[發明專利]一種用于切割硅晶片的金剛線切割液

在審

• 申請號: 201810249891.2
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108300557A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 黃俊祥
• 申請（專利權）人: 深逸通自動化科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: C10M173/00
• 分類號: C10M173/00;C10N30/06;C10N30/12;C10N30/08
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發明涉及一種用于切割硅晶片的金剛線切割液，所述金剛線切割液中各組分所占的重量百分比為：極壓劑6?16%，有機羧酸1?5%，潤滑劑0.5?2.5%，礦物油4?6%，乳化劑0.2?0.6%，消泡劑0.1?0.5%，丁基卡必醇0.1?1.5%，余量為去離子水；其中，潤滑劑為聚氧乙烯烷基酚醚和磷酸二甲酯的混合物，且聚氧乙烯烷基酚醚和磷酸二甲酯的質量比為1.9?2.3:1。本發明的優點在于：本發明提供的金剛線切割液，其中每個組分在配方中都有獨特的作用，能夠使得金剛線切割液具有突出的潤滑滲透性和防銹性，磨粒分散均勻；且金剛線切割液的物理和化學性質穩定，高溫不易分解；切割液抗腐蝕性能強，不易變質，使用及貯存時間長，價格低廉，有效降低了生產成本，有利于工業化大生產。

技術領域

本發明屬于硅晶體金剛線切割液技術領域，特別涉及一種用于切割硅晶片的金剛線切割液。

背景技術

隨著大規模集成電路的科技日新月異，全球電子芯片產業迅猛發展，單晶硅和多晶硅的使用量也不斷增加。另外，隨著加大對可再生能源的利用，太陽能光伏行業作為新能源產業發展迅速，太陽能行業需要大量的硅材料，尤其是多晶硅。硅晶片直徑的增大，厚度和線寬的降低，以及對硅晶片幾何尺寸和其表面機械孫少小、晶格完整性的更高的要求等，從而對硅晶片切割加工質量提出了更高的要求。硅晶片的切割質量將影響到后續的研磨、拋光和刻蝕等工序的加工效率甚至影響到半導體器件的最終質量。

金剛線切割技術可替代了傳統的游離多線切割方法，它是利用電鍍或樹脂粘結的方法將金剛石磨料附著在鋼線的表面，將金剛線直接作用于硅棒或硅錠表面產生磨削，金剛線切割具有切割速度快，切割精度高，材料損耗低等特點，降低了硅片的加工成本，應用前景大大增強。

金剛線切割液是金剛線切割技術重要組成部分，金剛線切割液應具有以下作用：（1）潤滑作用，切割液可滲入線網與硅片、線網與碎屑之間，形成一層潤滑膜，減小了切割損傷、應力和微裂；（2）滲透作用，滲透性好可提高切割的冷卻效果，并在線網與硅片界面上形成潤滑膜，降低摩擦阻力，減小切割阻力；（3）分散作用，切割液可使顆粒分散來，防止顆粒聚粘，避免了劃傷；（4）冷卻作用，切割產生高熱量，一部分被切割液帶走，余下的熱量大部分被晶體硅吸收，溫度過高必然使硅晶片變形，因此要求切割液具備良好的冷卻性能；（5）清洗作用，切割過程產生大量碎屑和硅粉，容易形成粘附，降低切割精度，造成切割線磨損，因此要求切割液可以包裹碎屑，使其溶液脫落清洗；（6）防銹作用，切削機床是鋼鐵材料，切割過程中切割液不斷沖刷機床，易產生腐蝕，減小機床精度、縮短機床的壽命，因而，切削液應具備防銹性能。

目前，國產的金剛線切割液達不到工業生產要求且成本高；切割后的硅晶片表面總厚度偏差（TTV）達不到要求且硅晶片表面有變形的現象，切割時有脆性崩裂和劃痕；切割液在使用一段時間后，潤滑性和冷卻性能大大下降，溶液腐敗變質，嚴重限制了后期使用，切割液使用壽命短。我國大量中高端金剛線切割液依賴國外進口。

因此，研發一種能滿足目前切割工藝，具有突出的潤滑和冷卻性能，安全環保、化學性質穩定且價格低廉的金剛線切割液，有利于加快推進金剛線切割技術的產業化步伐。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于切割硅晶片的金剛線切割液，其通過改變配方中的組分及配比，使金剛線切割液具有突出的潤滑和冷卻性能，安全環保、化學性質穩定且價格低廉。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種用于切割硅晶片的金剛線切割液，其創新點在于：所述金剛線切割液中各組分所占的重量百分比為：極壓劑 6-16%，有機羧酸1-5%，潤滑劑0.5-2.5%，礦物油4-6%，乳化劑0.2-0.6%，消泡劑0.1-0.5%，丁基卡必醇0.1-1.5%，余量為去離子水；其中，潤滑劑為聚氧乙烯烷基酚醚和磷酸二甲酯的混合物，且聚氧乙烯烷基酚醚和磷酸二甲酯的質量比為1.9-2.3:1。

進一步地，所述的極壓劑為有機聚合物，分子結構式為：