CN103201354B - 用于制备光伏晶片和磨料浆料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制备光伏晶片的方法，和制备用于光伏应用的晶片的多线锯切用磨料浆料的方法，并且更具体地涉及在锯切后易于从晶片中除去的磨料浆料，其中所述磨料浆料包含一部分回收的磨料浆料，足够量以使得磨料浆料混合物中的pH在6.0至9.0范围内的碱，以及一部分新的磨料浆料，其具有足够的量以在磨料浆料混合物中提供离子含量以提供小于50μS/cm的电导率。

Description

用于制备光伏晶片和磨料浆料的方法
技术领域
本发明涉及用于光伏应用的晶片的多线锯切用磨料浆料，并且更具体地涉及在锯切后易于从晶片除去的磨料浆料。
背景技术
目前光伏模块的工业生产的主流基于半导体材料的晶片，所述半导体材料被加工成电连接在一起的太阳能电池以形成模块。可使用多种材料的晶片，例如即Si或GaAs。可通过使用线锯将其从半导体材料的结晶块状体中切出而大量形成晶片，所述线锯是快速移动线材的网或多线阵列，例如即GB2414204中所公开的。
所述线锯可使用包含磨料材料例如SiC、BC、刚玉的游离磨料，或悬浮于载体液体例如聚乙二醇(PEG)(摩尔重量＜300)、聚丙二醇(PPG)或其混合物中的其它磨料。例如，在切削硅晶片的情况下，通常用以5-20m/s速度移动进入块状体的线锯，用载入块状体的碳化硅(SiC)-聚乙二醇浆料(游离磨料浆料)来切削结晶块状体。
有效锯切的目的是在高生产量和最小的浆料和硅损失的情况下，以低成本从半导体材料的块状体中切出高质量的晶片。锯出晶片的质量、厚度变化量、锯痕、表面上的污渍等或多或少地取决于磨料浆料和半导体块状体的性质。工业中通常收集用过的浆料并分离固体和液体部分，并且随后回收在规格内的磨料和载体液体部分。使用新的和回收的磨料部分及载体液体部分制备新的磨料浆料。从成本角度和废物管理角度两者来看，这都是重要的。
另一种需要考虑的情况是为减轻结晶光伏材料的低利用率问题，在光伏工业中向生产较薄的晶片的方向推动。然而薄晶片(厚度＜200μm＝比先前厚度约300μm的晶片明显更脆，使得薄晶片的应用要求在工艺线路中显著更温和地处理晶片以避免过量损失，所述损失是由于在随后加工成太阳能电池中破碎。抑制晶片易碎性的一个特殊工艺步骤是从锯切后的晶片表面清洗或除去颗粒和磨料浆料。晶片不能经受太强的清洗/洗涤，因此必须抛弃具有太多锯痕残留物以及磨料浆料的晶片或者其中浆料对晶片表面粘附太强的晶片，因为晶片表面上的污垢降低太阳能电池的效率。
现有技术
从US6568384中已知，在光伏材料的线锯中，向游离磨料颗粒在油基或水基浆料中的混合物中加入2％或更低的KOH或NaOH水溶液，导致残余变形、切削热和加工应力降低，并由此允许获得高精度晶片。油基浆料可以是矿物油，而水基浆料可以是聚乙二醇。游离磨料可以是SiC、BC或GC。
从CN101560430A中已知一种完全合成的切削液，其包含阴离子活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、硼砂、杀菌剂、消泡剂、pH调节剂、水和添加剂。所述添加剂通过如下方法制备：用丙酮溶解表面活性剂，在混合溶液中加入甲苯并加热直至50-60℃，并在反应体系中滴加丙烯酸酯单体以及偶氮二异丁腈(AIBN)或过硫酸铵(APS)引发剂；此后，保持该温度3-5小时，反应停止，并除去有机溶剂，从而获得添加剂。与现有完全合成的切削液相比，本发明的完全合成的切削液能完全抑制金属加工时含钴硬质合金中钴元素的浸出，并且解决了从现有完全合成的切削液中分离钴的问题，并且是环境友好和有效的。
从EP1674558中已知一种用于切削硅锭的浆料，其中相对于浆料液体组分的总质量，所述浆料具有至少3.5质量％的基础材料含量，并且相对于浆料液体组分中的水，有机胺的质量比为0.5至5.0，并且浆料的pH为12或更高。可在65至95℃下将所述浆料用于切削硅锭，并且提供降低的切削阻力和高质量的晶片。
从WO2009/134236中已知一种切削和润滑悬浮组合物，其包含用于以线锯切削硬且脆的材料的凝胶状颗粒。所述组合物包含原位部分中和的聚合电解质和悬浮用于切削操作的磨料颗粒的乙二醇。更具体地，可包含至多约70％(重量/重量)磨料材料的润滑组合物，优选包括在低于约35℃的温度下使如下物质混合的步骤：
a)约0.0至10重量％非离子表面活性剂
b)约80至99重量％具有2-5个碳原子的聚亚烷基二醇或其共聚二醇(co-glycol)，以及
c)约0.3至6重量％有机离子聚合电解质，然后用适量布朗斯台德碱将该聚合电解质部分中和至约4.0至5.5的pH值，从而形成凝胶状微粒。
发明目的
本发明的主要目的是提供一种用于成本有效地制造光伏晶片的方法和磨料浆料。
本发明的另一目的是，通过提供在锯切后易于清洗的晶片的线锯，提供成本有效地高质量制备光伏晶片的方法。
发明内容
本发明基于如下发现，如果监控磨料浆料中的pH和离子含量两者并将其最终调节在特定区间内，则用于制备光伏晶片的磨料浆料实现了使高质量锯切精度与磨料浆料的低粘附性结合的优异性质，将随后的洗涤加工减少至导致较低废品率的程度，并因此具有较高的生产率和较低的成本。
