TWI527666B - A method for manufacturing an adhesive composition for a resin bonded wire saw, and a method for manufacturing a resin bonded wire saw - Google Patents

A method for manufacturing an adhesive composition for a resin bonded wire saw, and a method for manufacturing a resin bonded wire saw Download PDF

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Description

樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物及樹脂黏合線鋸之製造方法
本發明係關於一種用於以將大口徑矽晶錠(silicon ingot)切片而成之晶圓(wafer)為代表之太陽電池/電子用基板、砷化鎵等化合物半導體基板或磁體、水晶、玻璃等磁性/光學用基板等之切割的固定研磨粒式線鋸，特別關於一種適於較硬且較脆之材料之精細切割加工之固定研磨粒線鋸、尤其是樹脂黏合線鋸(以樹脂接著劑將研磨粒固著於線上而成之線鋸)之製造方法，及該製造方法中使用之接著劑組合物。
有人指出，於逐年不斷大口徑化之TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)用途或太陽電池用途之矽晶錠之切割中，先前使用之內周刃砂輪(ID刀片，inner diameter blade，內徑刀片)存在加工效率或生產性降低、產生加工變質層、切割尺寸精度等降低、又必需大型裝置等問題。因此，近年來活躍地進行使用線鋸(wire saw)之切割加工。線鋸係將線(wire)連同切割用研磨粒一併一面壓接於被切削物一面行進而進行切割作業者。使用線鋸之切割加工易於應對矽晶錠之大口徑化，與自晶錠切割1次僅獲得1片晶圓之內徑磨石不同，可實現同時製作複數片晶圓之多片切割。
此種切割加工中所使用之線鋸存在游離研磨粒式及固定研磨粒式。游離研磨粒式中，作為芯材之鋼琴線等線係塗 佈使金剛石或碳化矽等微細之研磨粒分散於水系漿料或油等中而成之研磨粒液而使用。於該情形時，一面對塗佈有研磨粒液之線添加張力一面使之行進而進行切割加工(例如，參照專利文獻1)。其結果為，藉由介在於線與被削物之間隙中之研磨粒而慢慢地進行切割。
然而，於該方法中，必需不斷地將適量研磨粒持續供給至切割界面，特別是漿料或油等之黏度因溫度等而微妙地變動，結果厚度不均或起伏等與晶圓之品質相關之管理格外困難。又，該方法中，因研磨粒於晶圓切割時自由地移動，故不僅晶圓而線亦受磨擦，不伴隨斷線而縮小線徑一事存在極限。又，有人指出以下擔憂：晶圓表面因被自由地移動之研磨粒研磨，故形成有與光-電轉換效率相關之較厚之加工變質層(損傷層)。
作為解決此種問題之方法，提出有於線上固定有金剛石等之固定研磨粒式線鋸。固定該金剛石之方法存在樹脂黏合劑法、電鍍法等。
電鍍法係藉由鍍鎳等而進行將金剛石向鋼琴線上固定之方法(例如，參照專利文獻2、3)。該方法係於鎳鍍敷液中一面使鎳析出於鋼琴線表面一面將金剛石埋設於鎳膜中而使之牢固地固著的方法，較強之固著力就晶錠之切割方面而言較為優異，但於鎳鍍敷之步驟中線徑逐漸變粗。
又，希望於該方法中將金剛石深深地埋入鍍敷層中而物理性地牢牢固定，金剛石之固著力受鍍敷膜之析出量支配，因此存在生產性非常差、成本變高等問題。進而，亦 認為，線之線徑因鎳而變粗，因此於將長條之線反覆捲取於滑輪(pulley)上時，線易於產生疲勞斷裂。
