含有非離子型聚合物的漿料組合物及使用方法

專利名稱：含有非離子型聚合物的漿料組合物及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線鋸切割流體組合物和方法。更具體地，本發(fā)明涉及含水線鋸切割流體漿料及其使用方法。
背景技術(shù)：
線鋸切割(wire sawing)是制造通常稱為“晶片”的半導(dǎo)體材料的薄基材的主要方法。半導(dǎo)體晶片對集成電路和光伏工業(yè)(其可更通常稱為固態(tài)電子學(xué)工業(yè))來說是必需的。經(jīng)受“切片Offering)”的常見基材材料尤其包括硅、藍(lán)寶石、碳化硅、氮化鋁、碲、二氧化硅、砷化鎵、磷化銦、硫化鎘、鍺、硫化鋅、灰錫、硒、硼、碘化銀和銻化銦。典型的線鋸切割方法包括橫跨一大塊基材材料拉動線，處于其未切片的狀態(tài)的所述一大塊基材材料或工件通常被稱為梨晶(boule)或晶錠(ingot)。所述線典型地包含一種或多種金屬或合金例如鋼。在正在進(jìn)行切割的區(qū)域中，將切割流體施加到線鋸上。該切割流體冷卻和潤滑該線和工件。該切割流體中典型地包含顆粒研磨劑以提高切割效率。該研磨劑通?；诒磺懈畹幕牡挠捕冗M(jìn)行選擇，較硬的研磨劑用于較硬的基材。切割流體可為非水流體諸如烴油、或其它有機(jī)材料諸如二醇或聚(乙二醇)材料。 含水流體典型地包括溶解或分散于水中的不同量和類型的有機(jī)溶劑或聚合物。目前切割線技術(shù)中的一個難點為處理廢切割流體的成本日益增加、以及關(guān)于環(huán)境影響的顧慮，所述環(huán)境影響取決于對這樣的處理所選擇的方法。目前切割線技術(shù)中的另一難點涉及在切割工件的過程期間所產(chǎn)生的熱和剪切力。 該熱和剪切力不僅由在切割線、研磨劑顆粒和基材表面之間的切割界面處的對于切割過程是必需的摩擦產(chǎn)生，而且由在將切割流體漿料輸送至切割界面時使用的泵送機(jī)構(gòu)和導(dǎo)管產(chǎn)生。熱和剪切力可損害存在于含水切割流體漿料中的有機(jī)材料特別是聚合物材料的完整性，所述有機(jī)材料典型地添加至該流體中以提供足夠的粘度以使研磨劑顆粒保持均勻分散和有助于使切割流體粘附至切割線上。具有200千道爾頓(kDa)或更大的重均分子量的聚合物的分解是特別有問題的，因為這樣的聚合物典型地以相對小的量使用，且由于剪切所導(dǎo)致的分子量降低使切割流體的粘度顯著減小。剪切力出現(xiàn)在切割表面處以及用于將切割流體施加到線上的泵和噴嘴中。存在對這樣的含水切割流體的持續(xù)需要，為了良好的冷卻能力，其具有相對高的水含量，同時其仍具有足夠的粘度以在多個再循環(huán)重復(fù)期間使研磨劑顆粒保持為均勻的懸浮液并且使所述流體粘附至切割線上。下面在本文中闡述的本發(fā)明是對線鋸切割技術(shù)領(lǐng)域的有益擴(kuò)充。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的線鋸切割流體組合物包含25至75重量％的顆粒研磨劑，其懸浮于含有聚合物粘度調(diào)節(jié)劑的含水載體中。該粘度調(diào)節(jié)劑包括以摩爾數(shù)計包含大部分的非離子型單體單元(例如，至少50或60摩爾％的非離子型單體單元)的聚合物，具有至少5kDa的數(shù)均分子量(Mn)，且以足以為該組合物提供在25°C下在60轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的心軸(spindle) 旋轉(zhuǎn)速度下50至1000厘泊(cP)范圍內(nèi)例如50至700cP的布氏粘度的濃度存在于該含水載體中。在一些優(yōu)選實施方式中，該粘度調(diào)節(jié)劑是適度地剪切變稀(moderately shear thinning)的。