因此在第一方面中，本发明涉及制备光伏晶片的方法，其中
-通过使用线锯将晶片从结晶光伏材料的块状体中锯出，其中通过线材连同磨料浆料一起提供锯切效果，所述磨料浆料包含磨料颗粒和载体流体，并且
-所述磨料浆料是通过将一部分回收的磨料浆料和一部分新的磨料浆料混合而制成的混合物，
其特征在于
-通过在混合物中加入碱而将磨料浆料混合物的pH调节至在6.0至9.0内，并且
-通过测量所述磨料浆料混合物的电导率而控制磨料浆料混合物的离子含量，以及
-如果需要，通过在所述磨料浆料混合物中加入更多新的磨料浆料而将电导率产生的值调节至低于50μS/cm。
在第二方面中，本发明涉及用于光伏晶片线锯切的磨料浆料混合物，其中所述磨料浆料混合物包含：
-一部分回收的磨料浆料，
-一部分碱，以及
-一部分新的磨料浆料，其具有足够的量以在磨料浆料混合物中提供离子含量以提供低于50μS/cm的电导率，并在磨料浆料混合物中提供在6.0至9.0范围内的pH。
应该添加碱和新的磨料浆料以获得在6.0-9.0范围内的混合物pH和导致电导率低于50μS/cm的离子含量。因此在根据本发明第一方面的方法中，在加入新的磨料浆料后，可能必须在混合物中加入更多的碱。
如此处所用的术语“磨料浆料”是指任何已知或可预料的包含磨料颗粒的极性有机液体，其将起到用于将晶片从光伏材料块状体中锯出的切削线材用润滑剂和/或冷却剂的作用。磨料浆料中的磨料颗粒可以是游离的颗粒，其自由地漂浮在液体中或粘附在切削线材的表面上。如此处所用的术语“新的磨料浆料”是指尚未用于锯切晶片的任何磨料浆料，即新的磨料浆料是通过将磨料颗粒加最终的其它添加剂与极性有机液体混合而获得的新鲜浆料。有机新磨料浆料的规格是其应该包含小于0.5重量％的水。
锯切晶片是分批处理过程并且在锯切结束时，一旦产生晶片，就收集浆料并将其称为“用过的磨料浆料”。如此处所用的术语“回收的磨料浆料”是指由从用过的磨料浆料中回收的磨料颗粒和极性有机液体制成的锯切浆料。可通过任何已知的方法获得从用过的浆料中回收的磨料颗粒和有机液体。这种方法的实例即在WO2008/078349、US6231628、US7223344、WO2006/137098或WO02/40407中给出。这些文献描述了从用过的磨料浆料中提取SiC和有机液体以再利用的方法。从用过的磨料浆料中回收的有机极性液体通常将包含来自切削工艺的残余物例如水(1-2重量％)和磨损钢丝(锯切线材)的溶解残余物；Fe、Cu、Zn、Cr和其它材料。因此将有一些水和相对高的离子含量留在回收的液体部分中。如此处所用的术语“磨料浆料混合物”是指至少一部分回收的用过的磨料浆料、一部分新的磨料浆料和一部分碱的混合物。即，通过与碱一起添加初始磨料材料、初始极性有机液体、回收的磨料材料(来自用过的浆料)、回收的极性有机液体(来自用过的浆料)而制备磨料浆料混合物。为调节磨料浆料的性质，所述磨料浆料混合物可包含本领域技术人员已知的任何其它可预料的化合物中的一种或多种。
适用于磨料浆料的液体的实例包括但不限于，聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、多种聚亚烷基氧化物的共聚物以及聚亚烷基二醇(PAG)或者其两种或更多种的混合物。适用于磨料浆料的磨料颗粒的实例包括但不限于，氧化铝、刚玉、碳化硅(SiC)、碳化硼(BC)和碳化镓(GC)或者其两种或更多种的混合物的结晶颗粒。
如此处所用的术语“碱”是指可接受水合氢离子(H+离子)并因此导致磨料浆料的pH上升的任何化合物。适合用作本发明中碱的化合物的实例包括但不限于，碱金属或碱土金属的氢氧化物，例如NaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2或者其两种或更多种的混合物。可将碱以水溶液的形式加入磨料浆料中。在强无机碱例如KOH的情况下，在磨料浆料中的常用添加量将在约10至约500ppmw的范围内，通常在10至100ppmw的范围内。其它碱化合物应以当量添加。
可通过以下方法测定磨料浆料的电导率和pH：
1.将10g磨料浆料与90g去离子水(ASTM型1)混合，并在弱搅拌下使用玻璃电极读取pH计的pH值。
2.将10g磨料浆料与90g去离子水(ASTM型1)混合，在弱搅拌下使用导电电极(本领域技术人员已知的电极)读取电导率(以微西门子每厘米(μS/cm)计)。
如此处所用的术语“晶片”是指任何类型的单晶、微晶或多晶半导体材料的盘状或平面薄片，可将其加工以形成光伏电池。晶片的厚度并不重要；可使用任何厚度，但在实践中将为约100至约250μm。合适材料的实例包括但不限于Si或GaAs。
可认为本发明是基于如下发现的实际实施方式，当使用提供优异锯切质量的基础锯切浆料时，发现锯切浆料对晶片表面的胶粘性(粘附性)与浆料中的离子含量存在相关性。浆料中离子含量越高，越多磨料浆料和存在于浆料中的阳离子将粘着在晶片上，并且观察到的粘附越强。
