KR20110104066A - 와이어 쏘잉 동안 건조 상태를 개선시키는 조성물 - Google Patents

와이어 쏘잉 동안 건조 상태를 개선시키는 조성물 Download PDF

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스티븐 그럼빈
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Abstract

본 발명은 액체 담체 및 연마제를 포함하는, 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물을 제공한다. 추가로, 본 발명은 와이어쏘 및 조성물을 사용하여 기판을 슬라이싱하는 방법을 제공한다.

Description

와이어 쏘잉 동안 건조 상태를 개선시키는 조성물{COMPOSITION FOR IMPROVING DRYNESS DURING WIRE SAWING}
전형적으로, 전자 장치에서 사용되는 웨이퍼는 박형 웨이퍼로 먼저 슬라이싱되는 잉곳(ingot)으로부터 제조된다. 와이어 쏘잉은 이러한 웨이퍼를 제조하는 가장 흔한 방법이다. 와이어쏘는 와이어가 0.1mm 내지 1.5mm 거리에서 서로 평행한 일련의 스풀 및 풀리를 사용하여 배열된 미세 와이어의 웹(web)을 포함한다. 기판이 와이어의 웹에 대해 가압됨에 따라, 조성물은 연속적으로 그 영역에 공급된다. 일반적으로, 조성물은 와이어쏘의 와이어와 연마되고 웨이퍼로 슬라이싱되는 기판 간의 상호작용을 촉진하는 액체 담체에 현탁된 연마제를 함유한다.
기판을 슬라이싱하여 웨이퍼를 생성하는 현행 방법은 종종 연마제를 함유하는 조성물에 비수성 액체 담체를 사용한다. 전형적으로, 담체는 미네랄 오일, 등유, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리알킬렌 글리콜의 사용을 포함한다. 이러한 담체의 점성 특성은 연마제 입자가 조성물에 현탁되게 하고, 조성물이 와이어쏘의 와이어 및/또는 기판에 부착되게 하여, 결과적으로 기판의 기계적 연마를 보다 효율적으로 만든다. 그러나, 이러한 조성물은 일반적으로 고 농도의 연마제를 함유하고, 콜로이드성 안정성의 결여로 인하여 연마제 입자는 용액 밖으로 침전된다. 또한, 비수성 조성물은 슬라이싱 공정 동안 연마된 물질에 의한 오염에 비교적 민감하여, 연마제 입자는 슬라이싱 효율을 상실하고 응집하게 된다. 또한, 열등한 열 특성으로 인하여, 비수성 조성물은 일반적으로 마찰로 인한 와이어 쏘잉 공정에 의해 생성되는 열의 양이 증가하며, 결국 와이어 상에서 마모 수준을 증가시키고, 슬라이싱 속도를 감소시킨다. 와이어 상의 마모 수준의 감소는 보다 작은 직경의 와이어의 사용을 허용하며, 이는 이것이 슬라이싱 동안 손실된 기판의 양(즉, 커프(kerf))을 감소시키기 때문에 바람직하다. 슬라이싱 성능을 증가시킬 수 있는 보다 긴 보관-수명을 갖는 조성물이 바람직하다.
와이어 쏘잉 작동 동안, 와이어는 비교적 높은 점도에서 이동하여, 조성물이 슬라이싱 공정 동안 증발되거나 건조됨으로써, 와이어 상에 경질 침착물이 형성되고, 와이어 상에 마모 수준이 증가된다. 이는 수성 조성물에 대해 특히 문제가 된다. 또한, 와이어 쏘잉 작동 동안 조성물의 증발 또는 건조는 조성물의 다양한 성분, 예컨대 연마제의 회수 및 재순환 효율을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 (i) 50중량% 이상의 물 및 0.1 내지 20중량%의 폴리올을 포함하는 액체 담체, (ii) 액체 담체에 현탁된 30 내지 60중량%의 연마제, 및 (iii) 0.2 내지 10중량%의 증점제를 포함하는, 와이어 쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (i) 50중량% 이상의 물 및 0.1 내지 20중량%의 일원자성 알콜을 포함하는 액체 담체, (ii) 액체 담체에 현탁된 30 내지 60중량%의 연마제, 및 (iii) 염화칼슘, 황산암모늄, 질산암모늄 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 염을 포함하는, 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물을 제공한다.
