專利名稱：從晶體切割晶片的鋸削懸浮液和方法
技術領域：
本發明涉及一種鋸削懸浮液，該懸浮液是由一種本質上非水的液體組成，且硬材料分散在其中。該鋸削懸浮液被用來與一個線鋸相結合，用來從一種脆性的且為硬材料的晶體上切割晶片。
比如，使用線鋸，從而將硅晶體分成薄晶片。在這種方法中，采用一種被稱為漿液的鋸削懸浮液作為具有研磨作用的介質，該懸浮液是從鋸線輸送到晶體上的。該鋸削懸浮液由一種分散在液體中的硬材料顆粒組成。具有油基和具有水基的鋸削懸浮液是已知的。
從EP-686 684 A1中顯示出，采用油作為鋸削懸浮液的液體是無益的。其原因尤其是因為清潔被油污染的線鋸各部分和晶片的是昂貴的。因此，提出了一種具有水基且必須含有水溶性聚合物的鋸削懸浮液。
根據JP-4 218 594，如果采用一種含有某種乙二醇和增稠劑的含水鋸削懸浮液，那么，由切割操作造成的對晶片的表面損傷的程度被降低。
US-4,853,140描述了，如果采用一種冷卻潤滑劑用鋸條從晶體上切割硅晶片，水溶性冷卻潤滑劑的選擇是如何有利地影響硅晶片的形狀(幾何)的。
如果使用線鋸作為鋸削工具，也必須注意使被切的晶片具有盡可能平坦的橫截表面，另外，這些表面還必須相互平行。典型地，與該理想形狀的偏差通過測量晶片的厚度變化(TTV值)和撓度(翹曲值)來量化。
本發明基于這樣的理解，即，如果使用已知的鋸削懸浮液，-經常獲得幾何形狀不令人滿意的晶片，-由硬化材料形成表皮，并且，其結果是，污染了的晶片和線鋸部分只能用困難的方法來清潔，-在反復使用一種鋸削懸浮液后，所獲晶片的幾何形狀有時會惡化。
因此，本發明的目的在于開發一種鋸削懸浮液，其在使用該懸浮液的過程中，這些不利的現象不會出現。
本發明涉及一種鋸削懸浮液，該懸浮液是由一種本質上非水的液體組成，且硬材料物質分散在其中，其中，該非水液體是從包含低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中選出的。
本發明還涉及一種方法，其中該鋸削懸浮液被用來與一個線鋸相配合，用來從一種脆性的且為硬材料的晶體上切割晶片。
尤其，該鋸削懸浮液適用于切割至少150mm的大直徑晶片。至于所切晶片的幾何形狀，當使用該鋸削懸浮液時，所獲得的結果至少等于當使用油基鋸削懸浮液時所得到的結果。與水性鋸削懸浮液相比較，所提出的鋸削懸浮液允許更長的使用時間。表皮的形成顯著減少。鋸削懸浮液的殘留物可以用水來去除，而不需要特殊的方法。另外，該鋸削懸浮液的好的環境適應性是顯見的，因為所提出的液體成分是無毒的且是可以生物降解的。
已知顯示出，含水鋸削懸浮液是適用于在相對較短的時間內使用，因為在其使用過程中，水分快速損失且硬材料顆粒沉積。當從硅晶體上鋸削時，這種水的損失被加速了，因為隨著熱的產生，切下的硅將水分解成氫和氧。結果，還形成包裹與其一起沉淀的硬材料顆粒的二氧化硅。再有，由于氣體的產生結果是產生了討厭的泡沫。這些情形最終具有這樣的作用，即在即使一段相對短的時間內使用含水鋸削懸浮液后，所切下的晶片的幾何形狀就不再滿足要求了。
因此，不用水對于在較長時間且成功地使用所提出的鋸削懸浮液來講是尤為重要的。然而，如果水的存在可歸因于用來制備該鋸削懸浮液的液體的吸濕性質的化，比如，相對于鋸削懸浮液的重量，少量達5％(重量)的水是可以允許的。使用非水液體，該液體是從包含低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中選出的，該液體在20℃時的粘度優選為50至800mPa·s。該化合物的優選分子量范圍為75至150。優選為丙二醇、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。尤其優選的為二丙二醇。
為制備鋸削懸浮液，是將硬材料顆粒分散在液體中，優選使用在EP 686684 A1中提及的硬材料。特別優選的硬材料為碳化硅。
在進行了一定次數的鋸削操作后，該鋸削懸浮液可以被替換。還可以一開始就以一定的間隔僅更新鋸削懸浮液的一部分。
進一步優選的是逐漸收集廢的鋸削懸浮液并從液體中去除硬材料。該硬材料可有選擇地進行重復使用。在處理該液體時，優選利用它的生物可降解性。
權利要求
1.一種鋸削懸浮液，該懸浮液由一種本質上非水的液體組成，且硬材料顆粒分散在其中，其中，該非水液體是從包含低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物的中選出的。
2.如權利要求1所述的鋸削懸浮液，其中，非水相液體是從包含丙二醇、二丙二醇、三甘醇和低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的混合物中選出的。
3.如權利要求1或2的鋸削懸浮液，其中，該非水液體在20℃時的粘度為50至800mPa·s。
4.一種用線鋸和鋸削懸浮液從脆性且為硬的材料上切割晶片的方法，所述的鋸削懸浮液由一種本質上非水的液體組成，且硬材料顆粒分散在其中，其中，該非水液體是從包含低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物的中選出的。
5.如權利要求4所述的方法，其中，非水相液體是從包含丙二醇、二丙二醇、三甘醇和低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的混合物中選出的。
全文摘要
本發明涉及一種鋸削懸浮液,該懸浮液是由一種本質上非水的液體組成,且硬材料顆粒分散在其中。該液體是從包含低分子量聚乙二醇的一組化合物以及所述化合物的任何所想要的混合物中選出的。該鋸削懸浮液與線鋸結合使用,用來從脆性且為硬的材料上切割晶片。
文檔編號C09K3/14GK1180726SQ9711706
公開日1998年5月6日 申請日期1997年10月13日 優先權日1996年10月17日
發明者弗農·那普瑞斯, 瓦爾特·弗蘭克, 馬克西米利安·克澤爾, 阿爾貝特·帕姆威瑟 申請人:瓦克硅電子半導體材料股份公司