CN103154214A

CN103154214A - 用于磨料的载体流体

Info

Publication number: CN103154214A
Application number: CN2011800468124A
Authority: CN
Inventors: H-P·泽尔曼-埃格贝特; A·森弗; M·勒施; J·本特勒; K·施密特; U·斯坦芬诺夫斯基
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: JP2013534262A; WO2012016976A1; KR20130048245A; EP2601280A1; CA2806936A1; JP5543030B2; ES2525017T3; AU2011287623B2; AU2011287623A1; SG187691A1; CN103154214B; RU2542974C2; AU2011287623B9; BR112013002486A2; PL2601280T3; KR101505334B1; EP2601280B1; RU2013109141A

Abstract

本发明涉及改进的新型的用于磨料的载体流体、尤其是切削流体，其用于晶片的生产。本发明还涉及所述流体的用途以及切削晶片的方法。

Description

用于磨料的载体流体

描述

本发明涉及改性的聚二醇用于制备用于磨料的载体流体的用途，新型的用于磨料的载体流体、尤其是切削流体，以及载体流体在去除物质中的用途，尤其是在晶片的切削中的用途，以及在切削流体的帮助下生产的晶片。

磨料，也称为研磨剂或磨料材料，属于材料，优选是硬材料的颗粒，其用于去除物质。磨料用作流体中的分散体是公知的，例如研磨流体或切削流体。以此方式，磨料可以用于抛光晶片，例如硅晶片，以及用于抛光塑料，例如用于透镜。此外，磨料在切削流体中用于切削晶片的用途也是公知的。晶片是半导体的薄片，其例如用于光电池中。电子组件、尤其是集成电路可以从晶片生产。晶片通常含有脆性物质，例如硅，但是也可以由砷化镓或碲化镉等制成。晶片通常从圆柱形或立方形的单晶或多晶生产，其被锯成单独的薄片，即晶片。锯切（也称为切削或切片）是用钢丝锯进行的工业操作。这是一种分隔工艺，使用薄钢丝作为切削器并使用在载体流体中的未结合的切削颗粒。钢丝通常具有80-180μm的直径。将其浸入载体流体和切削颗粒的浆液中，并将粘附在钢丝表面上的切削颗粒送入锯子中。要锯切/切片的物品/硅块，称为锭料，是被切削颗粒切成晶片的，其中从要切削的固体除去粒子。用于切削颗粒的载体流体与切削颗粒一起作为浆液经由浸泡浴施用或一般经由喷嘴施用，钢丝从所述浸泡浴通过。载体流体尤其具有将切削颗粒粘附到钢丝上并从要分隔的固体携带被去除的物质粒子的任务。此外，载体流体具有提供冷却和并使经过磨损的物质输送通过锯子的作用。

一种分隔工件例如晶片的方法，例如用钢丝锯切割，参见EP1757419A1；其中，使用施用到钢丝上的浆液，并且对围绕浆液的至少部分气态介质的水含量进行调节或控制。此外，使用二醇作为载体物质可以参见EP1757419A1。

DE19983092B4和US6,383,991B1描述了切削油，其含有a)聚醚化合物和b)硅粒子，以及描述了这种切削油组合物用于使用钢丝锯切削锭料的用途，尤其是用于切削硅锭。

EP0131657A1和US-A-4,828,735描述了基于聚醚的水基润滑剂。中国专利申请CN101205498A也描述了切削流体；其中没有提到吸水性的降低。具体提到的化合物是被具有1-4个碳原子的醇醚化的聚亚烷基氧基化合物。

EP686684A1公开了锯切悬浮体，其含有在水相中的磨料，所述水相含有一种或多种水溶性聚合物作为增稠剂。US2007/0010406A1公开了羟基聚醚作为用于含水切削流体的添加剂，其可以尤其用于生产硅晶片。

公知的切削流体通常是基于含水的或水溶性的基料。但是，水的存在是不利的，这是因为水会引起腐蚀，并且当切削硅晶片时也可能由于水与硅反应而释放出氢气。在这里，另外一个问题是在晶片上和在浆液中会形成硅酸盐或聚硅酸盐。