在一個實施方式中，該粘度調(diào)節(jié)劑包括非離子型聚合物，具有20至200kDa的重均分子量(Mw)，且以足以為組合物提供在25°C下在60rpm的心軸旋轉(zhuǎn)速度下75至700cP 范圍內(nèi)的布氏粘度的濃度存在于該含水載體中。在另一實施方式中，粘度調(diào)節(jié)劑具有至少 200kDa 的 Mw。當(dāng)在本發(fā)明的切割流體中利用200kDa或更大Mw的粘度調(diào)節(jié)劑時，優(yōu)選的線鋸切割方法包括用在相對低剪切條件下運行的泵送和分配系統(tǒng)使該切割流體再循環(huán)。在這樣的情況下，將含水切割流體漿料從再循環(huán)貯存器施加到線鋸上，其中通過在不大于ΙΟ4。1、優(yōu)選不大于IO3s-1的相對低剪切速率下運行的泵和噴嘴循環(huán)和施加該切割流體漿料。
具體實施例方式本發(fā)明的線鋸切割流體為懸浮于含有聚合物粘度調(diào)節(jié)劑的含水載體中的研磨劑的含水漿料。該粘度調(diào)節(jié)劑以足以使該組合物的粘度保持在最佳粘度范圍內(nèi)(例如，50至 IOOOcP如75至700cP的組合物粘度，如通過布魯克菲爾德粘度測定法在25°C下在60rpm 的心軸旋轉(zhuǎn)速度下測定的)的濃度存在于該含水載體中。載體的粘度有助于使研磨劑顆粒懸浮于載體中并且促進(jìn)切割流體粘著至切割線上。優(yōu)選地，粘度調(diào)節(jié)劑的濃度足以使切割流體組合物的粘度保持在150至500cP的范圍內(nèi)。本發(fā)明的組合物包含至少25重量％的相對均勻地分散和懸浮于切割流體的含水載體中的研磨劑顆粒。優(yōu)選地，切割流體包含不多于75重量％的研磨劑。在一些優(yōu)選實施方式中，研磨劑以基于組合物總重量的35至70重量％、優(yōu)選40至60重量％ (例如50% ) 的濃度存在于組合物中。切割漿料的兩種組分即研磨劑顆粒和載體可分開或一起包裝和儲存，且優(yōu)選分開包裝和儲存。在使用者安排不遠(yuǎn)的將來的切割程序時，研磨劑顆粒和載體可在切割漿料被安排使用的時間之前組合。預(yù)先組合所述兩種組分的時間可為例如切割程序當(dāng)天直至安排的切割程序之前約一年、更優(yōu)選直至安排的切割程序之前約六個月、甚至更優(yōu)選直至安排的切割程序之前約一個月。優(yōu)選地，研磨劑與載體的組合提供膠體穩(wěn)定的懸浮液。如本文中所使用的，術(shù)語 “膠體穩(wěn)定的”及其語法變型是指顆粒的懸浮液隨時間的保持性。在本發(fā)明的上下文中，如果在將研磨劑置于100毫升量筒內(nèi)并使其無攪動地靜置2小時時，量筒底部50毫升中的顆粒濃度([B]，以克/毫升表示)與量筒頂部50毫升中的顆粒濃度([T]，以克/毫升表示) 之間的差除以研磨劑組合物中顆粒的總濃度([C]，以克/毫升表示)小于或等于0.5(即， ([B]_[T])/[C]彡0. 5)，則認(rèn)為研磨劑懸浮液是膠體穩(wěn)定的。([B]-[T])/[C]的值合意地小于或等于0. 3，且優(yōu)選小于或等于0. 1。研磨劑顆粒優(yōu)選具有在1至500微米范圍內(nèi)的平均粒度，例如，如通過篩分、光散射或顆粒表征領(lǐng)域中已知的任何其它方法所測定的。在一些實施方式中，研磨劑的平均粒度為2 μ m至25 μ m、優(yōu)選為4 μ m至16 μ m、且更優(yōu)選6 μ m至16 μ m。如制造切割漿料時通常所采用的，研磨劑顆粒被制造和分離以具有基本上均勻的平均直徑，例如具有正負(fù)不超過50%、不超過40%、不超過30%、不超過20%、不超過10%、或者不超過5%的范圍的平均直徑。例如，具有10 μ m的平均直徑的研磨劑顆粒制劑(pr印aration)可具有5 μ m至 15 μ m>6 μ m M 14 μ m>7 μ m M 13 μ m>8 μ m M 12 μ m>9 μ m M llym>nJc9. 5μπιΜ 10. 5 μ m