進而，揭示有一種固定研磨粒式線鋸，其特徵在於：於線上由金剛石(研磨粒)之粒徑之5~40%厚度之釺料、焊錫等形成金屬層，於該金屬層之熔融狀態下使上述金剛石附著固化(例如，參照專利文獻4)。該方法中，若構成金屬層之焊錫等之熔點較高，則因金屬層之熔融而線被過度加熱，產生線之退火，線之拉伸強度降低之可能性變高，而線原材料之選擇變得困難。例如，無法將於相對較低之溫度下因芯線之退火而硬度或拉伸強度降低之鋼琴線或硬鋼線用作芯線，作為代替，而使用不鏽鋼線、或因脆化而經不起反覆彎曲但具有同等拉伸強度之鎢線等。又，相反，於構成金屬層之焊錫等之熔點較低之情形時，因於線鋸之工件之切割加工時由摩擦引起之發熱，金屬層熔融而研磨粒容易自線上脫落。
樹脂黏合劑法係使用浮動模等將例如酚系樹脂等樹脂接著劑與金剛石等研磨粒之混合物塗佈於鋼琴線上，並使用琺瑯燒附爐(參照專利文獻4)等實施加熱處理之方法。藉此，藉由硬化之樹脂而固定金剛石(例如，參照專利文獻5、6、7)。作為琺瑯燒附爐，已知有熱風乾燥方式(例如，參照專利文獻8、9)。樹脂黏合劑法適於製作相對廉價且長條之線鋸。進而，因具有於晶錠切割中產生之線之振動經酚系樹脂等與金屬相比較軟之樹脂吸收的效果，故可於晶錠之切割中使線鋸以高速行進，且可以高速進行穩定之 切割。又，可獲得較薄之晶圓。另一方面，有人指出如下缺點：因樹脂之保持力較低，故於切割中金剛石不斷脫落，容易引起鋒利度降低或線徑變細等，壽命較短。又，於使用熱硬化型樹脂接著劑之情形時，無法短時間地進行其硬化，且若於高溫下進行，則有因硬化劑或伴隨反應之揮發成分之分解而伴隨發泡等困擾，故存在無法實現線鋸製造之高速化之問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2008-103690號公報
專利文獻2：日本專利特公平4-4105號公報
專利文獻3：日本專利特開2003-334763號公報
專利文獻4：日本專利特開2006-123024號公報
專利文獻5：日本專利特開2000-263452號公報
專利文獻6：日本專利特開2000-271872號公報
專利文獻7：日本專利再公表專利WO98/35784號
專利文獻8：日本專利特開H09-35556號公報
專利文獻9：日本專利特開2010-267533號公報
本發明之目的在於提供一種可發揮樹脂黏合線鋸之晶錠切割步驟之穩定性，進而獲得由晶錠切割所致之晶圓表面之加工變質層(損傷層)厚度變薄且厚度不均較少之平滑之晶圓的長壽命之樹脂黏合線鋸，及生產效率較高之樹脂黏 合線鋸之製造方法。進而，本發明之目的在於提供一種適於該方法之樹脂黏合線鋸用之新穎之接著劑組合物。
本發明者等人為解決上述課題而反覆銳意研究，結果發現藉由將可溶酚醛型(resol type)酚系樹脂與酚醛清漆型(novolak type)酚系樹脂以特定比率組合作為接著劑用之樹脂而藉由紅外線加熱於短時間內效率較佳地進行熱硬化的組成體系，且發現其可效率較佳地製造可獲得由切割所致之晶圓表面之損傷層厚度較小且平滑之晶圓、且金剛石研磨粒之脫落亦較少的長壽命之樹脂黏合線鋸，從而完成本發明。
本發明之主旨在於：一種樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物，其係用於在金屬芯線表面經由接著劑用之樹脂固著研磨粒而成之樹脂黏合線鋸之製造中，且以 為必需成分。
上述接著劑組合物進而可含有酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑5~20重量份。
又，本發明之主旨在於一種樹脂黏合線鋸用之漿料，其含有上述接著劑組合物、該接著劑組合物之溶劑、研磨粒、及包含無機粒子之填料而成。
進而，本發明之主旨在於一種樹脂黏合線鋸之製造方法，其包括以下步驟：準備上述漿料及金屬芯線之步驟，將該漿料塗佈於該金屬芯線表面之步驟，及以包含近紅外線之紅外線加熱經塗佈之該漿料而使上述接著劑組合物發生交聯反應的加熱步驟。