추가로, 본 발명은 (i) 기판을 상술한 조성물 중 어느 하나와 접촉시키는 단계, (ii) 기판 및 조성물을 와이어쏘와 접촉시키는 단계, 및 (iii) 와이어쏘를 이와 접촉하는 조성물과 함께 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 연마하여 기판을 슬라이싱하는 단계를 포함하는, 기판의 슬라이싱 방법을 제공한다.
본 발명은 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물 및 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하는 방법을 제공한다.
슬라이싱되는 기판은 임의의 적합한 기판일 수 있다. 적합한 기판은, 예를 들면 규소, 사파이어, 탄화규소, 게르마늄, 갈륨 또는 세라믹일 수 있다. 바람직하게는, 기판은 규소이다.
조성물은 액체 담체 및 액체 담체에 현탁된 연마제를 포함한다.
액체 담체는 연마제 및 임의의 선택적 첨가제의 슬라이싱되는 적합한 기판의 표면으로의 적용을 촉진시키는데 사용된다. 액체 담체는 저급 알콜(예컨대, C1-C6 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올 등), 에터(예컨대, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란 등), 물, 오일(예컨대, 미네랄 오일), 등유, 폴리글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜(예컨대, 폴리프로필렌 글리콜) 및 이들의 혼합물을 비롯한 임의의 적합한 용매일 수 있다. 바람직하게는, 액체 담체는 물과 알콜의 혼합물을 포함하거나, 본질적으로 이루어지거나, 이루어진다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않으면서, 비수성 액체 담체의 사용은 조성물의 점도를 증가시키고, 이로 인해 조성물이 와이어쏘 및/또는 기판에 접착하는 능력을 증가시킴으로써 기판의 보다 효율적인 연마를 초래할 가능성이 있다. 그러나, 비수성 액체 담체의 이온성 특징은 조성물의 콜로이드성 불안정성을 증가시킨다. 슬라이싱 공정 동안 연마되는 물질은 액체 담체에 현탁되는 연마제 입자와 응집하여, 연마제 입자는 슬라이싱 효율을 상실시키고 침전된다. 또한, 열등한 열 특성을 갖는 비수성 액체 담체의 사용은 기판의 슬라이싱 동안 마찰로 인해 발생되는 열의 양을 증가시킨다. 액체 담체는 50중량% 이상(액체 담체의 중량을 기준으로 함)의 물(예컨대, 60중량% 이상, 70중량% 이상, 80중량% 이상, 85중량% 이상 또는 90중량% 이상의 물)을 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한 액체 담체는 98중량% 이하의 물(예컨대, 95중량% 이하, 90중량% 이하, 80중량% 이하, 70중량% 이하 또는 60중량% 이하의 물)을 포함할 수 있다. 따라서, 액체 담체는 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 물의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액체 담체는 50 내지 98중량%의 물(예컨대, 50 내지 95중량%의 물, 60 내지 95중량%의 물, 또는 70 내지 95중량%의 물)을 포함할 수 있다.
액체 담체에 포함되는 알콜은 임의의 적합한 알콜일 수 있다. 바람직하게는, 알콜은 폴리올 또는 일원자성 알콜이다. 폴리올 또는 일원자성 알콜은 4개 이상의 탄소의 탄소 쇄 및/또는 2.5:1 이상의 탄소 원자 대 산소 원자 비율을 가질 수 있다. 예를 들면, 폴리올은 글리콜(즉, 다이올), 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG), 1,6-헥산다이올, 펜타에리트리트 또는 이들의 조합물일 수 있다. 일원자성 알콜은, 예를 들면 1-헥산올(헥실 알콜), 1-옥탄올, 2-에틸 헥산올 또는 2-뷰틸-1-옥탄올일 수 있다. 액체 담체는 0.1중량% 이상(액체 담체의 중량을 기준으로 함)의 알콜(예컨대, 0.2중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상, 3중량% 이상, 5중량% 이상, 7중량% 이상, 10중량% 이상, 15중량% 이상 또는 20중량% 이상의 알콜)을 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한 액체 담체는 25중량% 이하의 알콜(예컨대, 20중량% 이하, 17중량% 이하, 15중량% 이하, 12중량% 이하, 10중량% 이하, 8중량% 이하, 5중량% 이하, 3중량% 이하 또는 1중량$% 이하의 알콜)을 포함할 수 있다. 따라서, 액체 담체는 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 알콜의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액체 담체는 0.1 내지 25중량%의 알콜(예컨대, 0.1 내지 20중량%의 알콜, 0.1 내지 10중량%의 알콜, 1 내지 15중량%의 알콜 또는 1 내지 10중량%의 알콜)을 포함할 수 있다.
