TWI671394B - 切削油組成物及利用該切削油組成物的切削方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種切削油組成物，其在層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度方面顯著地優異於現有的切削油組成物。首先，本發明的切削油組成物為由高度氫化處理的化學式1至化學式3表示的礦物油和作為增稠劑的膨潤土以及作為分散劑的甘油三油酸酯，且本發明係關於一種利用該切削油組成物進行切削的方法。

Description

切削油組成物及利用該切削油組成物的切削方法
本發明係關於一種鋼絲鋸(wiresaw)切削製程期間使用的切削油組成物，特別是關於一種包括被高度氫化處理的烴蒸餾液、增稠劑和分散劑的鋼絲鋸切削油組成物。
鋼絲鋸切削是在積體電路及光電池產業中使用以切割晶圓的主要方法，用於製造薄晶圓。
此外，該方法也是用於將其它材料的基板，如藍寶石、碳化矽或陶瓷基板製成晶圓的常用方法。
鋼絲鋸具有典型的微細金屬絲線的網(web)或絲網(wireweb)，在此，個別的鋼絲具有約0.15mm的直徑，通過一系列的線軸、皮帶輪及鋼絲導件(wire guide)在0.1~1.0mm的距離內相互平行地排列而成。通過使基板等工件(workpiece)與使用了切削油組成物的移動網接觸，從而實現切削。
在鋼絲鋸切削過程中，通常使用的組成物是採用以下方法製備的。即，在包含礦物油、增稠劑、分散劑等的切削油組成物中，大約以1：1的重量比例混合由碳化矽等硬質材料組成的研磨劑顆粒而製得。
切削油組成物是一種液體，其用於提供潤滑及冷卻，並通過使研磨劑維持在鋼絲上，從而使得研磨劑能夠與被切削的工件接觸。
為了使切削油發揮出最佳的性能，需要潤滑性和黏性的適當均衡。如果潤滑性過度，則微細研磨顆粒不會附著在加工材料上，從而滑動而使切削能力變差，如果潤滑性不足，則每個微細研磨顆粒不能發揮出充分的切削能力。
切削油組成物可以使用非水性材料，例如礦物油、煤油、聚乙二醇、聚丙二醇或其他聚亞烷基二醇，並且親水性材料也可以用於鋼絲鋸切削製程中。
本發明係關於一種鋼絲鋸(wiresaw)切削製程期間使用的切削油組成物。現有的切削油組成物實際上大都具有層分離的缺點或分散性降低，或顯示出黏度過低或過高的缺點，或切削(sawing)後晶圓清洗時間過長的缺點，或顯示出切削後晶圓彎曲度大的缺點。
即，就現有的切削油組成物而言，在綜合評價層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度時，實際上都屬於這些特性中一種以上之特性不良的不合適的切削油組成物。
本發明在評價層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度等所有特性時，不僅沒有一個以上的特性發生不良，而且在綜合評價這些特性時，能夠提供一種相比於現有切削油組成物之所有的特性均有顯著優異的切削油組成物。
為了達成上述目的，本發明首先提供了由下述化學式1表示之被高度氫化處理的烴，其次，提供了在由化學式1至化學式3表示之被高度氫化處理的烴中，混合增稠劑及分散劑，從而在層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度方面，綜合性地具有顯著優異特性的切削油組成物。
根據一具體實施例之本發明的切削油組成物，首先包含下述化學式1至化學式3表示的高度氫化的礦物油：[化學式1]R1-(CnH2n-4)a-R2
[化學式2]R3-(CnH2n-2)b-R4
[化學式3]R5-(CnH2n)c-R6，所述化學式1至化學式3中，n為5或6，R1、R2、R3、R4、R5及R6分別為H或OH。
根據一具體實施例之本發明的切削油組成物，可以為具有以下特徵之作為被高度氫化處理的烴並作為礦物油的切削油組成物。所述化學式1的a為7至20，化學式2的b為39至52，化學式3的c為39至41。
根據一具體實施例之本發明的切削油組成物，可進一步為包括增稠劑及分散劑的切削油組成物。
根據一具體實施例之本發明的切削油組成物，增稠劑可以為膨潤土(Bentonite clay)，分散劑可以為甘油三油酸酯。
根據一具體實施例之本發明的切削油組成物，礦物油可以為65至93重量%，膨潤土可以為0.7至3重量%，甘油三油酸酯可以為5至35重量%。較佳的切削油組成物，礦物油可以為70至90重量%，膨潤土可以為1至2重量%，甘油三油酸酯可以為9至29重量%。
根據一具體實施例之本發明的切削方法，其為利用所述切削油組成物進行切削的方法。
本發明顯示出以下效果，即提供一種層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度綜合性顯著優異的切削油組成物。
在未採用其它方式定義的情況下，本說明書中使用的所有的技術用語及科學用語具有本發明所屬技術領域的技術人員通常所理解的意思。一般情況下，本說明書中使用的命名法是本技術領域中熟知且通常使用的。
在本申請說明書整體上，當指出某一部分“包含”某一構成元件時，在沒有特殊的相反記載時，是指還可以包含其它構成元件，而不是指排除其它的構成元件。
<實施例>