上述樹脂黏合線鋸之製造方法進而可包括：捲取上述加熱步驟中獲得之線而獲得捲取體之步驟，及加熱該捲取體之再加熱步驟。
根據本發明，提供一種效率較佳地製造於切出多個晶圓時晶圓厚度之不均、晶圓內厚度之偏差、厚度偏差之不均均較小，又由切割所致之晶圓表面之損傷層較薄，且長壽命之樹脂黏合線鋸之方法。又，提供一種適於該方法之樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物。
本發明之接著劑組合物係用於在金屬芯線(以下亦稱為芯線)表面經由樹脂黏合劑(樹脂接著劑)固著研磨粒而成之樹脂黏合線鋸之製造中的樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物，且以 為必需成分。
酚醛清漆型酚系樹脂係使苯酚、甲酚、雙酚A等酚系化合物與甲醛等醛於酸性觸媒之存在下發生縮合反應而成的樹脂。可溶酚醛型酚系樹脂係以鹼性觸媒使苯酚、甲酚、雙酚A等酚系化合物與甲醛等醛發生縮合而成者。
本發明之接著劑組合物亦可進而包含酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑。較佳為，相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份而包含酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑5~20重量份。
於本發明之接著劑組合物包含酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑之情形時，若硬化劑之調配比率相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份超過20重量份，則存在由硬化劑之分解而產生之氣體使硬化後之樹脂產生膨脹、龜裂等情況。又，若硬化劑之調配比率相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份小於5重量份，則於可溶酚醛型酚系樹脂之調配比率較少之情形時有酚醛清漆樹脂之硬化不充分之虞之情況。此時，可適當添加適當之可溶酚醛型酚系樹脂，但進而較佳為將酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑之調配量對應可溶酚醛型酚系樹脂之調配量而於上述調配比率(5~20重量份)之範圍內適當地進行設定。
作為該酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑，例如可列舉：環六亞甲基四胺或羥甲基三聚氰胺、羥甲基脲等。其中，環六亞甲基四胺於樹脂之硬化時間較短方面較佳。
本發明之接著劑組合物亦可進而包含苯酚、甲酚、雙酚A等酚系化合物例如5~15重量份。又，亦可包含若干(例如1重量份以下)甲醛等醛。進而，只要少量則亦可含有鹼性 觸媒或水分。
本發明之樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物可藉由相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份含有可溶酚醛型酚系樹脂10~30重量份，而藉由酚系樹脂之交聯獲得緻密之三維網狀結構。藉此，可實現與研磨粒之牢固接合。於可溶酚醛型酚系樹脂相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份大到超過30重量份之情形時，下述漿料(paste)之黏度變低。因此，於可溶酚醛型酚系樹脂相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份大到超過30重量份之情形時，無法獲得適合用於使芯線高速行進而塗佈漿料之黏度。