CN109810770A - 硅晶圆用切削液及其制备方法、及切削方法 - Google Patents
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Abstract
一种硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份、润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份和水23份~55份,通过采用特定比例的各组分,相互协同配合,使得上述硅晶圆用切削液具有更加优异的润滑和导热性能,大大减少了硅晶圆在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。此外,本发明还提供了一种硅晶圆用切削液的制备方法及硅晶圆切削方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种切削液,特别是涉及一种硅晶圆用切削液及其制备方法、及切削方法。
背景技术
硅是地球上储藏最丰富的材料之一,从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始,硅材料就取代了原有锗材料。因硅材料具有耐高温和抗辐射性能较好,特别适宜制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料,集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造的。
硅晶圆是指硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成长硅晶棒,成为制造积体电路的石英半导体的材料,经过照相制版,研磨,抛光,切片等程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。硅晶圆是硅半导体电路制作所用的硅晶片,晶圆是制造IC的基本原料。随着国内和国际市场对硅晶圆需求量的快速增加,硅晶圆的市场需求也呈快速增长的趋势。
切削液是一种用在金属切削、研磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能和易稀释等特点,可以彻底清洁硅晶圆表面的碳化硅尘埃、铜、铁及其他脏污。
现有的硅晶圆用切削液,润滑及导热性能欠佳,导致硅片在切割过程中,容易发生脆性崩裂或划痕,影响硅晶圆表面的粗糙度和翘曲度,使得硅晶圆总厚度存在误差。另外,质量差的切削液会导致硅晶圆切削设备发生锈腐蚀问题,影响切割设备的使用寿命和降低硅晶圆的成品率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种润滑和导热性能更好,且具有更好的防腐防锈性能的硅晶圆用切削液及其制备方法、及切削方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
又一实施例的硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
再一实施例的硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
在其中一个实施例中,所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇。
在其中一个实施例中,所述润湿剂为大豆卵磷脂、硫醇、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述螯合剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙撑三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述防锈剂为苯甲酸钠、重铬酸钠、硝酸锌、磷酸锌、苯并三氮唑、石油磺酸钡和单油酸季戊四醇酯中的至少一种。
一实施方式的硅晶圆用切削液的制备方法,包括如下步骤:
将聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份加入反应釜中,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,再加入润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,最后加入水23份~55份,搅拌均匀后,得到硅晶圆用切削液。
在其中一个实施例中,所述加热搅拌操作中,将温度控制为85℃~125℃。
一实施方式的硅晶圆切削方法,采用如上述任一实施例所述的硅晶圆用切削液的制备方法,制备得到硅晶圆用切削液;
采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作。
上述硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份、润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份和水23份~55份,通过采用上述特定比例的各组分,相互协同配合,使得本发明提供的硅晶圆用切削液具有更加优异的润滑和导热性能,大大减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。此外,本发明还提供了一种硅晶圆用切削液的制备方法及硅晶圆切削方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例的硅晶圆用切削液的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式中,一种硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