연마제는 전형적으로 미립자 형태(예컨대, 연마제 입자)이고, 액체 담체에 현탁된다. 연마제는 임의의 적합한 연마제일 수 있다. 예를 들면, 연마제는 천연 또는 합성일 수 있고, 산화물, 탄화물, 질화물, 카보란덤 등을 포함하거나, 본질적으로 이루어지거나, 이루어질 수 있다. 또한, 연마제는 중합체 입자 또는 코팅된 입자일 수 있다. 바람직하게는, 연마제는 7.5 이상의 모스(Mohs) 경도를 갖는다. 연마제는 전형적으로 금속 산화물 입자를 포함한다. 바람직하게는, 연마제는 탄화규소, 다이아몬드, 탄화붕소, 알루미나 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택된다. 바람직하게는, 연마제는 탄화규소이다.
연마제 입자는 전형적으로 0.5 내지 100㎛의 평균 입자 크기(예컨대, 평균 입자 직경)를 가진다. 연마제 입자는 0.1㎛ 이상(예컨대, 0.5㎛ 이상, 1㎛ 이상, 5㎛ 이상, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상 또는 50㎛ 이상)의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 연마제 입자는 500㎛ 이하(예컨대, 300㎛ 이하, 100㎛ 이하, 50㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 10㎛ 이하 또는 8㎛ 이하)의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 따라서, 연마제는 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 연마제 입자는 1 내지 100㎛(예컨대, 3 내지 50㎛, 6 내지 20㎛, 8 내지 20㎛ 또는 5 내지 15㎛)의 평균 입자 크기를 갖는다. 임의의 적합한 양의 연마제가 조성물에 존재할 수 있다.
조성물은 30중량% 이상(예컨대, 40중량% 이상 또는 50중량% 이상)의 연마제를 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물은 90중량% 이하의 연마제(예컨대, 75중량% 이하, 60중량% 이하, 50중량% 이하 또는 40중량% 이하의 연마제)를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 연마제의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 30 내지 90중량%(예컨대, 35 내지 50중량% 또는 30 내지 60중량%)의 연마제를 포함할 수 있다.
조성물은 추가로 염을 포함할 수 있다. 예를 들면, 염은 염화칼슘, 황산암모늄, 질산알루미늄 또는 이들의 조합물일 수 있다. 조성물은 1중량% 이상(예컨대, 5중량% 이상 또는 10중량% 이상)의 염을 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물은 20중량% 이하(예컨대, 10중량% 이하 또는 5중량% 이하)의 염을 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 염의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 1 내지 20중량%(예컨대, 1 내지 15중량% 또는 5 내지 20중량%)의 염을 포함할 수 있다.
또한, 조성물은 산화제를 포함할 수 있으며, 이는 와이어쏘 및 조성물로 슬라이싱되는 기판의 하나 이상의 물질을 위한 임의의 적합한 산화제일 수 있다. 예를 들면, 산화제는 퍼옥시 화합물 또는 할로겐 함유 산화제일 수 있다. 전형적으로, 산화제는 과산화수소, 과탄산염, 표백제, 염소, 과브롬산염, 오존 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택된다. 바람직하게는, 산화제는 과산화수소이다. 산화제는 임의의 적합한 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 조성물은 0.005중량% 이상(예컨대, 0.01중량% 이상, 0.05중량% 이상, 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상 또는 5중량% 이상)의 산화제를 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물은 20중량% 이하(예컨대, 10중량% 이하, 5중량% 이하, 3중량% 이하, 1중량% 이하 또는 0.5중량% 이하)의 산화제를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 산화제의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 0.005중량% 내지 10중량%(예컨대, 0.01중량% 내지 10중량%, 0.01중량% 내지 5중량%, 0.1중량% 내지 3중량% 또는 1중량% 내지 5중량%)의 산화제를 포함할 수 있다.