然而，从晶片表面除去磨料浆料的残余物至关重要，因为晶片表面需要不含污染物至ppm级以下，以制备高效光伏电池。因此，磨料浆料的胶粘对于基于晶片的光伏工业现有技术水平而言是重要的问题，因为晶片变得太薄且脆，使得其在除去相对大量的强粘附磨料浆料所需的强清洗过程中倾向于破裂。由于该行业朝着晶片越来越薄的方向发展，因此未来基于晶片的生产只会使该问题更加恶化。
因此本发明在两种需求之间进行平衡，即，需要通过使用高pH值锯切浆料而导致高精度锯切，和需要通过避免由浆料中离子导致的磨料浆料的太重粘附来简化晶片清洗过程。磨料浆料中离子的主要来源通常是为提供预定pH值而加入的碱化合物，和包含在磨料浆料的新的和回收的磨料和载体液体部分中的离子残余物。对于最初具有低离子含量和高pH的新磨料浆料，通常不存在由于加入碱化合物而离子含量太高的问题。在磨料浆料为一部分回收的磨料浆料(实际上将包含离子残留物)和一部分新磨料浆料的混合物的情况下，通常观察到晶片表面上的污垢胶粘问题。正是在这些情况下，监控磨料浆料的离子含量和通过加入更多新的磨料浆料(低离子含量)来最终稀释才变得重要。
已经发现提供了磨料浆料的高精度锯切和简易清洗的有利组合的操作区间，是如下pH范围中的一种与如下磨料浆料电导率中的一种的任何可能的组合，所述pH范围为6.0至9.0；6.0至8.0；6.0至7.0；6.5至9.0；6.5至8.0；6.5至7.0；7.0至9.0；7.0至8.0；7.0至7.5；7.5至9.0；7.5至8.0；8.0至9.0；和8.0至8.5，所述电导率低于50μS/cm；低于45μS/cm；低于40μS/cm；低于35μS/cm；低于30μS/cm；低于25μS/cm；和低于20μS/cm。
附图说明
图1是示出在锯切后具有不可接受的高污垢粘附性的多晶实施例的照片，污垢在用圆圈标记的区域中。
具体实施方式
现在将以验证本发明所称效果的示例性实施方式和对比实验更详细地描述本发明。然而这些实施例将不应被解释为对上述第一和第二方面中所定义的本发明范围的限制。
第一示例性实施方式
该实施例是本发明的一个实施方式，其中将硅块状体锯切成180μm厚的晶片。以本领域技术人员本身已知的方式设置锯切，并且可将块状体锯切成最大数量为2800的晶片。对线材供给聚乙二醇和游离SiC磨料颗粒的磨料浆料，并将磨料浆料的pH和离子含量保持在根据本发明第一方面的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG200的比率，将SiC F800(根据FEPA-标准42-2:2006)和PEG200(平均分子量为200道尔顿的聚乙二醇)混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.8。然后加入50ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为7.1。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加50ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至25μS/cm。
切削晶片后，发现来自块状体的32个晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到约1.1％的废品率。
第二示例性实施方式
该实施例是与第一示例性实施方式相似的实施方式，其中将多晶硅块状体锯切成厚度为180μm，最大数量为2800的硅晶片。对线材供给聚乙二醇和游离SiC磨料颗粒的磨料浆料，并将磨料浆料的pH和离子含量保持在本发明第一方面的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG200的比率，将SiC F600(根据FEPA-标准42-2:2006)和PEG200(平均分子量为200道尔顿的聚乙二醇)混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.3。然后加入50ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为6.8。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加50ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至22μS/cm。
切削晶片后，发现晶片中约15个晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到约0.5％的废品率。
第三示例性实施方式