可以理解,聚乙二醇(PEG)系列产品无毒、无刺激性,具有良好的水溶性,并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性,如此,采用聚乙二醇作为所述硅晶圆用切削液的主要成分,能够使得所述硅晶圆用切削液具有优异的润滑性能和导热性能,需要说明的是,硅晶棒在高温条件下,容易变脆,在切割过程中,若是不控制好导热问题,容易发生脆性崩裂或划痕的问题,降低硅晶圆的成品率。进一步地,为了提高所述硅晶圆用切削液的润滑性能和导热性能,聚乙二醇的平均分子量为400~1000,如此,能够进一步提高提高所述硅晶圆用切削液的润滑性能和导热性能。可以理解,烷基酚聚氧乙烯醚别称是含氮聚醚、BAPE,是消泡剂,无色或微黄色的非挥发性油状液体,溶于苯及其他芳香族溶剂,亦溶于乙醚、乙醇、丙酮、四氯化碳等溶剂。主要应用于消泡剂,如此,采用烷基酚聚氧乙烯醚作为所述硅晶圆用切削液的组成成分,能够减少所述硅晶圆用切削液在切割过程中产生过多气泡,而影响所述硅晶圆用切削液在硅晶棒表面分布不均匀的问题,另外,也能够促进所述硅晶圆用切削液发挥更好的润滑和导热性能,利于提高硅晶圆的切割成品率。。可以理解,目前,润滑性能比较好的油性剂大多是长碳链物质,这些物质大多是非水溶性的,要把它们添加在切削液中,必须在其分子链中引入亲水基团。三乙醇有三个-OH,水溶性好,通过控制原料配比,使三乙醇分子中一个-OH与油性剂发生化学反应,可生成水溶性油性剂,如此,在所述硅晶圆用切削液中添加三乙醇能够形成水溶性油性剂,改善所述硅晶圆用切削液的极压润滑性能,从而使所述硅晶圆用切削液的切削性能进一步提高。另外,三乙醇本身还是一种水溶性防锈剂,与防锈剂有协同防锈作用,复合使用可显著提高所述硅晶圆用切削液的防锈性能。进一步地,所述三乙醇的浓度为0.5%~1.5%,如此,能够进一步提高所述硅晶圆用切削液的切削性能和防锈性能。可以理解,聚醚多元醇(简称聚醚),是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得,具有毒性低的特点,聚醚是有效的润湿剂、抗静电剂、消泡剂和防尘剂,如此,采用聚醚多元醇能够在提高所述硅晶圆用切削液的润湿性能的同时,还能够减少灰尘在硅晶圆表面的吸附,并且消除切削过程中过产生多气泡,从而影响切削的效果;进一步地,在其中一个实施例中,所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇,可以理解,聚四氢呋喃二醇是是由四氢呋喃在阳离子催化剂存在下开环聚合制成的。具有润湿性好、消泡和清洗效果好的特点,如此,能够进一步提高所述硅晶圆用切削液的润湿性能和清洗性能。可以理解,聚丙二醇主要用于润湿剂和防黏剂,而且还具有抗静电效果,能够减少灰尘在硅晶圆表面的吸附,如此,与其他组分有协同润湿作用,同时减少切割过程中,过多灰尘或硅屑在硅晶圆表面吸附,影响切割过程。
为了进一步提高所述硅晶圆用切削液的切削性能,还添加了润湿剂,例如,在其中一个实施例中,所述润湿剂为大豆卵磷脂、硫醇、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种,如此,能够在切割时将硅晶棒表面进行润湿,便于切割。又如,所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,可以理解,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠易溶于水,具有优良的去污、润湿、乳化和分散的性能,且生物降解性能良好,对皮肤和眼睛的刺激性低微,采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为所述硅晶圆用切削液的润湿剂,能够进一步提高所述硅晶圆用切削液的切削性能,提高硅晶圆的切割成品率。再如,所述润湿剂为大豆卵磷脂、硫醇、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的复配剂,其中,所述大豆卵磷脂、所述硫醇、所述十二烷基苯磺酸钠、所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和所述聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的质量比例为(0.4~1.2):(0.5~0.8):(0.4~0.7):(0.7~1.8):(0.2~0.8),如此,通过采用上述特定比例的各组分复配而成的润湿剂,能够发挥更好的润湿效果,降低切割过程中硅晶圆表面的摩擦系数,减少切削阻力,进而减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题。
为了进一步提高的硅晶圆表面的金属离子的去除效果,还在所述硅晶圆用切削液中添加了螯合剂,可以理解,在切割过程中,切割设备中的刀具含有较多的重金属,这些重金属的能级处于硅晶体的禁带中央,起着电子和空穴的复合中心作用,使硅晶体的寿命大大降低,同时,这些重金属杂质在硅片中尤其是高温条件下有较大的扩散系数,在硅晶圆切削过程中,这些重金属杂质容易扩散至硅晶圆的衬底内层,使得硅晶圆的漏电流增大,如此,有必要在所述硅晶圆用切削液中加入螯合剂,例如,在其中一个实施例中,所述螯合剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙撑三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸中的至少一种,如此,能够与硅片表面的金属离子生成生成具有环状结构的螯合物,且螯合物越稳定,这些金属离子越不容易逃逸,在后续切割过程中,越容易被所述硅晶圆用切削液吸附去除。又如,所述螯合剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸,二乙烯三胺五甲叉膦酸无毒,易溶于酸性溶液中,阻垢缓蚀效果俱佳且耐温性好,可抑制碳酸盐、硫酸盐垢的生成;再如,所述螯合剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙撑三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸的复配剂,其中,所述六偏磷酸钠、所述焦磷酸钠、所述乙二胺四乙酸、所述二乙撑三胺五乙酸、所述氨基三亚甲基膦酸和所述二乙烯三胺五甲叉膦酸的质量比例为(0.3~1.0):(0.4~0.8):(0.4~0.7):(0.6~1.1):(0.7~1.0):(0.6~0.8),如此,通过采用上述特定比例的各组分复配而成的螯合剂,能够进一步提高的硅晶圆表面的金属离子的去除效果,进而提高所述硅晶圆用切削液的切削性能。