또한, 조성물은 산화 촉진제를 포함할 수 있고, 이는 산화제의 유효성을 증가시키는 임의의 적합한 화합물일 수 있다. 예를 들면, 산화 촉진제는 와이어쏘 및 조성물로 슬라이싱되는 기판의 하나 이상의 물질의 산화제에 의해 산화의 활성화 에너지를 저하시키는 촉매일 수 있다. 예를 들면, 산화 촉진제는 금속, 유기 분자 또는 라디칼일 수 있다. 전형적으로, 산화 촉진제는 구리, 백금, 루테늄, 로듐, 퀴논, 2,2,6,6-테트라메틸-피페리딘-1-옥실 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택된다. 금속은 원소성 또는 이온성 형태일 수 있다. 산화 촉진제는 임의의 적합한 양의 조성물에 존재할 수 있다. 조성물은 0.01중량% 이상(예컨대, 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상, 3중량% 이상 또는 5중량% 이상)의 산화 촉진제를 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물은 20중량% 이하(예컨대, 10중량% 이하, 5중량% 이하, 3중량% 이하 또는 1중량% 이하)의 산화 촉진제를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 산화 촉진제의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 0.05중량% 내지 20중량%(예컨대, 0.01중량% 내지 10중량%, 0.1중량% 내지 5중량%, 0.1중량% 내지 3중량% 또는 0.1중량% 내지 1중량%)의 산화 촉진제를 포함할 수 있다.
추가로, 조성물은 증점제를 포함할 수 있으며, 이는 임의의 적합한 증점제일 수 있다. 바람직하게는, 증점제는 비이온성 중합체, 예컨대 셀룰로오스 화합물(예컨대, 하이드록시에틸셀룰로오스) 또는 폴리(알킬렌 옥사이드) 물질(예컨대, 폴리(에틸렌 글리콜), 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 공중합체 등)이다. 바람직하게는, 증점제는 20,000달톤(Da) 초과, 보다 바람직하게는 50,000Da 이상(예컨대, 50,000 내지 150,000Da)의 수 평균 분자량을 가지며, 낮은 분자량 물질은 증점제로서 덜 효율적인 경향이 있기 때문이다. 증점제는 임의의 적합한 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 조성물은 0.05중량% 이상(예컨대, 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상 또는 51중량% 이상)의 증점제를 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한 조성물은 30중량% 이하(예컨대, 20중량% 이하, 10중량% 이하, 5중량% 이하 또는 1중량% 이하)의 증점제를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 증점제의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 0.05중량% 내지 20중량%(예컨대, 0.5중량% 내지 20중량%, 0.2중량% 내지 10중량%, 0.5중량% 내지 5중량% 또는 1중량% 내지 5중량%)의 증점제를 포함할 수 있다.
추가로, 조성물은 건조 방지제를 포함할 수 있고, 이는 임의의 적합한 건조 방지제일 수 있다. 비제한적으로, 건조 방지제는 알킨올 아민 또는 폴리아크릴레이트일 수 있다. 바람직한 건조 방지제는 트라이에탄올 아민 및 나트륨 폴리아크릴레이트이다. 건조 방지제는 임의의 적합한 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 조성물은 0.05중량% 이상(예컨대, 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상 또는 20중량% 이상)의 건조 방지제를 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 또한 조성물은 30중량% 이하(예컨대, 20중량% 이하, 10중량% 이하, 5중량% 이하 또는 1중량% 이하)의 건조 방지제를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 건조 방지제의 양을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 0.05중량% 내지 20중량%(예컨대, 0.5중량% 내지 20중량%, 0.2중량% 내지 10중량%, 0.5중량% 내지 5중량% 또는 1중량% 내지 5중량%)의 건조 방지제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 건조 방지제는 0.5 내지 20중량%로 조성물에 존재한다.
조성물은 임의의 적합한 점도를 가질 수 있다. 조성물의 점도는 20cp 이상(예컨대, 40cp 이상, 60cp 이상, 80cp 이상, 100cp 이상, 130cp 이상 또는 150cp 이상)일 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물의 점도는 500cp 이하(예컨대, 400cp 이하, 350cp 이하, 300cp 이하, 200cp 이하, 175cp 이하 또는 150cp 이하)일 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 점도를 가질 수 있다. 예를 들면, 조성물의 점도는 20 내지 500cp(예컨대, 60 내지 400cp, 100 내지 400cp, 150 내지 400cp, 150 내지 350cp, 170 내지 320cp 또는 200 내지 300cp)일 수 있다.