的直徑范圍?；诖懈畹幕睦婢У挠捕冗x擇研磨劑。通常，研磨劑顆粒具有至少7. 5、優(yōu)選 8至10的莫氏硬度。合適的研磨劑材料包括，但不限于，碳化硅(SiC)、氮化硅、金剛石、碳化鎢、碳化硼(B4C)、立方氮化硼(CBN)、氮化硼、α-氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、碳化鎢、金剛砂、剛玉粉(corundum powder)或類似莫氏硬度的任何其它研磨劑。用于切割半導(dǎo)體基材的優(yōu)選研磨劑為碳化硅或金剛石。雖然高的水含量對于改善的冷卻效率是有益的和合乎需要的，但是由于水被反應(yīng)性金屬或類金屬諸如硅還原所導(dǎo)致的氫氣產(chǎn)生可為在利用含水切割流體組合物的線鋸過程中的重大問題。在線鋸切割過程中產(chǎn)生的氫氣可帶來爆炸危險并且促成不合需要的發(fā)泡。我們已發(fā)現(xiàn)，與含有少于55重量％水的組合物相比，在包含55重量％或更多水的常規(guī)含水線鋸切割流體中，氫氣形成(例如，由于水被硅還原所導(dǎo)致的氫氣形成)有顯著的增加。例如，當(dāng)與硅粉末一起攪拌(以模擬線鋸切割)時，水與聚乙二醇的58 42(重量/ 重量)混合物產(chǎn)生0. 94mL/分鐘的H2，水與聚乙二醇的65 35 (重量/重量)混合物產(chǎn)生1. 19mL/分鐘的H2, 75 25 (重量/重量)混合物產(chǎn)生1. 125mL/分鐘的H2,和純水產(chǎn)生 1.70mL/分鐘的H2，相比之下，水與聚乙二醇(PEG 300，分子量為300)的50 50 (重量/ 重量)混合物產(chǎn)生約0. 28mL/分鐘的H2。令人驚訝地，本發(fā)明的組合物在即使以55重量％和更高的水含量暴露于硅時，也呈現(xiàn)可接受地低的氫氣產(chǎn)生速率(例如，通常不超過約0. 75mL/分鐘，優(yōu)選不超過約0. 3mL/ 分鐘)。因此，本發(fā)明組合物中的含水載體優(yōu)選包含基于組合物的非研磨劑組分的總重量的至少55重量％的水(例如，去離子水)，例如，水可占該載體的50至98重量％。優(yōu)選地， 載體包含基于組合物的非研磨劑組分的總重量的至少75重量％ (優(yōu)選至少85重量％)的水。與先前公開的包含基于油或主要為聚(乙二醇)(PEG)的組分的非水切割漿料相比，利用基于水的載體為切割漿料提供改善的熱保持和冷卻特性。例如，基于水的切割漿料通過在環(huán)境條件下發(fā)生的水蒸發(fā)而冷卻。本發(fā)明切割漿料的含水性質(zhì)的另一好處為由于與有機(jī)溶劑的分解、有機(jī)溶劑對生物圈的影響等有關(guān)的問題，其比目前所使用的非水替代物對環(huán)境更加友好。載體還包含至少一種聚合物粘度調(diào)節(jié)劑(增稠劑)。粘度調(diào)節(jié)劑可為非離子型聚合物或基本上非離子型的聚合物，例如，基于單體摩爾數(shù)包含大部分的非離子型單體單元、 優(yōu)選包含至少60 %的非離子型單體單元(例如，至少70 %、75 %、80 %、85 %、90 %或95 %的非離子型單體單元)的共聚物。非離子型聚合物是優(yōu)選的。粘度調(diào)節(jié)劑具有至少5kDa的重均分子量，如通過聚合物領(lǐng)域中公知的凝膠滲透色譜法(GPC)、粘度測定或光散射技術(shù)所測定的。在一些優(yōu)選實施方式中，粘度調(diào)節(jié)劑具有在50至200kDa范圍內(nèi)的重均分子量，而在其它優(yōu)選實施方式中，粘度調(diào)節(jié)劑具有至少200kDa(例如，300至IOOOkDa)的重均分子量。在一些實施方式中，粘度調(diào)節(jié)劑為組合物提供適度地剪切變稀流變學(xué)。如本文中和所附權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語“適度地剪切變稀”是指在低剪切下粘度高且在中等至高剪切條件下粘度稍微降低的特性，例如在線鋸操作的情況中所經(jīng)歷的那樣。