)其中，R1表示氫原子或碳數為1～8的烷基或烯基，EO表示氧伸乙基(oxyethylene group)，AO表示碳數為3～4的氧伸烷基(oxyalkylene group)，m及n分別表示1～20的加成摩爾數。
文檔編號C10M105/14GK102686713SQ201080051078
公開日2012年9月19日 申請日期2010年11月5日 優先權日2009年11月12日
發明者吉田種二郎, 鈴木清史 申請人:帕萊斯化學株式會社