公知的水溶性体系也可以含有水，并且由于它们的微观性能而吸引水，从而会出现与含水体系相同的缺点。

本发明的一个目的是提供改进的用于磨料的载体流体,尤其是切削流体，其能尤其降低吸水性并降低锯切所需的能量。

本发明提供式I化合物用于制备用于磨料的载体流体、尤其切削流体的用途：

R¹[O(EO)_x(AO)_y H]_z

其中

R¹是具有1-20个碳原子的z-价的烷基，

(EO)是亚乙基氧基，

(AO)是具有3-10个碳原子的亚烷基氧基，

x是3-12的整数，尤其是5-10的整数，

y是0-10的整数，尤其是4-8的整数，

z是1-6的整数，尤其是1-3的整数，

所述流体在用于去除物质、尤其用于通过钢丝锯锯切晶片时具有降低的吸水性。

本发明还提供用于磨料的载体流体，尤其切削流体，其含有至少一种式I的化合物：

R¹[O(EO)_x(AO)_y H]_z

其中

R¹是具有5-10个碳原子的z-价的烷基，

(EO)是亚乙基氧基，

(AO)是具有3-10个碳原子的亚烷基氧基，

x是3-12的整数，尤其是5-10的整数，

y是0.5-10的整数，尤其是4-8的整数，

z是1-6的整数，尤其是1-3的整数。

本发明还提供具有下式的新型化合物II：

R¹O(EO)_x(AO)_y H

其中

R¹是2-甲基丁基或3-甲基丁基，

(EO)是亚乙基氧基，

(AO)是具有3-10个碳原子的亚烷基氧基，

x是3-12的整数，尤其是5-10的整数，

y是0-10的整数，尤其是4-8的整数，

z是1-6的整数，尤其是1-3的整数。

在优选的式II化合物中，存在至少与PO单元同样多的EO单元。非常特别优选的式II化合物列在下表中：

化合物	R¹	x	y
				II.1	2-甲基丁基	5.5	5.5
II.2	2-甲基丁基	5.0	6.0

在一个优选实施方案中，在式I和II的化合物中，x：y的比率是等于或小于1。

为了本发明的目的，式II化合物是式I化合物的特别优选的实施方案。

在一个优选实施方案中,

在式I中：R¹是戊基，优选H₃C-CHCH₃-CH₂-CH₂-(3-甲基丁基)和H₃C-CH₂-CHCH₃-CH₂-(2-甲基丁基),尤其是至少10%的3-甲基丁基，

在式I和II中：AO是亚丙基氧基、亚丁基氧基和亚戊基氧基或它们的混合物。

在式I和II的化合物中，重复单元(EO)和(AO)可以作为嵌段分布或无规分布。在一个优选实施方案中，它们是无规分布的。惊奇地发现，当重复单元(EO)和(AO)无规分布时，化合物的粘度大部分与温度无关。尤其是，当重复单元(EO)和(AO)无规分布时，根据本发明使用的式I化合物在含有40重量%型号Carborex F800PV碳化硅（来自Washington Mills AS,NO-7300Orkanger,Norway）的浆液中的粘度指数是不超过45%，优选小于30%,尤其是小于20%，其中粘度指数如下定义：为了本发明目的，粘度指数是式I化合物在50°C下的粘度与在30°C下的粘度相比的百分比降低。在这里，粘度是动态粘度(Brookfield,锭子V-73)，根据DIN EN12092检测。

本发明的载体流体可以不仅含有一种式I的化合物，而且可以含有式I化合物的混合物。

式I化合物的制备方法是本身公知的，参见例如“非离子性表面活性剂（Nonionic Surfactants）”,Martin J.Schick编辑,第2卷,第4章(MarcelDekker,Inc.,New York1967)。新型的式II化合物的制备方法可以按照相似方式进行。

在一个优选实施方案中，用于磨料的载体流体、尤其是切削流体是由式I化合物组成的。式I化合物的分子量优选是200-1200g/mol。在另一个优选实施方案中，除了式I化合物之外，还含有基于氧化乙烯、氧化丙烯或氧化乙烯/氧化丙烯共聚物的亚烷基醇，其优选具有200-800g/mol的分子量。在用于锯切时，除了式I化合物之外，切削流体还含有磨料，尤其是切削颗粒。