在本發(fā)明的特定情況中，剪切變稀通過測量在低剪切(即10s—1)和在中等剪切值(lOOOs—1)下的粘度并確定隨著剪切的增加的粘度的下降百分率而量化。當(dāng)在中等剪切水平下的粘度為在低剪切下測量的粘度的至少45%、優(yōu)選至少55%時，粘度調(diào)節(jié)劑是“適度地剪切變稀”的。較高水平的剪切變稀是不太合乎需要的，因為切割線與被切割的工件之間的界面是相對高的剪切環(huán)境。在該界面處的過度變稀可導(dǎo)致過度的線運動，其導(dǎo)致在工件的切割表面上的不合需要的線痕。已發(fā)現(xiàn)，與含有呈現(xiàn)非剪切變稀流變學(xué)(例如剪切增稠)的粘度調(diào)節(jié)劑的組合物相比，本發(fā)明組合物中所利用的適度地剪切變稀粘度調(diào)節(jié)劑提供令人^C異地改善的切割速率。優(yōu)選的粘度調(diào)節(jié)劑也基本上不受切割漿料的離子強度的變化的影響。優(yōu)選，在添加的鐵鹽諸如硝酸鐵時，粘度變化小于20%。聚合物粘度調(diào)節(jié)劑以足以為組合物提供在25°C下使用具有60rpm旋轉(zhuǎn)速度的合適心軸的在50至IOOOcP的范圍內(nèi)(例如75至700cP)、優(yōu)選150至500cP的布氏粘度的濃度存在于含水載體中。典型地，粘度調(diào)節(jié)劑以15重量％或更少的量存在于含水載體中。在一些優(yōu)選實施方式中，粘度調(diào)節(jié)劑以約0. 01至15重量％、更優(yōu)選約0. 1至12重量％ (例如，約0.5至10重量％、1至7重量％、或2至5重量％ )的濃度存在于含水載體中。優(yōu)選的非離子型粘度調(diào)節(jié)劑包括，但不限于，選自如下的非離子型聚合物(a)多糖，其可任選地被至少一個烷基(例如，甲基、乙基、丙基、C4至C2tl烷基等)、羥烷基(例如， 羥甲基、羥乙基、羥丙基等)、烷氧基烷基(例如，甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基等)、或者兩種或更多種這樣的基團(tuán)的組合(例如，十六烷基羥乙基、甲基羥丙基等)取代；(b)聚乙烯基吡咯烷酮；(c)聚乙烯醇；和(d)前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。優(yōu)選地，粘度調(diào)節(jié)劑包括多糖或被選自烷基、羥烷基和烷氧基烷基的至少一種取代基取代的多糖。優(yōu)選的多糖包括，但不限于，黃原膠、瓜耳膠、淀粉、纖維素、和前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。更優(yōu)選的多糖為纖維素衍生物且特別優(yōu)選的粘度調(diào)節(jié)劑為羥乙基纖維素。這樣的非離子型材料的共聚物包含最高達(dá)40重量％的帶電單體單元，諸如在水溶液中分別為陰離子型和陽離子型的酸性或堿性單體單元，只要該聚合物保持剪切變稀流變學(xué)特性。陰離子型單體單元的實例包括，但不限于，帶有羧酸的單體單元(例如，得自丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸等的單體單元)、帶有磺酸的單體單元(例如，得自苯乙烯磺酸的單體單元)等。陽離子型單體單元的非限制性實例包括帶有叔胺的單體單元(例如，得自 N-(N, N-二甲基氨基丙基)丙烯酰胺等的單體單元)、帶有四級胺(quaternary amine)的單體單元(例如，得自丙烯酰氨基丙基-N，N，N-三甲基銨鹽等的單體單元)等。除粘度調(diào)節(jié)劑之外，含水載體還可包含其它添加劑，諸如抗干燥劑、表面活性劑、 第二聚合物材料、防腐劑、腐蝕抑制劑、和/或消泡劑。有用的殺生物劑的非限制性實例包括亞氯酸鈉、次氯酸鈉、氯化四甲基銨、氯化四乙基銨、氯化四丙基銨、氯化四丙基銨、氯化烷基芐基二甲基銨、氫氧化烷基芐基二甲基銨、 異噻唑啉酮和10-(3-氯烯丙基)-3，5，7-三氮雜-1-氮錯金剛烷(azoniaadamantane)氯化物。合適的抗干燥劑的非限制性實例包括醇和多元醇，諸如乙二醇、丙二醇、和具有小于2kDa的數(shù)均分子量的聚(亞烷基二醇)例如聚(乙二醇)、聚(丙二醇)或乙二醇-丙二醇共聚物。合適的表面活性劑的非限制性實例包括炔屬表面活性劑(例如，炔二醇或乙氧化