於可溶酚醛型酚系樹脂相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份小到低於10重量份之情形時，接著劑組合物之交聯速度變慢。因此，於可溶酚醛型酚系樹脂相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份小到低於10重量份之情形時，難以一面使芯線行進一面使漿料於短時間內硬化，而無法高速生產高性能之樹脂黏合線鋸。以上述比例適當添加酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑於使漿料在短時間內硬化方面進而較佳。
本發明之樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物中藉由相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份調配0.1~5重量份之胺系矽烷偶合劑，而研磨粒及芯線與接著劑之接著強度增大。若胺系矽烷偶合劑之調配比率相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份小於0.1重量份，則無法獲得酚系樹脂與被覆有鎳之研磨粒之間之充分之接著力。於此種情形時，與使用以上述調配比率調配有胺系矽烷偶合劑之接著劑組合物而 製造之樹脂黏合線鋸相比，樹脂黏合線鋸之切削能力較差。若胺系矽烷偶合劑之調配比率相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份大到超過5重量份，則引起由熱分解所致之泡之產生，或影響酚醛清漆型酚系樹脂之硬化，於酚系樹脂與研磨粒之間無法獲得充分之接著力。於此種情形時，樹脂黏合線鋸之切削能力變小。
作為胺系矽烷偶合劑，可例示：3-胺基丙基三甲氧基矽烷(aminopropyltrimethoxysilane)、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
使用本發明之接著劑組合物製造樹脂黏合線鋸之製造方法係包括以下步驟之樹脂黏合線鋸之製造方法：準備含有上述記載之接著劑組合物、溶解該接著劑組合物而調整漿料黏度之溶劑、研磨粒、及包含無機粒子之填料的漿料之步驟，進而準備金屬芯線之步驟，將該漿料塗佈於該金屬芯線之表面之步驟，及以紅外線加熱經塗佈之漿料而使上述接著劑組合物發生伴隨脫水之交聯反應的加熱步驟。
藉由該加熱步驟，而接著劑組合物之脫水縮合快速進行，形成緻密之三維交聯結構。
漿料塗佈於行進之芯線上時，例如藉由自細徑噴嘴擠出漿料並塗佈於芯線上之分注器(注射器)法、或浮動模法等而連續塗佈於金屬芯線之表面。漿料之塗佈量較佳為以研 磨粒之集中度為50~120之方式設定。集中度係以研磨粒之面積佔線鋸外表面之投影面積之比例為指標的值，於本說明書中，研磨粒之投影面積佔總投影面積15%時將集中度設為100。例如，認為，研磨粒之投影面積佔總投影面積30%時集中度為200，研磨粒之投影面積佔總投影面積7.5%時集中度為50。
於將漿料連續塗佈於行進之芯線上之情形時，漿料之黏度係於接著劑組合物中添加溶劑而調整為3~6 Pa．s，此於獲得適當且均勻之塗佈量方面較佳。例如，溶劑較佳為於相對於接著劑組合物100重量份為100~200重量份之範圍內進行設定。作為調整漿料黏度之溶劑，並無特別限定，於鄰、間、對之異構物中較佳為低沸點之鄰甲酚。
作為本發明中使用之研磨粒，只要為固定研磨粒式線鋸用之研磨粒則並無特別限定，可例示：金剛石研磨粒、立方晶系BN研磨粒、氧化鋁研磨粒、碳化矽研磨粒等。