该实施例是与第一示例性实施方式相似的实施方式，其中将多晶硅块状体锯切成厚度为180μm，最大数量为2800的硅晶片。对线材供给聚乙二醇和游离SiC磨料颗粒的磨料浆料，并将磨料浆料的pH和离子含量保持在本发明第一方面的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG300的比率，将SiC F600(根据FEPA-标准42-2:2006)和PEG300(平均分子量为300道尔顿的聚乙二醇)混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.6。然后加入30ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为6.9。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加30ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至19μS/cm。
切削晶片后，发现约0.6％的晶片(20个晶片)太脏并且不得不将其抛弃，得到约0.6％的废品率。
第四示例性实施方式
该实施例是与第一示例性实施方式相似的实施方式，其中将多晶硅块状体锯切成厚度为180μm，最大数量为2800的硅晶片。对线材供给聚丙二醇和游离SiC磨料颗粒的磨料浆料，并将磨料浆料的pH和离子含量保持在本发明第一方面的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PPG200的比率，将SiC F600(根据FEPA-标准42-2:2006)和PPG200(平均分子量为200道尔顿的聚丙二醇)混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.8。然后加入20ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为7.1。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加20ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至20μS/cm。
切削晶片后，发现约20个晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到约0.6％的废品率。
第五示例性实施方式
该实施例是与第一示例性实施方式相似的实施方式，其中将多晶硅块状体锯切成厚度为180μm，最大数量为2800的硅晶片。对线材供给聚乙二醇和游离SiC磨料颗粒的磨料浆料，并将磨料浆料的pH和离子含量保持在本发明第一方面的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG200的比率，将SiC F800(根据FEPA-标准42-2:2006)和PEG200(平均分子量为200道尔顿的聚乙二醇)混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。浆料的SiC部分由50％初始SiC和50％回收的SiC(来自用过的浆料)组成，而PEG部分包含10％初始部分和50％回收部分(来自用过的浆料)。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.8。然后加入50ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为7.1。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加50ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至25μS/cm。
切削晶片后，发现来自块状体的32个晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到约1.1％的废品率。
比较例1
该实施例示例了在相同类型的晶片上使用磨料浆料的效果，并且磨料浆料正如上述第一示例性实施方式中的，但是具有太低的pH且磨料浆料中的离子含量在本发明的特定区间内。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG的比率，将SiC F800和PEG200混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.4并且电导率为15μS/cm。
切削晶片后，发现约60％的晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到晶片产品显著增加的废品率。
比较例2
该实施例示例了在相同类型的晶片上使用磨料浆料的效果，并且磨料浆料正如上述示例性实施方式中的，但是具有在本发明的特定区间内的pH水平并且磨料浆料中的离子含量太高。
如下制备磨料浆料：以46.7重量％SiC和53.3重量％PEG的比率，将SiC F800和PEG200混合在一起，使得所得浆料的密度为1.61g/ml。通过将10ml浆料混合在90ml去离子水中，使用玻璃电极测量浆料的pH。发现pH为5.1。然后加入550ppm KOH(45重量％水溶液)使得混合后的pH为7.1。也通过将10ml浆料混合在90ml水中来测量浆料的电导率。添加550ppm KOH后，浆料的电导率从15μS/cm增加至75μS/cm。
切削晶片后，发现约80％的晶片太脏并且不得不将其抛弃，得到晶片产品显著增加的废品率。