炔二醇)。在一些優(yōu)選實施方式中，含水載體含有至少一種選自如下的額外聚合物陽離子型聚合物、陰離子型聚合物、聚硅氧烷、經(jīng)疏水改性的非離子型聚合物、和氨基甲酸酯聚合物(例如，聚醚脲聚氨酯、或經(jīng)疏水改性的氨基甲酸酯如聚環(huán)氧乙烷氨基甲酸酯)。陰離子型聚合物的實例包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、角叉菜聚糖(硫酸化多糖)、聚苯乙烯磺酸、 和包含羧化或磺化單體單元的共聚物。陽離子型聚合物的實例包括聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基銨鹽和聚二烷基氨基丙烯酸酯?，F(xiàn)有技術(shù)中的一些切割流體利用粘土材料諸如膨潤土、LAPONITE 綠土粘土等作為增稠劑。在切片應(yīng)用中，粘土的使用可為有問題的，因為由切割線的磨損所產(chǎn)生的金屬離子可滲入粘土并破壞粘土結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)選所述組合物基本上不含粘土(例如，該漿料中不超過20 %的布氏粘度源自粘土)且更優(yōu)選該漿料不含粘土材料。在一些實施方式中，用在本發(fā)明方法中的線鋸切割設(shè)備不一定從設(shè)備脫離，除了至本文中所述的程度之外。在其它實施方式中，用于將該切割流體輸送至線鋸的泵和噴嘴被設(shè)計成在相對中等至低的剪切水平下運行。在另一方面中，本發(fā)明提供線鋸切割方法，其包括在將本發(fā)明的切割流體組合物施加到線鋸上以有助于切割和冷卻工件的同時使用該線鋸切割該工件。已觀察到具有 150kDa或更大、尤其是200kDa或更大的Mw的聚合物常常由于來自線鋸切割期間的泵送 (pumping)和切割行為的剪切而斷裂，導(dǎo)致較低的Mw值和降低的粘度。因此，本發(fā)明的優(yōu)選方法實施方式提供改善的線鋸切割方法，其使含有這樣的高M(jìn)w粘度調(diào)節(jié)劑(即，含有具有200kDa或更大(例如，200至2000kDa、或200kDa至1200kDa)或300kDa或更大(例如， 300kDa至IOOOkDa)的Mw的粘度調(diào)節(jié)劑)的切割流體所經(jīng)受的剪切力最小化。該方法包括在將權(quán)利要求M的含水切割流體從切割流體的再循環(huán)貯存器施加到線鋸上的同時，用該線鋸切割工件，其中該切割流體通過在不大于104S_\優(yōu)選不大于IO3iT1的相對低的剪切速率下運行的泵和噴嘴進(jìn)行循環(huán)和施加。優(yōu)選的泵包括柱塞泵、步進(jìn)式空腔泵和隔膜泵。為了進(jìn)一步降低剪切速率，可在保持壓力和流速控制的同時采用多分支系統(tǒng)中的一組較小的泵代替一個大的主泵。經(jīng)受本發(fā)明切割方法的工件或梨晶可由任何材料組成。優(yōu)選地，梨晶尤其包括硅、 藍(lán)寶石、碳化硅、氮化鋁、碲、二氧化硅、砷化鎵、磷化銦、硫化鎘、鍺、硫化鋅、灰錫、硒、硼、碘化銀和銻化銦中的一種或多種，且由線鋸切割所得的物體為由所述材料組成的切片的基材。更優(yōu)選地，梨晶包括硅或藍(lán)寶石。最優(yōu)選地，梨晶為硅。在本發(fā)明方法的情況中所采用的線鋸優(yōu)選利用具有50至300 μ m直徑的切割線。 用于形成該切割線的材料可為任何金屬或復(fù)合材料。優(yōu)選地，該材料為鋼、不銹鋼、涂覆的鋼(coated steel)或具有金屬覆層的不銹鋼；更優(yōu)選地，該材料為鋼或涂覆的鋼。