조성물은 임의의 적합한 pH를 가질 수 있다. 조성물은 10 이하(예컨대, 8 이하)의 pH를 가질 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 조성물은 3 이상(예컨대, 5 이상)의 pH를 가질 수 있다. 따라서, 조성물은 상기 말단 수치중 어느 두 개에 의해 결합된 pH를 가질 수 있다. 예를 들면, 조성물은 3 내지 10(예컨대, 5 내지 8)의 pH를 가질 수 있다.
연마제는 바람직하게는 조성물, 보다 구체적으로 조성물의 액체 담체에 현탁된다. 연마제가 조성물에 현탁되는 경우, 연마제는 바람직하게는 콜로이드성 안정성이다. 용어 "콜로이드"는 액체 담체 중 연마제 입자의 현탁액을 지칭한다. 콜로이드성 안정성은 시간에 따른 현탁액의 유지를 지칭한다. 본 발명과 관련하여, 연마제는 액체 담체 중 연마제의 현탁액을 100ml 눈금의 실린더에 넣고 2시간 동안 교반되지 않도록 정치시킨 경우, 50ml 눈금의 실린더의 하부에서 입자의 농도(g/ml 단위의 [B])와 50ml 눈금의 실린더의 상부의 입자 농도(g/ml 단위의 [T])간의 차이를 조성물 중 입자의 초기 농도(g/ml 단위의 [C])로 나눈 값이 0.5 이하이면(즉, {[B]-[T]}/[C] ≤0.5) 콜로이드성 안정성인 것으로 간주한다. 바람직하게는, [B]-[T]/[C] 값은 0.3 이하이고, 바람직하게는 0.1 이하이다.
조성물은 상술한 성분을 단독으로 또는 하기 선택적인 성분 중 하나 이상과 함께 포함하거나, 본질적으로 이루어지거나, 또는 이루어질 수 있다.
조성물은 선택적으로 하나 이상의 계면활성제 및/또는 응고제(예컨대, 중합체성 유동 조절제, 예컨대 우레탄 중합체)를 비롯한 유동 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는, 예를 들면 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 조성물은 비이온성 계면활성제를 포함한다. 적합한 비이온성 계면활성제의 한 예는 에틸렌다이아민 폴리옥시에틸렌 계면활성제이다. 조성물 중 계면활성제의 양은 전형적으로 0.0001 내지 1중량%(바람직하게는, 0.001 내지 0.1중량%, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.05중량%)이다.
조성물은 선택적으로 하나 이상의 다른 첨가제를 추가로 포함한다. 이러한 첨가제는 하나 이상의 아크릴성 아단위(예컨대, 비닐 아크릴레이트 및 스타이렌 아크릴레이트)를 포함하는 아크릴레이트, 이들의 중합체, 공중합체 및 올리고머, 및 이들의 염을 포함한다.
조성물은 하나 이상의 소포제를 포함할 수 있다. 소포제는 임의의 적합한 소포제일 수 있다. 적합한 소포제는 규소계 및 아세틸렌성 다이올계 소포제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 조성물 중 소포제의 양은 전형적으로 10 내지 140ppm이다.
조성물은 하나 이상의 살생물제를 포함할 수 있다. 살생물제는 임의의 적합한 살생물제, 예컨대 아이소티아졸린온 살생물제일 수 있다. 조성물 중 살생물제의 양은 전형적으로 1 내지 50ppm, 바람직하게는 10 내지 20ppm이다.
조성물은 임의의 적합한 기법에 의해 제조될 수 있으며, 이러한 기법 중 대부분은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 조성물은 배치식 또는 연속식 공정으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 조성물은 임의의 순서로 그의 성분들을 조합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "성분"은 개별 성분(예컨대, 연마제, 산화제, 증점제, 살생물제 등) 및 이들 성분(예컨대, 연마제, 산화제, 증점제, 살생물제 등)의 임의의 조합물을 포함한다.