尤其，金剛石研磨粒熱導率極其高，因此於短時間之加熱中，向研磨粒照射之影之部分亦迅速升溫。藉此，於與均勻之固著相關之化學反應迅速進行方面，較佳為使用金剛石研磨粒。研磨粒之尺寸根據目的或根據芯線直徑而選擇，但就截口損失(切割裕度)較少之矽晶錠之切割方面而言，較佳為數微米~25微米。進而，作為本發明中使用之研磨粒，亦可為經除銅(於銅作為雜質殘留之情形時，熱處理步驟中於矽之帶隙內形成較深之能階故於用作太陽電池之情形時發電效率降低)以外之鎳或鈦等金屬被覆之金 剛石。於使用經鎳被覆之金剛石之情形時，藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸與利用鎳等之電鍍之金剛石研磨粒固定線鋸相比，可實現獲得翹曲或鋸痕(saw mark)較少而具有極其平滑之面之矽晶圓的切片(slicing)。
為避免由切片時產生之矽屑所致之堵塞，研磨粒必需以上述被稱為集中度之標準適當分散並固著於芯線上。進而，於本發明中，研磨粒較佳為相對於接著劑組合物100重量份而調配50~120重量份。
作為本發明中使用之芯線，較佳地使用鋼線。線徑並無特別限定，較佳為0.3~0.05 mm者。鋼線中可列舉：高碳鋼或中碳低合金鋼等熱處理彈簧鋼之線材，硬鋼線、鋼琴線或不鏽鋼線、冷軋鋼線或油回火鋼線等加工彈簧鋼之線材，低合金鋼、中合金鋼或高合金鋼、麻時效鋼等高韌性/高疲勞強度之鋼線材。
將漿料連續塗佈於行進之芯線上，一面使塗佈有漿料之芯線行進一面連續加熱，藉此經塗佈之漿料經加熱而硬化。該加熱係藉由對經塗佈之漿料照射紅外線而進行。若藉由先前之琺瑯爐等而進行熱風加熱，則漿料自外表面發生熱硬化，形成表皮膜而由脫水反應生成之水封閉於內部，隨著該水之氣體化接著劑中容易產生發泡。相對於此，於使用燈等而以紅外線加熱漿料之情形時，波長1 μm左右之近紅外線被水效率較佳地吸收，因此於短時間內進行脫水反應而完成交聯聚合。又，因水被激發而於短時間內蒸發，故接著劑中不易產生發泡。該紅外線較佳為於波 長0.7~2.5 μm之近紅外線帶域具有1個或複數個光譜之波峰者。其中，於可促進接著劑組合物之脫水及交聯且抑制伴隨由脫水反應而生成之水之氣體化的接著劑之發泡，且防止硬化後之接著劑之發泡體化方面，較佳為波長約1 μm(0.9~1.3 μm之範圍)之近紅外線之加熱。
作為於塗佈有漿料之芯線之行進中以紅外線加熱經塗佈之漿料的方法，可列舉如圖1所示之方式。該方式中，使用半筒型之凹面鏡2及發出紅外線之發光體4。該方式係以如下方式配置半筒型之凹面鏡2：一面使塗佈有漿料之芯線3於凹面鏡2之長度方向(圖式上看為與紙面正交之方向)上行進，一面使來自平行於凹面鏡2之長度方向而線狀配置之發光體4的放射光向芯線之行進路徑聚光為約10 mm 之大小。符號8為凹面鏡2之反射面。凹面鏡2與發光體4亦可形成對而以芯線之行進路徑為對稱中心組合配置複數個。使用紅外線燈作為發光體4於在短時間內進行有效加熱方面較佳。聚光部6之溫度係以1.0 mm直徑之鞘(sheath)型熱電偶而測量，較佳為500~800℃。聚光部6之長度由發光體4或凹面鏡2之尺寸或個數而決定。藉由將聚光部6設為加熱區域，而可於塗佈有漿料之芯線之行進中以紅外線加熱經塗佈之漿料。加熱區域可使用紅外線燈而構成。於使用紅外線燈之情形時，聚光部6之長度可設為例如400~1000 mm。加熱區域亦可為將複數個紅外線燈於芯線之行進方向上串聯地配置而形成。
作為發光體4，較佳為使用於近紅外線之帶域中具有發 光光譜之波峰的紅外線燈。作為較佳之紅外線燈，例如可列舉：短弧氙燈(Short-arc Xenon Lamp)、或於石英玻璃管中封入鎢絲而成之棒狀燈。
於本發明中，藉由此種加熱方式，而可使塗佈有漿料之芯線於行進速度1000~2000 mm/sec之高速下不使接著劑發泡而於短時間內進行接著劑之硬化。
再者，於該漿料中調配包含無機粒子之填料(filler)。較佳為相對於接著劑組合物100重量份調配20~100重量份填料。進而較佳為調配30~60重量份填料。作為填料，亦可使用微粒(2~3 μm左右)之金剛石，可使用具有各種形狀或硬度之無機材料。作為一例，使用碳化矽粒。填料之混入具有抑制樹脂之熱膨脹、收縮使晶錠切割中之研磨粒之脫落減少的效果。