所述比较例示出，锯切后的晶片的污垢极大地取决于磨料浆料的pH和离子含量两者，并且，在不控制磨料浆料的pH和离子含量的情况下，由于锯切残余物、离子和磨料浆料的强粘附，废品率可能变得不能接受地增加。在这些实施例中用作太脏的阈值为锯切后至少5％的晶片表面由污垢覆盖。太脏的晶片的实例示出在图1中，其是多晶硅晶片的照片。污垢区域用圆圈标出。

Claims (13)

1.一种制备光伏晶片的方法，其包括
-通过使用线锯从结晶光伏材料的块状体中锯出晶片，其中通过线材连同磨料浆料一起提供锯切效果，所述磨料浆料包含磨料颗粒和极性有机液体作为载体和/或冷却剂流体，
-其中所述磨料浆料是通过将一部分回收的磨料浆料和一部分新的磨料浆料混合而制成的混合物，并且其中
-监测所述磨料浆料混合物的pH并通过在所述混合物中加入碱而将所述磨料浆料混合物的pH调节为在6.0至9.0内，
-通过测量所述磨料浆料混合物的电导率控制并监测磨料浆料混合物的离子含量，以及
-如果需要，通过在所述磨料浆料混合物中加入更多新的磨料浆料而将离子含量调节至导致电导率低于50μS/cm的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调节混合的回收的磨料浆料、新的磨料浆料以及碱化合物的量以为所述磨料浆料提供如下的pH和离子含量，其为如下pH范围中的一种与如下磨料浆料电导率中的一种的任何可能的组合，所述pH范围为7.0至9.0，所述电导率为低于20μS/cm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所用磨料浆料为具有游离磨料颗粒的极性有机液体。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述极性有机液体是如下液体中的一种或多种：多种聚亚烷基氧化物的共聚物、以及聚亚烷基二醇(PAG)，和如下磨料颗粒中的一种或多种：氧化铝、刚玉、碳化硅(SiC)、碳化硼(BC)和碳化镓(GaC)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述聚亚烷基二醇(PAG)是聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇(PPG)中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述的添加的碱化合物为碱金属或碱土金属的氢氧化物中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述碱金属或碱土金属的氢氧化物为NaOH、KOH、LiOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所用晶片为厚度在100至250μm范围内并且由Si或GaAs中的一种制成的单晶、微晶或者多晶。
9.一种制备光伏晶片的方法，其包括
-通过使用线锯从结晶光伏材料的块状体中锯出晶片，其中通过线材连同磨料浆料一起提供锯切效果，所述磨料浆料包含磨料颗粒和极性有机液体作为载体和/或冷却剂流体，
-其中所述磨料浆料是通过将一部分回收的磨料浆料和一部分新的磨料浆料混合而制成的混合物，并且其中
-监测所述磨料浆料混合物的pH并通过在所述混合物中加入碱而将所述磨料浆料混合物的pH调节为在6.0至9.0内，
-通过测量所述磨料浆料混合物的电导率控制并监测磨料浆料混合物的离子含量，以及
-将离子含量调节至导致电导率低于50μS/cm的值。
10.用于光伏晶片线锯切的磨料浆料混合物，其中所述磨料浆料混合物包含：
-一部分回收的磨料浆料，
-一部分碱，以及
-一部分新的磨料浆料，其具有足够的量以在磨料浆料混合物中提供离子含量以提供低于50μS/cm的电导率，并在磨料浆料混合物中提供在6.0至9.0范围内的pH，
-其中所用磨料浆料为具有游离磨料颗粒的极性有机液体，并且
-所述极性有机液体是如下液体中的一种或多种：多种聚亚烷基氧化物的共聚物、以及聚亚烷基二醇(PAG)，并且
-所述游离磨料颗粒是如下磨料颗粒中的一种或多种：氧化铝、刚玉、碳化硅(SiC)、碳化硼(BC)和碳化镓(GaC)。
11.根据权利要求10所述的磨料浆料混合物，其中所述聚亚烷基二醇(PAG)是聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇(PPG)中的一种或多种。
12.根据权利要求10所述的磨料浆料混合物，其中所述磨料浆料的pH和离子含量为如下pH范围中的一种与如下磨料浆料电导率中的一种的任何可能的组合，所述pH范围为7.0至9.0，所述电导率低于20μS/cm。
13.根据权利要求10或11或12所述的磨料浆料混合物，其中
-所述磨料浆料为聚乙二醇200和粒度分布F800和/或F600的SiC颗粒，并且
-所述碱来自10至500ppmw的KOH。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3405543B1 (en) * 2016-01-22 2021-12-08 Lindland, Larry High molecular weight polyoxyalkylene glycol coolant for grinding glass