조성물은 예를 들면 연마제, 액체 담체, 및 선택적으로 산화제를 포함하는 원-패키지(one-package) 시스템으로서 공급될 수 있다. 다르게는, 예를 들면, 산화제는 제 1 용기에 건조 형태 또는 액체 담체 중 용액 또는 분산액으로서 공급될 수 있고, 연마제, 액체 담체 및 다른 첨가제는 제 2 용기에 공급될 수 있다. 조성물의 다른 성분과 별도로 산화제를 공급하는 것이 바람직한데, 이는 산화제가 슬라이싱 공정 도중 임의의 시점에서 조성물에 첨가되기 때문이다. 예를 들면, 산화제는 슬라이싱 공정 시작 전에, 슬라이싱 공정 동안, 또는 슬라이싱 공정이 완료된 후 조성물에 첨가될 수 있다. 안정한 산화제는 다른 성분과의 반응이 덜하므로, 안정한 산화제의 사용은 산화제가 조성물의 다른 성분과 함께 용기에 공급되게 한다. 이러한 접근은 실질적으로 조성물의 제조 및 사용 비용을 감소시킬 수 있다.
선택적 성분, 예컨대 하나 이상의 살생물제는 제 1 및/또는 제 2 용기 또는 제 3 용기에 건조 형태 또는 액체 담체 중 용액으로서 배치될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 용기 중 성분들이 상이한 pH 값을 갖거나, 또는 다르게는 실질적으로 유사하거나 심지어 동일한 pH 값을 갖는 것이 적합하다. 선택적 성분이 고체인 경우, 이는 건조 형태 또는 액체 담체 중 혼합물로서 공급될 수 있다. 선택적 성분은 조성물의 다른 성분으로부터 별도로 공급될 수 있고, 예컨대, 최종 사용자에 의해 사용 직전에(예컨대, 사용 1주 전 또는 그 이전, 사용 1일 전 또는 그 이전, 사용 1시간 전 또는 그 이전, 사용 10분 전 또는 그 이전, 또는 사용 1분 전 또는 그 이전) 조성물의 다른 성분과 조합될 수 있다. 조성물의 성분의 다른 2개의 용기, 또는 3개 이상의 용기의 조합은 당해 분야의 숙련자의 지식 범위에 있다.
또한, 조성물은 사용 전에 적절한 양의 액체 담체로 희석되도록 의도된 농축물로서 제공될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 조성물 농축물은 농축물을 적절한 양의 액체 담체로 희석하는 경우, 각각의 성분이 각각의 성분에 대해 상술한 적절한 범위에 속하는 양으로 조성물에 존재하도록 하는 양으로 연마제, 액체 담체, 및 선택적으로 산화제 및/또는 증점제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 성분은 농축물이 적절한 부피의 액체 담체(예컨대, 각각 2부피의 액체 담체, 3부피의 액체 담체, 또는 4부피의 액체 담체)로 희석되는 경우, 각각의 성분이 각각의 성분에 대해 상술한 범위에 속하는 양으로 조성물에 존재하도록, 조성물의 각각의 성분에 대해 상술한 농도보다 2배 (예컨대, 3배, 4배 또는 5배) 이상인 양으로 농축물에 각각 존재할 수 있다. 추가로, 당해 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 농축물은 최종 조성물에 존재하는 적절한 분율의 액체 담체를 함유하여 연마제 및 다른 적합한 첨가제가 적어도 부분적으로 또는 완전히 농축물에 용해되거나 현탁될 수 있다. 또한, 산화제는 농축물로부터 제외되어 액체 담체와 함께 적절한 양으로 나중에 첨가되어 각각의 성분이 각각의 성분에 대해 상술한 범위에 속하는 양으로 존재하도록 조성물을 형성할 수 있다.
추가로, 본 발명은 기판을 슬라이싱하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 (i) 기판을 본원에 기재된 조성물과 접촉하는 단계, (ii) 기판 및 조성물을 와이어쏘와 접촉하는 단계, 및 (iii) 와이어쏘를 이와 접촉하는 조성물과 함께 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 연마하여 기판을 슬라이싱하는 단계를 포함한다.