为了进一步减少硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,提高切割设备的使用寿命和硅晶圆的切割成品率,还在硅晶圆用切削液中添加了防锈剂,可以理解,防锈剂的优点在于能够强力渗入铁锈、腐蚀物、油污内从而轻松地清除掉金属表面的锈迹和腐蚀物,具有渗透除锈、松动润滑、保护金属等性能,并可在部件表面上形成并贮存一层润滑膜,可以抵制湿气及徐国其他化学成分造成的腐蚀,还可以在不破坏基材表面外观的前提下实现防锈功能,而且在某些特定条件下还可以增加表面的光亮度。例如,在其中一个实施例中,所述防锈剂为苯甲酸钠、重铬酸钠、硝酸锌、磷酸锌、苯并三氮唑、石油磺酸钡和单油酸季戊四醇酯中的至少一种。如此,能够使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。又如,所述防锈剂为苯并三氮唑,可以理解,苯并三氮唑主要作为金属防锈剂和缓蚀剂,能够提高所述硅晶圆用切削液的防腐防锈蚀性能,在切割刀具和硅晶圆表面形成一层保护膜,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。再如,所述防锈剂为苯甲酸钠、重铬酸钠、硝酸锌、磷酸锌、苯并三氮唑、石油磺酸钡和单油酸季戊四醇酯的复配剂,其中。所述苯甲酸钠、所述重铬酸钠、所述硝酸锌、所述磷酸锌、所述苯并三氮唑、所述石油磺酸钡和所述单油酸季戊四醇酯的质量比例为(0.2~0.9):(0.3~0.8):(0.4~1.0):(0.4~0.9):(0.2~0.8):(0.3~0.5):(0.2~0.4),如此,通过采用特定配比复合而成的防锈剂,使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。
又一实施例的硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
通过进一步调整所述硅晶圆用切削液的各组分的配比,进一步优化了所述硅晶圆用切削液的配方,使得所述硅晶圆用切削液具有更加优异的润滑和导热性能,进一步减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,进一步减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,进一步提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。
再一实施例的硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:
通过进一步调整所述硅晶圆用切削液的各组分的配比,进一步优化了所述硅晶圆用切削液的配方,使得所述硅晶圆用切削液具有更加优异的润滑和导热性能,进一步减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,进一步减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,进一步提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。
请参阅图1,一实施例的硅晶圆用切削液的制备方法,包括如下步骤:
S110、将聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份加入反应釜中,进行加热搅拌操作,混合均匀。
通过将聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份加入反应釜中,进行加热搅拌操作,能够使得聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇、聚醚多元醇和聚丙二醇更快速熔融混合及分散均匀,例如,在其中一个实施例中,所述加热搅拌操作中,将温度控制为85℃~125℃,如此,能够促进上述各组分进行熔融分散,混合均匀。又如,所述加热搅拌操作中,将温度控制为115℃,如此,有利于将聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇、聚醚多元醇和聚丙二醇进行充分加热熔融,经过搅拌后混合的更加均匀。
S120、进行第一降温操作后,再加入润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份继续搅拌混合。
为了避免将润湿剂、螯合剂和防锈剂的性质被高温破坏,故进行第一降温操作后,再加入润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份继续搅拌混合。例如,在其中一个实施例中,所述进行第一降温操作后,将温度控制为60℃~80℃,如此,不仅能够节约加热成本,还能够保证润湿剂、螯合剂和防锈剂发挥更好的性能,利于后续制备得到切削性能更好的硅晶圆用切削液。又如,所述进行第一降温操作后,将温度控制为70℃,如此,通过优化制备工艺中的各个工艺参数,调整获得最优的制备工艺,利于制备得到切削性能更好的硅晶圆用切削液。