於本發明中，對藉由上述紅外線加熱而加熱之線(塗佈有漿料之芯線)進行再加熱，可獲得具有更穩定之性能之樹脂黏合線鋸。該再加熱係為了去除藉由上述之紅外線加熱之短時間硬化而反覆膨脹、收縮之樹脂層或芯線所受到的熱應變而進行。於上述紅外線加熱中於接著劑不完全硬化之狀態下，將線(塗佈有漿料之芯線)以一定張力，例如10 N左右捲取於線軸，於對該捲取體進行再加熱之情形時，產生線彼此膠著而無法解纖、或勉強解纖則接著劑剝離等困擾。因此，原則上較佳為於紅外線加熱中接著劑組合物之硬化大致完成。
再加熱較佳為於100~200℃下進行1~5小時。又，即便該 再加熱耗費時間，亦因再加熱可將多個捲取體同時集中地進行處理，故作為樹脂黏合線鋸之生產步驟整體而言生產性不會較大地降低。如此，於本發明中，藉由將線之高速加熱與捲取體之再加熱組合而有效地進行生產，而可提高樹脂黏合線鋸之生產性。
先前，於此種捲取體之再加熱方式中，於高速行進下加熱線(塗佈有漿料之芯線)之情形時，再加熱時存在線彼此膠著而無法解纖、或勉強解纖則接著劑剝離等困擾。然而，於本發明中，藉由採用上述接著劑組合物並採用近紅外線加熱，而不產生發泡之困擾即可高速加熱線而使接著劑組合物之硬化大致完全地進行。因此，於本發明中，可不產生線彼此之膠著之困擾而以再加熱進行熱應變脂去除。
藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸與以先前方法製作之樹脂黏合線鋸相比，切入深度較大。該切入深度係指將特定形狀之切割對象之工件(piece)按壓於線鋸上並使線鋸往復運動而該線鋸切入至切斷為止時之切入深度。此時之線鋸之切割主要由研磨粒之脫落而引起。因此，可以說由此而藉由本發明獲得之樹脂黏合線鋸中研磨粒對芯線之固著強度飛躍地提高，而為長壽命。又，藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸因研磨粒對芯線之固著強度較高，故即便存在切出多個晶圓時晶圓厚度不均、晶圓內厚度之偏差、厚度偏差之不均之任一者，與以先前方法製作之樹脂黏合線鋸相比，亦較小。進而，利用藉由本發明而獲得之樹脂黏 合線鋸，可獲得平滑之矽晶圓。進而，利用藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸，可獲得表面之加工變質層(損傷層)較薄之晶圓。另外，根據晶圓之3點彎曲應力之測定結果，由於加工變質層所致之破壞之起點較少，故可獲得彎曲強度較高之晶圓。
實施例
使用以下所示之組成之樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物，按照以下所示之漿料之調配比率調整漿料，並藉由以下所示之線鋸之生產線而製造樹脂黏合線鋸。
[實施例1]
樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物之調配比率 (註：該組成中之酚醛清漆型酚系樹脂之調配量為80重量 份×0.86=68.8重量份，可溶酚醛型酚系樹脂之調配量為20重量份×0.80=16重量份。因此，於實施例1中，若換算為相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份之比率，則調配可溶酚醛型酚系樹脂約23.2重量份)
漿料之調配比率
[實施例2]
樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物之調配比率 (註：於實施例2中，若換算為相對於酚醛清漆型酚系樹脂 100重量份之比率，則調配可溶酚醛型酚系樹脂約10.3重量份)
[比較例1]
樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物之調配比率 (註：於比較例1中，若換算為相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份之比率，則調配可溶酚醛型酚系樹脂約7重量份)
[比較例2]
樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物之調配比率 (註：於比較例2中，若換算為相對於酚醛清漆型酚系樹脂100重量份之比率，則調配可溶酚醛型酚系樹脂約40重量份)
[比較例3]
樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物之調配比率
實施例、比較例中使用之線： 100 μm鋼線
實施例、比較例中之線鋸之生產線
芯線抽出機：抽出捲取形狀之芯線之通常之抽出機。
塗佈裝置：藉由噴水器形狀之模具而將漿料均質地塗佈於芯線表面。
加熱裝置：加熱塗佈有漿料之芯線之裝置。作為該裝置，將3個使用有於石英玻璃管中封入鎢絲而成之棒狀燈之ULVAC理工股份有限公司製造之紅外線金面反射爐(Gold image furnace)：型式RHL-E410-N(加熱長度265 mm、最大輸出4 kw)串聯而使用。圖2中表示該棒狀燈之能量分光分佈。
捲取機：捲取線鋸之通常之捲取機。
反射爐：設定溫度725~750℃
芯線之行進速度：1200 mm/sec
漿料之塗佈量：0.01 g/m
再加熱爐：收納並加熱由捲取機捲取之線(附有接著劑、研磨粒)之加熱爐
再加熱爐中之加熱：180℃×2小時
於比較例1中，接著劑組合物之硬化速度較慢，通過反射爐後接著劑組合物之硬化不完全，於以再加熱爐加熱後線彼此膠著而無法解纖。於實施例1、2中，於以再加熱爐加熱後，線彼此不會膠著而可順利地進行解纖(捲回)。
於比較例2中，雖未使用黏度調整用之溶劑，但漿料之黏度較低為2 Pa．S，無法獲得(芯線之行進速度：1200 mm/sec時)目標之塗佈量(0.01 g/m)。
將實施例1中獲得之樹脂黏合線鋸(a1)、實施例2中獲得 之樹脂黏合線鋸(a2)之切削性能與使用光硬化性樹脂作為接著劑之樹脂黏合線鋸(b1)、比較例3中獲得之樹脂黏合線鋸(b2)進行比較。
切削性能試驗
將1 cm3之多晶矽工件設置於水平地伸展之線之下方，使工件下降移動並切削，測定切削深度。
切削條件
線運動：振幅80 mm、速度400 mm/min之往復運動
切削時間：至斷線為止
工件之下降速度：0.9 mm/min
表1中表示切削性能試驗之結果。
根據表1，獲得以下結果：實施例1、2中獲得之樹脂黏合線鋸(a1)、(a2)之切削深度與使用光硬化性樹脂之樹脂黏合線鋸(b1)、比較例3中獲得之樹脂黏合線鋸(b2)相比，較深。
又，將藉由使用實施例1中獲得之樹脂黏合線鋸(a1)之切削(A1)、使用利用電鍍法之線鋸(研磨粒：鍍敷有鎳之金剛石粒，芯線直徑100 μm)(c)之切削(B)，而自矽晶錠切出多個晶圓時晶圓厚度之分佈、及晶圓內厚度之偏差(最大厚度與最小厚度之差)的分佈分別示於圖3、 圖4之圖表中。圖3、圖4之縱軸為晶圓之片數，圖3之橫軸為晶圓之厚度，圖4之橫軸為晶圓內厚度之偏差。
切削條件：
裝置：多線鋸裝置：Komatsu NTC型型式：PV500D
線鋸線速：1000 m/min
切入速度(每單位時間向矽晶錠切入之線之切入深度)：0.5 mm/min
工件：多晶矽晶錠，156 mm見方根據圖3、圖4，可知：若使用樹脂黏合線鋸(a1)，則與使用利用電鍍法之線鋸(c)之情形相比，切出多個晶圓時之晶圓厚度之不均、晶圓內厚度之偏差、厚度偏差之不均均縮小，可品質穩定地生產。