기판은 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 임의의 적합한 와이어쏘로 슬라이싱된다. 와이어쏘는 와이어가 평행하도록 일련의 스풀 및 풀리를 사용하여 배열된 미세 와이어의 웹을 포함한다. 와이어들 간의 거리는 임의의 적합한 거리일 수 있지만, 전형적으로 0.1 내지 1.5mm이다. 와이어의 직경은 임의의 적합한 직경일 수 있지만, 와이어는 전형적으로 0.08 내지 0.2mm 직경을 갖는다. 와이어쏘의 와이어 부분은 임의의 적합한 물질일 수 있지만, 바람직하게는 철 및 철 합금을 포함하거나, 본질적으로 이루어지거나, 이루어진다. 기판은 조성물이 연속적으로 상기 영역에 공급되는 동안 와이어의 웹에 대해 가압된다. 와이어쏘는 기판에 대해 이동하며, 조성물에 현탁되는 연마제는 와이어쏘에 접착하고 와이어쏘의 와이어와 기판 간의 상호작용을 촉진하여 기판의 적어도 일부를 연마하고, 이를 웨이퍼로 슬라이싱한다.
하기 실시예는 본 발명을 더욱 설명하고, 본 발명의 범위를 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 간주해서는 안된다.
실시예
이 실시예는 다양한 성분들의 수분 보유, 투명성 및 조성물의 침전 특성에 대한 효과를 증명한다.
50중량% 탄화규소, 4중량% 하이드록시에틸셀룰로오스 및 46중량% 물을 함유하는 조성물을 제조하였다. 조성물을 18개의 상이한 조성물로 나누었고(조성물 A 내지 R), 거기에 표 1에 기재된 바와 같은 다양한 유형 및 양의 알콜 및/또는 염을 첨가하였다.
조성물 각각을 침전 시험(7일), 적하 스파츌라(spatula) 시험(7일), 스크래치 시험 및 초음파(40초) 시험을 사용하여 평가하였다. 슬러리의 현탁성 및 침전 후 용이하게 다시 분배하는지에 대해 시험하기 위해 적하 스파츌라 및 침전 시험을 수행하였다. 슬러리의 투명성 및 건조능을 시험하기 위해 스크래치 및 초음파 시험을 수행하였다.
스파츌라를 시험되는 슬러리가 함유된 눈금 실린더에 적하함으로써 적하 스파츌라 시험을 수행하였다. 슬러리는 시험 전 7일 동안 실린더에서 침전되었다. 이 시험에서, 스파츌라는 어떠한 경질 침전이 없다면 실린더의 바닥에 적하될 것이다. 시각적인 분석을 수행하여 스파츌라가 실린더의 바닥에 닿았는지 여부를 결정하고, 실린더에서 스파츌라가 침전된 지점을 평가하였다. 경질-침전된 연마제의 커다란 층은 침전후 재분배의 문제를 가리킨다.
눈금 실린더에서 7일 동안 침전된 슬러리 중 맑은 액체 층을 시각적으로 관찰함으로써 침전 시험을 수행하였다. 개수가 많을수록 침전된 슬러리는 더 많았다. 유리 슬라이드 상에 분취량의 슬러리를 배치한 후 건조시킴으로써 스크래치를 수행하였다. 24시간 후, 면봉을 사용하여 건조된 슬러리를 씻어냈다. 슬러리 건조는 이것이 어떻게 용이하게 씻어내는지에 의해 정량적으로 측정된다. 그 후, 초음파 시험을 건조된 슬러리 시험으로부터 동일한 유리 슬라이드 상에서 측정하였다. 초음파 40초 후에, 임의의 잔여 슬러리에 대해 유리 슬라이드를 검사하였다. 슬러리의 세척 용이성은 초음파 후 유리 슬라이드를 닦아 낼 것이다. 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
조성물 알콜/염 적하 스파츌라 7일 스크래치 시험 초음파, 40초 침전 시험
A(본 발명) 1% 글리세롤 없음 없음 있음 7.3
B(본 발명) 5% PEG 있음 있음 있음 7.5
C(본 발명) 5% 글리세롤 불충분 있음 있음 7.5
D(본 발명) 1% PPG 없음 있음 있음 7.2
E(본 발명) 1% 헥실 알콜 있음 있음 있음 7.8
F(본 발명) 5% 헥실 알콜 있음 있음 있음 6.7
G(본 발명) 1% PEG 있음 없음 있음 8
H(본 발명) 5% PPG 없음 없음 없음 7.3
I(비교예) 없음 없음 없음 없음 8
J(본 발명) PEG 300 있음 있음 있음 6.5
K(본 발명) 5% CaCl2 있음 없음 없음 7.4
L(본 발명) 1% CaCl2 있음 없음 없음 7.6
M(본 발명) 1% 헥실 알콜 있음 있음 있음 7.7
N(본 발명) 7% PEG 있음 있음 있음 7.2
O(본 발명) 1% CaCl2, 7% PEG 3/4 하강 있음 있음 7.4
P(본 발명) 5% 황산암모늄 없음 있음 없음 7.2
Q(본 발명) 1% 황산암모늄 없음 있음 있음 7.1
R(비교예) 없음 없음 없음 없음 8
표 1에 기재된 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리올, 예컨대 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 및 일원자성 알콜, 예컨대 1-헥산올(헥실 알콜) 및 염, 예컨대 염화칼슘 및 황산암모늄을 함유하는 조성물은 보다 나은 투명성 및 보다 적은 슬러리 건조를 나타낸다.