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式已在本文中被描述為應(yīng)用于本領(lǐng)域中目前可利用的線鋸， 并且通過以下實施例進(jìn)一步舉例說明。然而，本發(fā)明決不以任何方式限于如上面所闡述或下面所舉例說明的那些具體優(yōu)選實施方式。將在整個本申請中所引用的所有引用參考文獻(xiàn)(包括文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)、授權(quán)的專利和公布的專利申請)的內(nèi)容特此專門引入作為參考。除非另外指出，否則本發(fā)明的實踐采用在本領(lǐng)域技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)。這樣的技術(shù)全面地說明于本領(lǐng)域可得到的文獻(xiàn)中。提供以下實施例以說明本發(fā)明的一些方面。這些實施例不應(yīng)以任何方式解釋為限制本發(fā)明。實施例1制備如下的各種載體組合物(a)乙二醇(EG)-對照物；(b) 0. 2 % (重量/重量) 聚丙烯酸，Mv 125K(PAA125K) ； (c)0. 35% (重量/重量)黃原膠(XG) ； (d) 0. 5% (重量/重量)羥乙基纖維素，MV 125K(HEC), (e)5% (重量/重量)聚乙烯基吡咯烷酮K 90 (PVP90K)。 用在7的pH下的去離子水制備所述含水載體組合物(S卩，剛才描述的載體溶液)。在 400s-1的剪切速率和25°C下，對于各粘度調(diào)節(jié)劑(增稠劑)，所述載體溶液分別具有以下的粘度測量值(A) EG, 14. OcP ； (B) PAA125K, 24. OcP ； (C) XG, 17. 2cP ； (D) HEC, 14. 3cP ；和(E) PVP90K, 14. 3cP。這些測量是以使用杯的Ares流體流變儀(Rheometric Scientific Inc.， Piscataway, NJ)進(jìn)行的。切割漿料通過向各載體溶液中的每一種中添加1 1重量比的α-碳化硅(SiC) (即，各切割漿料為50重量％的SiC)而形成。切割漿料中所利用的α -碳化硅購自Tianjin Peng Zhan Chemical Import-Export Co. , Ltd.(中國，天津)。用在切割漿料中的 α-碳化硅顆粒的平均粒度(Dv(50%))為10.6 μ m，如通過Horiki LA-910粒度分布分析儀 (Horiba,Ltd.)測量的。所測量的各載體和漿料的布氏粘度(60rpm，18°C )如表1中所示。切割漿料各自與其上安裝有0.2mm不銹鋼切割線的單一線鋸(來自MTI Corporation, Richmond, CA的SXJ-2型)一起使用。使用線鋸和所述各種切割漿料從具有 490mm2的近似切割面積尺寸的結(jié)晶硅梨晶切割晶片。觀測到的切割速率(mm2/分鐘)記錄于表1中。表權(quán)利要求
1.線鋸切割流體組合物，其包含25至75重量％的顆粒研磨劑，該顆粒研磨劑懸浮于含有聚合物粘度調(diào)節(jié)劑的含水載體中；其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括以單體摩爾數(shù)計包含大部分的非離子型單體單元的聚合物，具有至少5千道爾頓(kDa)的數(shù)均分子量(Mn)，且以足以為該組合物提供在25°C下在60轉(zhuǎn)/ 分鐘(rpm)的心軸旋轉(zhuǎn)速度下50至1000厘泊(cP)范圍內(nèi)的布氏粘度的濃度存在于該含水載體中。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑為非離子型聚合物。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中該非離子型聚合物選自(a)多糖，其任選地被至少一個烷基、羥烷基、烷氧基烷基、或者兩種或更多種這樣的基團(tuán)的組合取代；(b)聚乙烯基吡咯烷酮；(c)聚乙烯醇；和(d)前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。