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007943A (en) * 1989-11-03 1991-04-16 Norton Company Sol-gel process alumina abrasive grain blends in coated abrasive material
CN1457506A (zh) * 2001-02-20 2003-11-19 日立化成工业株式会社 抛光剂及基片的抛光方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053789A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Nippei Toyama Corp ワイヤー切断加工機用水性加工液組成物
US6161533A (en) * 1996-10-01 2000-12-19 Nippei Toyoma Corp. Slurry managing system and slurry managing method
US6113473A (en) * 1997-04-25 2000-09-05 G.T. Equipment Technologies Inc. Method and apparatus for improved wire saw slurry
US8092707B2 (en) * 1997-04-30 2012-01-10 3M Innovative Properties Company Compositions and methods for modifying a surface suited for semiconductor fabrication
US6231628B1 (en) 1998-01-07 2001-05-15 Memc Electronic Materials, Inc. Method for the separation, regeneration and reuse of an exhausted glycol-based slurry
JP3314921B2 (ja) 1999-06-08 2002-08-19 三菱住友シリコン株式会社 半導体材料の切断・加工方法
KR100378180B1 (ko) * 2000-05-22 2003-03-29 삼성전자주식회사 화학기계적 연마 공정용 슬러리 및 이를 이용한 반도체소자의 제조방법
DE10056957C1 (de) 2000-11-17 2002-09-05 Metallkraft As Kristiansand Verfahren zum Herstellen nichtoxidischer Keramiken
DE60144346D1 (de) 2001-05-29 2011-05-12 Memc Electronic Materials Verfahren zur Behandlung einer verbrauchten Glykolaufschlämmung
TW575660B (en) * 2001-09-07 2004-02-11 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Nonflammable water-based cutting fluid composition and nonflammable water-based cutting fluid
US6622745B1 (en) * 2002-01-07 2003-09-23 Projex Ims, Inc. Fluid waster diversion system
JP4083502B2 (ja) * 2002-08-19 2008-04-30 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法及びそれに用いられる研磨用組成物
CN1780901A (zh) * 2003-10-16 2006-05-31 三菱电机株式会社 硅锭切割用浆液及使用该浆液的硅锭切割方法
US7306508B2 (en) * 2003-10-27 2007-12-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Multi-wire saw
GB2414204B (en) 2004-05-18 2006-04-12 David Ainsworth Hukin Abrasive wire sawing