S130、进行第二降温操作后,最后加入水23份~55份,搅拌均匀后,得到硅晶圆用切削液。
为了提高所述硅晶圆用切削液的稳定性,进入制备工艺后期阶段,还进行第二降温操作,如此,能够避免过高温度对硅晶圆用切削液的各项性能进行破坏,例如,在其中一个实施例中,进行第二降温操作后,将温度控制为30℃~45℃,如此,进一步节约了能源,还能够保证所述硅晶圆用切削液的稳定性。第二降温操作完成后,最后加入水23份~55份,搅拌均匀后,能够得到硅晶圆用切削液。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明提供的硅晶圆用切削液,包括如下质量份的各组分:聚乙二醇30份~50份、烷基酚聚氧乙烯醚、25份~38份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份、润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份和水23份~55份,通过采用上述特定比例的各组分,相互协同配合,使得所述硅晶圆用切削液具有更加优异的润滑和导热性能,大大减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。
一种硅晶圆切削方法,包括如下步骤:
S10、采用如上述任一实施例所述的硅晶圆用切削液的制备方法,制备得到硅晶圆用切削液;
S20、采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作。
通过采用上述任一实施例所述的硅晶圆用切削液的制备方法,制备得到硅晶圆用切削液,并采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作,将硅晶棒和硅晶圆切削设备进行润滑和导热,能够大大减少了硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,同时使得所述硅晶圆用切削液的防腐防锈性能更好,减少了硅晶圆切削设备发生锈腐蚀的问题,大大提高了切割设备的使用寿命和硅晶圆的成品率。
所述S20具体包括如下步骤:
S210、提供所述硅晶圆用切削液和冷氮气;
S220、采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作,然后采用冷氮气硅晶圆的切削界面进行喷气操作;
S230、待硅晶圆的切削界面硅屑等杂质进行冲刷并降温后,再进行二次硅晶圆切削操作。
上述硅晶圆切削方法通过将所述硅晶圆用切削液和冷氮气进行结合使用,充分利用了所述硅晶圆用切削液的润滑和导热性能,同时通过采用冷氮气对切削界面进行喷气操作,将切削过程中产生的硅屑等异物进一步进行喷除的同时,还降低了切削界面的温度,大大减少了硅晶圆在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,进而提高了硅晶圆切削的成品率。
下面是具体实施例部分。
实施例1
将聚乙二醇3kg、烷基酚聚氧乙烯醚2.5kg、三乙醇0.8kg、聚四氢呋喃二醇0.7kg、聚丙二醇0.4kg加入反应釜中,将温度控制为85℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为60℃,再加入大豆卵磷脂0.3kg、六偏磷酸钠0.3kg、苯甲酸钠0.2kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为30℃,最后加入水2.3kg,搅拌均匀后,得到实施例1的硅晶圆用切削液。
实施例2
将聚乙二醇3.5kg、烷基酚聚氧乙烯醚2.8kg、三乙醇1.0kg、聚四氢呋喃二醇0.9kg、聚丙二醇0.6kg加入反应釜中,将温度控制为90℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为65℃,再加入硫醇0.4kg、焦磷酸钠0.4kg、重铬酸钠0.3kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为35℃,最后加入水2.5kg,搅拌均匀后,得到实施例2的硅晶圆用切削液。
实施例3
将聚乙二醇4.0kg、烷基酚聚氧乙烯醚3.2kg、三乙醇1.0kg、聚四氢呋喃二醇0.9kg、聚丙二醇0.7kg加入反应釜中,将温度控制为115℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为70℃,再加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5kg、二乙烯三胺五甲叉膦酸0.4kg、苯并三氮唑0.3kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为35℃,最后加入水3.5kg,搅拌均匀后,得到实施例3的硅晶圆用切削液。
实施例4
将聚乙二醇5.0kg、烷基酚聚氧乙烯醚3.8kg、三乙醇1.5kg、聚四氢呋喃二醇1.1kg、聚丙二醇0.9kg加入反应釜中,将温度控制为105℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为80℃,再加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物0.8kg、二乙撑三胺五乙酸0.6kg、单油酸季戊四醇酯0.6kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为45℃,最后加入水5.5kg,搅拌均匀后,得到实施例4的硅晶圆用切削液。
实施例5