4.權(quán)利要求2的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括任選地被選自烷基、羥烷基和烷氧基烷基的至少一種取代基取代的多糖。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中該多糖選自黃原膠、瓜耳膠、淀粉、纖維素、以及前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括羥乙基纖維素。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中該羥乙基纖維素具有在20至IOOkDa范圍內(nèi)的重均分子量W。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑具有在20至200kDa范圍內(nèi)的Mw。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑具有在20至70kDa范圍內(nèi)的Mn。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑以約0.01至15重量％的濃度存在于該含水載體中。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑是適度地剪切變稀的，提供不小于在IOs-1 的低剪切速率下測量的載體粘度的55%的在1000s—1的中等剪切速率下測量的載體粘度。
12.權(quán)利要求1的組合物，其中該研磨劑具有至少7.5的莫氏硬度。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中該研磨劑包括碳化硅。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中該研磨劑具有在1至500微米范圍內(nèi)的平均粒度。
15.權(quán)利要求1的組合物，其中該含水載體具有酸性pH。
16.權(quán)利要求1的組合物，其中該含水載體包含至少55重量％的水。
17.權(quán)利要求1的組合物，其中該含水載體含有水溶性多元醇抗干燥劑。
18.權(quán)利要求17的組合物，其中該抗干燥劑包括具有低于2kDa的數(shù)均分子量的聚(亞烷基二醇)。
19.權(quán)利要求1的組合物，其中該含水載體含有表面活性劑。
20.權(quán)利要求19的組合物，其中該表面活性劑包括炔屬表面活性劑。
21.權(quán)利要求1的組合物，其中該含水載體含有選自陽離子型聚合物、陰離子型聚合物、聚硅氧烷、經(jīng)疏水改性的非離子型聚合物和聚醚脲聚氨酯的至少一種額外聚合物。
22.權(quán)利要求1的組合物，其中該組合物不含粘土材料。
23.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括具有在20至200kDa范圍內(nèi)的Mw的非離子型聚合物，且以足以為該組合物提供在25°C下在60rpm的心軸旋轉(zhuǎn)速度下75至700cP 范圍內(nèi)的布氏粘度的濃度存在于該含水載體中。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括包含至少60摩爾％非離子型單體單元的共聚物。
25.線鋸切割流體組合物，其包含25至75重量％的顆粒研磨劑，該顆粒研磨劑懸浮于含有粘度調(diào)節(jié)劑的含水載體中；其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括包含大部分的非離子型單體單元的聚合物，具有至少5kDa的兒和至少200kDa的Mw，且以足以為該組合物提供在25°C下在60rpm的心軸旋轉(zhuǎn)速度下50至 700cP范圍內(nèi)的布氏粘度的濃度存在于該含水載體中。