US20060213868A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Siddiqui Junaid A Low-dishing composition and method for chemical-mechanical planarization with branched-alkylphenol-substituted benzotriazole
ITRM20050329A1 (it) 2005-06-24 2006-12-25 Guido Fragiacomo Procedimento per il trattamento di sospensioni abrasive esauste per il recupero delle loro componenti riciclabili e relativo impianto.
WO2008027373A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Concentrated abrasive slurry compositions, methods of production, and methods of use thereof
US7690968B2 (en) * 2006-08-30 2010-04-06 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Aqueous fluid compositions for abrasive slurries, methods of production, and methods of use thereof
ITRM20060692A1 (it) 2006-12-22 2008-06-23 Garbo S R L Procedimento per il trattamento di sospensioni abrasive esauste dal processo di lappatura per il recupero della componente di abrasivo riciclabile e relativo impianto.
PL2121242T3 (pl) * 2006-12-28 2012-07-31 Saint Gobain Ceramics Podłoża szafirowe i metoda ich wytwarzania
US20090032006A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Chul Woo Nam Wire saw process
US8056551B2 (en) * 2007-10-30 2011-11-15 Pall Corporation Method and system for manufacturing wafer-like slices from a substrate material
US7985719B2 (en) 2008-04-28 2011-07-26 Ward Irl E Cutting and lubricating composition for use with a wire cutting apparatus
KR101428152B1 (ko) * 2008-12-20 2014-08-08 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 와이어쏘 절단 방법
CN101560430B (zh) 2009-05-27 2011-12-07 中南大学 一种全合成切削液
US20110048542A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Weinstock Motty system for wafer manufacture
US9217118B2 (en) * 2009-10-16 2015-12-22 Dow Global Technologies Llc Polyalkylene glycol-grafted polycarboxylate suspension and dispersing agent for cutting fluids and slurries

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007943A (en) * 1989-11-03 1991-04-16 Norton Company Sol-gel process alumina abrasive grain blends in coated abrasive material
CN1457506A (zh) * 2001-02-20 2003-11-19 日立化成工业株式会社 抛光剂及基片的抛光方法

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Publication number Publication date
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