Claims (22)

  1. (i) 액체 담체의 중량을 기준으로 50중량% 이상의 물 및 0.1 내지 20중량%의 폴리올을 포함하는 액체 담체,
    (ii) 액체 담체에 현탁된 30 내지 60중량%의 연마제, 및
    (iii) 0.2 내지 10중량%의 증점제
    를 포함하는, 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    폴리올이 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 1,6-헥산다이올, 펜타에리트리트 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    폴리올이 2.5:1 이상의 탄소 원자 대 산소 원자 비율을 갖는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    산화제를 추가로 포함하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    증점제가 비이온성 중합체인 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    연마제가 탄화규소, 실리카, 알루미나 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    염화칼슘, 황산암모늄, 질산알루미늄 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 조성물.
  8. (i) 50중량% 이상의 물; 및 액체 담체에 0.1 내지 20중량%로 존재하는 일원자성 알콜, 및 염화칼슘, 황산암모늄, 질산알루미늄 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 염 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 액체 담체, 및
    (ii) 액체 담체에 현탁된 30 내지 60중량%의 연마제
    를 포함하는, 와이어쏘를 사용하여 기판을 슬라이싱하기 위한 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    일원자성 알콜이 4개 이상의 탄소의 탄소 쇄를 갖는 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    4개 이상의 탄소의 탄소 쇄를 갖는 일원자성 알콜이 1-헥산올, 1-옥탄올, 2-에틸 헥산올 또는 2-뷰틸-1-옥탄올인 조성물.
  11. 제 8 항에 있어서,
    일원자성 알콜이 2.5:1 이상의 탄소 원자 대 산소 원자 비율을 갖는 조성물.
  12. 제 8 항에 있어서,
    산화제를 추가로 포함하는 조성물.
  13. 제 8 항에 있어서,
    연마제가 탄화규소, 실리카, 알루미나 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 조성물.
  14. 제 8 항에 있어서,
    증점제를 추가로 포함하는 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    증점제가 비이온성 중합체인 조성물.
  16. (i) (a) 액체 담체의 중량을 기준으로 50중량% 이상의 물 및 0.1 내지 20중량%의 폴리올을 포함하는 액체 담체, (b) 액체 담체에 현탁된 30 내지 60중량%의 연마제, 및 (c) 0.2 내지 10중량%의 증점제를 포함하는 조성물을 기판과 접촉시키는 단계,
    (ii) 기판 및 조성물을 와이어쏘와 접촉시키는 단계, 및
    (iii) 와이어쏘를 이와 접촉하는 조성물과 함께 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 연마하여 기판을 슬라이싱하는 단계
    를 포함하는, 기판을 슬라이싱하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    폴리올이 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 1,6-헥산다이올, 펜타에리트리트 또는 이들의 조합물인 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    폴리올이 4개 이상의 탄소의 탄소 쇄를 갖는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    폴리올이 2.5:1 이상의 탄소 원자 대 산소 원자 비율을 갖는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    조성물이 산화제를 추가로 포함하는 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    증점제가 비이온성 중합체인 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    조성물이 염화칼슘, 황산암모늄, 질산알루미늄 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는 방법.
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