在以下項目A、B、C、和D的實施例和比較例中，基於以下標準進行評價。
1)黏度測定
使用BROOKFIELD公司的DV-II+ Pro model來測定黏度，並使用主軸第62號(Spindle No.62)在50rpm下進行評價。此時，黏度在溫度為25℃下為90至140mPa.s範圍時，適合作為切削油組成物。
2)層分離測定
通過在切削油中混合碳化矽(silicon carbide,SiC)來評價是否發生了層分離。將切削油：SiC以1：1的重量比進行混合後，在常溫下放置24小時，然後用肉眼評價液體上端是否發生層分離，從而區分為沒有層分離及有層分離。此時，未發生層分離者適合作為切削油組成物。
3)分散性測定
通過在切削油中混合碳化矽(silicon carbide,SiC)來評價分散性，通過肉眼來評價切削油中SiC的分散程度，從而區分為良好及不良。此時，被評價為良好者適合作為切削油組成物。
4)切削後晶圓清洗時間測定
通過以下方式測定切削後晶圓清洗時間。切削後將晶圓浸泡在清洗液中，然後隨著時間的經過，評價晶圓之間存在的切削油與SiC的大部分排出的時間。此時，被評價為60分鐘以下者適合作為優異的切削油組成物。
5)切削後晶圓彎曲度測定
在清洗結束後，利用彎曲度裝置對個別的晶圓進行清洗後晶圓彎曲度測定的評價。此時，清洗後晶圓彎曲度被評價為10μm以下者適合作為優異的切削油組成物。
A.實施例1至實施例3及比較例1和2：化學式1的a、化學式2的b、化學式3的c的數值範圍評價
在包含下述化學式1至化學式3表示之礦物油的切削油組成物中，進行確定化學式1的a、化學式2的b及化學式3的c的數值範圍的評價，並記載於表1中。
[化學式1]R1-(CnH2n-4)a-R2
[化學式2]R3-(CnH2n-2)b-R4
[化學式3]R5-(CnH2n)c-R6所述化學式1至化學式3中，n為5或6，R1、R2、R3、R4、R5及R6分別為H或OH。
如上述表1所示，綜合評價層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度的結果為，化學式1的a為7至20，化學式2的b為 39至52，化學式3的c為39至41的實施例1至實施例3與比較例1及比較例2相比顯著優異。
B.實施例4至實施例6及比較例3、4：礦物油的組成比評價
在包含化學式1至化學式3表示之礦物油的切削油組成物中，將化學式1的a值、化學式2的b值及化學式3的c值固定後，實施了用於確定礦物油含量的數值範圍的評價，並記載於表2中。
如上述表2所示，綜合評價層分離、分散性、黏度的結果為，礦物油為70至90重量%的實施例4至實施例6與比較例3及4相比顯著優異。
C.實施例7、實施例8及比較例5至7：膨潤土的組成比評價
在包含化學式1至化學式3表示之礦物油的切削油組成物中，將化學式1的a值、化學式2的b值及化學式3的c值固定後，實施了用於確定膨潤土含量的數值範圍的評價，並記載於表3中。
如上述表3所示，綜合評價層分離、分散性、黏度的結果為，膨潤土含量為1至2重量%的實施例7及實施例8與比較例5至7相比顯著優異。
D.實施例9至實施例11及比較例8、比較例9：甘油三油酸酯的組成比評價
在包含化學式1至化學式3表示之礦物油的切削油組成物中，將化學式1的a值、化學式2的b值及化學式3的c值固定後，實施了用於確定甘油三油酸酯含量的數值範圍的評價，並記載於表4中。
如上述表4所示，綜合評價層分離、分散性、黏度的結果為，甘油三油酸酯含量為9至20重量%的實施例9至實施例11與比較例8和9相比顯著優異。
由這些結果可知，在化學式1的a為7至20，化學式2的b為39至52，化學式3的c為39至41的礦物油為70至90重量%，膨潤土為1至2重量%，甘 油三油酸酯為9至20重量%的情況下，綜合評價層分離、分散性、黏度、切削後晶圓清洗時間、切削後晶圓彎曲度時顯示為顯著優異。
本發明所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在不脫離申請專利範圍所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上進行各種修改及變化。

Claims (3)

  1. 一種包含下述化學式1、化學式2及化學式3表示的礦物油組成物、增稠劑及分散劑的切削油組成物：[化學式1]R1-(CnH2n-4)a-R2 [化學式2]R3-(CnH2n-2)b-R4 [化學式3]R5-(CnH2n)c-R6，其中，所述化學式中，n為5或6，R1、R2、R3、R4、R5及R6分別為H或OH，a為7至20，b為39至52，c為39至41；其中，所述增稠劑為膨潤土，所述分散劑為甘油三油酸酯；以及其中，所述礦物油為70至93重量%，所述膨潤土為0.7至3重量%，所述甘油三油酸酯為5至29重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切削油組成物，其中，所述礦物油為70至90重量%，所述膨潤土為1至2重量%，所述甘油三油酸酯為9至29重量%。
  3. 一種利用如申請專利範圍第1項或第2項所述之切削油組成物的切削方法。
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