将聚乙二醇4.0kg、烷基酚聚氧乙烯醚3.2kg、三乙醇1.0kg、聚四氢呋喃二醇0.9kg、聚丙二醇0.7kg加入反应釜中,将温度控制为115℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为70℃,再加入大豆卵磷脂0.4kg、硫醇0.5kg、十二烷基苯磺酸钠0.4kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.7kg和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物0.2kg,六偏磷酸钠0.3kg、焦磷酸钠0.4kg、乙二胺四乙酸0.4kg、二乙撑三胺五乙酸0.6kg、氨基三亚甲基膦酸0.7kg和二乙烯三胺五甲叉膦酸0.6kg,苯甲酸钠0.2kg、重铬酸钠0.3kg、硝酸锌0.3kg、磷酸锌0.4kg、苯并三氮唑0.2kg、石油磺酸钡0.3kg和单油酸季戊四醇酯0.2kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为35℃,最后加入水4.5kg,搅拌均匀后,得到实施例5的硅晶圆用切削液。
实施例6
将聚乙二醇4.0kg、烷基酚聚氧乙烯醚3.2kg、三乙醇1.0kg、聚四氢呋喃二醇0.9kg、聚丙二醇0.7kg加入反应釜中,将温度控制为115℃,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,将温度控制为70℃,再加入大豆卵磷脂0.4kg、硫醇0.5kg、十二烷基苯磺酸钠0.4kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.7kg和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物0.2kg,六偏磷酸钠0.3kg、焦磷酸钠0.4kg、乙二胺四乙酸0.4kg、二乙撑三胺五乙酸0.6kg、氨基三亚甲基膦酸0.7kg和二乙烯三胺五甲叉膦酸0.6kg,苯甲酸钠0.2kg、重铬酸钠0.3kg硝酸锌0.3kg、磷酸锌0.4kg、苯并三氮唑0.2kg、石油磺酸钡0.3kg和单油酸季戊四醇酯0.2kg继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,将温度控制为35℃,最后加入水4.5kg,搅拌均匀后,得到实施例6的硅晶圆用切削液;
提供所述硅晶圆用切削液和冷氮气;
采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作,然后采用冷氮气硅晶圆的切削界面进行喷气操作;
待硅晶圆的切削界面硅屑等杂质进行冲刷并降温后,再进行二次硅晶圆切削操作。
采用实施例1~6的硅晶圆用切削液应用到相同尺寸的硅晶棒的切削操作中,对硅晶圆的成品率进行测试,测试结果详见表1。
表1
从表1可以看出,采用实施例1~6的硅晶圆用切削液应用到相同尺寸的硅晶棒的切削操作中,硅晶圆的成品率均达到了89.3%以上,且未造成切削设备腐蚀生锈的问题,尤其是实施例6的硅晶圆成品率最高,这是在采用实施例6的硅晶圆用切削液的同时,还采用了冷氮气同时进行切削的方法,通过将实施例6的硅晶圆用切削液和冷氮气进行结合使用,充分利用了实施例6的硅晶圆用切削液的润滑和导热性能,同时通过采用冷氮气对切削界面进行喷气操作,将切削过程中产生的硅屑等异物进一步进行喷除的同时,还降低了切削界面的温度,大大减少了硅晶圆在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的问题,进而提高了硅晶圆切削的成品率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种硅晶圆用切削液,其特征在于,包括如下质量份的各组分:
2.根据权利要求1所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,包括如下质量份的各组分:
3.根据权利要求2所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,包括如下质量份的各组分:
4.根据权利要求1所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇。
5.根据权利要求1所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,所述润湿剂为大豆卵磷脂、硫醇、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,所述螯合剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙撑三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的硅晶圆用切削液,其特征在于,所述防锈剂为苯甲酸钠、重铬酸钠、硝酸锌、磷酸锌、苯并三氮唑、石油磺酸钡和单油酸季戊四醇酯中的至少一种。
8.一种硅晶圆用切削液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将聚乙二醇25份~40份、烷基酚聚氧乙烯醚20份~35份、三乙醇8份~15份、聚醚多元醇7份~11份、聚丙二醇4份~9份加入反应釜中,进行加热搅拌操作,混合均匀;
进行第一降温操作后,再加入润湿剂3份~8份、螯合剂3份~6份、防锈剂2份~6份继续搅拌混合;
进行第二降温操作后,最后加入水23份~55份,搅拌均匀后,得到硅晶圆用切削液。
9.根据权利要求8所述的硅晶圆用切削液的制备方法,其特征在于,所述加热搅拌操作中,将温度控制为85℃~125℃。
10.一种硅晶圆切削方法,其特征在于,包括如下步骤:
采用如权利要求8至9中任一所述硅晶圆用切削液的制备方法,制备得到硅晶圆用切削液;
采用所述硅晶圆用切削液对硅晶棒进行喷淋操作,并同时采用硅晶圆切削设备对所述硅晶棒进行切削操作。
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