26.權(quán)利要求25的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括非離子型聚合物。
27.權(quán)利要求沈的組合物，其中該非離子型聚合物選自(a)多糖，其任選地被至少一個烷基、羥烷基、烷氧基烷基、或者兩種或更多種這樣的基團(tuán)的組合取代；(b)聚乙烯基吡咯烷酮；(c)聚乙烯醇；和(d)前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。
28.權(quán)利要求沈的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括任選地被選自烷基、羥烷基和烷氧基烷基的至少一種取代基取代的多糖。
29.權(quán)利要求觀的組合物，其中該多糖選自黃原膠、瓜耳膠、淀粉、纖維素、以及前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。
30.權(quán)利要求25的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑包括羥乙基纖維素。
31.權(quán)利要求30的組合物，其中該羥乙基纖維素具有在300至IOOOkDa范圍內(nèi)的Mw。
32.權(quán)利要求沈的組合物，其中該非離子型聚合物具有在200至1200kDa范圍內(nèi)的Mw。
33.權(quán)利要求25的組合物，其中該粘度調(diào)節(jié)劑是適度地剪切變稀的，提供不小于在 IOs-1的低剪切速率下測量的粘度的55%的在lOOOs—1的中等剪切速率下測量的粘度。
34.權(quán)利要求25的組合物，其中該研磨劑具有至少7.5的莫氏硬度且具有在1至500 微米范圍內(nèi)的平均粒度。
35.權(quán)利要求25的組合物，其中該含水載體具有酸性pH。
36.權(quán)利要求25的組合物，其中該含水載體含有表面活性劑，水溶性多元醇抗干燥劑， 選自陽離子型聚合物、陰離子型聚合物、聚硅氧烷、經(jīng)疏水改性的非離子型聚合物和聚醚脲聚氨酯的至少一種額外聚合物，或前述物質(zhì)中的兩種或更多種的組合。
37.線鋸切割方法，其包括在將權(quán)利要求25的線鋸切割流體組合物從切割流體的再循環(huán)貯存器施加到線鋸上的同時使用該線鋸切割工件，其中該切割流體通過在不大于IO4s-1 的相對低的剪切速率下運行的泵和噴嘴進(jìn)行循環(huán)和施加。
38.線鋸切割方法，其包括在將權(quán)利要求1的線鋸切割流體組合物從切割流體的再循環(huán)貯存器施加到線鋸上的同時使用該線鋸切割工件。
全文摘要
本發(fā)明的線鋸切割流體組合物包含25至75重量％的顆粒研磨劑，該顆粒研磨劑懸浮于含有聚合物粘度調(diào)節(jié)劑的含水載體中，該聚合物粘度調(diào)節(jié)劑包括包含大部分的非離子型單體單元(優(yōu)選包含100摩爾％的非離子型單體單元)的聚合物，具有至少5kDa的數(shù)均分子量(Mn)，且以足以為該組合物提供在25℃下在60rpm的心軸旋轉(zhuǎn)速度下在50至1000cP范圍內(nèi)例如50至700cp的布氏粘度的濃度存在于該組合物中。在一個實施方式中，該粘度調(diào)節(jié)劑包括具有至少200kDa的重均分子量(Mw)的聚合物。當(dāng)利用200kDa或更大Mw的粘度調(diào)節(jié)劑時，優(yōu)選的線鋸切割方法為通過在不大于104s-1的相對低的剪切速率下運行的泵和噴嘴循環(huán)和施加該切割流體。
文檔編號C09K3/14GK102257092SQ200980151100
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者R.納加拉詹, S.格倫比尼, W.沃德, 南哲佑 申請人:嘉柏微電子材料股份公司