表2中表示：藉由使用實施例1中獲得之樹脂黏合線鋸(a1)之切削(A1)、使用實施例2中獲得之樹脂黏合線鋸(a2)之切削(A2)、使用利用電鍍法之線鋸[研磨粒：鍍敷有鎳之金剛石粒(粒徑10~20 μm)]、芯線直徑100 μm)(c)之切削(B)、利用游離研磨粒法(使用SiC研磨粒#5000)之切削(C)，而自矽晶錠切出晶圓(相當170 μm而設定間距)時晶圓依據JIS B 0601的算術平均表面粗糙度(Ra)、最大高度(Ry)。表2之數值係3處測定值之平均值。切削條件與圖3、圖4之情 形相同。
根據表2，若使用樹脂黏合線鋸(a1)、樹脂黏合線鋸(a2)，則與利用電鍍法之切削或利用游離研磨粒法之切削相比，可獲得平滑之晶圓。
其次，關於藉由切削(A1)、切削(A2)、切削(B)、切削(C)而於與表2中之切削條件相同之條件下切出的晶圓表面之損傷層(加工變質層)之厚度，使用SEM(Scanning Electron Microscope，掃描電子顯微鏡)剖面觀察，並將測定結果示於表3。
根據表3，若使用樹脂黏合線鋸(a1)、樹脂黏合線鋸(a2)，則與利用電鍍法之切削或利用游離研磨粒法之切削相比，可獲得由伴隨切削之熱或應力應變等所致之晶圓損傷較少、損傷層較薄之晶圓。
上述特徵與達成太陽電池之較高發電效率相關。即，確認：伴隨脆性破壞而進行之損傷層(加工變質層)之完全削除係於電子或電洞(載子)之長壽命化方面必不可缺之操作，藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸於損傷層(加工變質層)較少方面有助於減少電池步驟前之步驟，從而有助於提高0.12~0.15%之發電效率。
表4中表示藉由切削(A1)、切削(A2)、切削(B)而於與表2中之切削條件相同之條件下切出之晶圓的3點彎曲之強度之測定結果。其中，使用單晶矽之晶錠作為矽晶錠，且以測定試樣之切割方向相互交叉之方式重疊。
測定條件
試樣：5片晶圓重疊
彎曲跨距長：30 mm
十字頭速度：5 mm/min
根據表4，若使用樹脂黏合線鋸(a1)、樹脂黏合線鋸(a2)，則與利用電鍍法之切削或利用游離研磨粒法之切削相比，可獲得彎曲強度較高之晶圓。
[產業上之可利用性]
藉由本發明而獲得之樹脂黏合線鋸係用於同時效率較佳 地自矽、砷化鎵、銅銦硒化物(CIS，copper indium selenium)等之單晶或多晶錠切出TFT用基板、太陽電池用基板或化合物半導體基板等中使用之晶圓所必不可缺的工具。又，其係用於同時效率較佳地自磁體、水晶、玻璃、藍寶石等切出光學機器用基板或電子機器用基板等中使用之晶圓所必不可缺的工具。
2‧‧‧凹面鏡
3‧‧‧芯線
4‧‧‧發光體
6‧‧‧聚光部
8‧‧‧凹面鏡2之反射面
圖1係表示藉由半筒型之凹面鏡而使來自發光體之放射光聚光之態樣的說明圖。
圖2係於本發明所使用之石英玻璃管中封入鎢絲而成之棒狀燈之發光光譜的一例。
圖3係表示晶圓厚度之分佈之圖表。
圖4係表示晶圓內厚度之偏差之分佈之圖表。

Claims (5)

  1. 一種樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物，其係用於在金屬芯線表面經由樹脂黏合劑固著研磨粒而成之樹脂黏合線鋸之製造中者；且以 為必需成分。
  2. 如請求項1之樹脂黏合線鋸用之接著劑組合物，其進而包含酚醛清漆型酚系樹脂之硬化劑5~20重量份。
  3. 一種樹脂黏合線鋸用之漿料，其含有如請求項1或2之接著劑組合物、該接著劑組合物之溶劑、研磨粒、及包含無機粒子之填料而成。
  4. 一種樹脂黏合線鋸之製造方法，其包括：準備金屬芯線及如請求項3之漿料之步驟，將該漿料塗佈於該金屬芯線表面之步驟，及以包含近紅外線之紅外線加熱經塗佈之該漿料而使上述接著劑組合物發生交聯反應的加熱步驟。
  5. 如請求項4之樹脂黏合線鋸之製造方法，其進而包括：捲取上述加熱步驟中獲得之線而獲得捲取體之步驟，及加熱該捲取體之再加熱步驟。
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