在另一个优选实施方案中，用于磨料的载体流体、尤其是切削流体，与至少一种其它添加剂组合使用，尤其是与至少一种以下添加剂组合使用：

单亚烷基二醇、低聚亚烷基二醇或聚亚烷基二醇，

润湿剂，

增稠剂，

分散剂，

腐蚀抑制剂，

络合剂，和/或

其它添加剂，例如污垢抑制剂，

从而形成载体流体。

优选的是至少一种以下添加剂按照以下重量份/100重量份化合物I的量加入：

亚烷基二醇：10-90、尤其是20-60重量份，

润湿剂：1-100、尤其是10-40重量份，

增稠剂：0.5-20、尤其是1-10重量份，

分散剂：0.1-20、尤其是0.5-10重量份，

腐蚀抑制剂：0.1-10、尤其是0.1-3重量份，

络合剂：0.1-10、尤其是1-5重量份，

其它添加剂：0.05-10、尤其是0.1-5重量份。

本发明组合物的水含量是基于全部组合物计的不超过10重量%，优选不超过5重量%，尤其是小于1重量%。

特别优选的添加剂是如下所述:

润湿剂

除了根据本发明使用的式I化合物之外，可以使用其它润湿剂，尤其是：

(1)以下物质的聚(氧亚烷基)衍生物：

a)失水山梨醇酯，例如聚(氧乙烯)失水山梨醇单月桂酸酯、聚(氧乙烯)失水山梨醇单油酸酯、聚(氧乙烯)失水山梨醇三油酸酯，

b)脂肪胺，例如牛油氨基乙氧基化物、大豆氨基乙氧基化物，

c)蓖麻油,例如蓖麻油乙氧基化物，

d)链烷醇酰胺，例如椰油链烷醇酰胺乙氧基化物，

e)脂肪酸，例如油酸乙氧基化物、月桂酸乙氧基化物、棕榈酸乙氧基化物，

f)脂肪醇，

g)直链醇乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、辛基酚乙氧基化物，

(2)亲水性聚二甲基硅氧烷

a)被至少一个羰基端基取代的聚(二甲基)硅氧烷，聚(二甲基)硅氧烷共聚物，

c)聚(二甲基硅氧烷)-b-聚(氧化丙烯)-b-聚(氧化乙烯)共聚物，

d)聚季(二甲基硅氧烷)共聚物

(3)脂肪咪唑啉

(4)以下物质的脂肪酸酯：

a)磷酸酯，

b)失水山梨醇

c)甘油化合物,例如单油酸甘油酯、二油酸甘油酯、三油酸甘油酯，二月桂酸酯，

e)磺基琥珀酸，

(5)季铵化合物，例如季铵硫酸二甲基酯。

其它合适的非离子性、阳离子性、阴离子性或两性润湿剂尤其是：

-烷氧基化C₄-C₂₂-醇，例如脂肪醇醇烷氧基化物或羰基合成醇烷氧基化物。它们可以被氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯烷氧基化。所有具有至少两分子的一种上述加成的氧化烯的烷氧基化醇可以用作润湿剂。可能的这种化合物是氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段聚合物，或含有无规分布或嵌段的上述氧化烯的加成产物。非离子性润湿剂通常含有2-50摩尔、优选3-20摩尔的至少一种氧化烯/每摩尔醇。醇优选具有10-18个碳原子。根据在制备中使用的烷氧基化催化剂的类型、制备方法和后处理，烷氧基化物具有宽或窄的氧化烯同系物分布;

-烷基酚烷氧基化物，例如具有C₆-C₁₄-烷基链和5-30个氧化烯单元的烷基酚乙氧基化物；

-烷基聚葡糖苷，其在烷基链中具有8-22个、优选10-18个碳原子和通常具有1-20个、优选1.1-5个葡糖苷单元，失水山梨醇链烷酸酯，也是被烷氧基化的；

-N-烷基葡糖酰胺，脂肪酸烷氧基化物，脂肪酸胺烷氧基化物，脂肪酸酰胺烷氧基化物，脂肪酸链烷醇酰胺烷氧基化物，氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的烷氧基化嵌段共聚物，聚异丁烯乙氧基化物，聚异丁烯-马来酸酐衍生物，任选烷氧基化的单甘油酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇酯和双甘油酯。

特别有用的非离子性润湿剂是烷基烷氧基化物或烷基烷氧基化物的混合物，参见例如DE-A10243363、DE-A10243361、DE-A10243360、DE-A10243365、DE-A10243366、DE-A10243362或DE-A4325237。它们是通过链烷醇与氧化烯在烷氧基化催化剂存在下反应获得的烷氧基化产物，或烷氧基化产物的混合物。特别合适的起始剂醇是格尔伯特醇，尤其是乙基己醇、丙基庚醇和丁基辛醇。特别优选丙基庚醇。优选的氧化烯是氧化丙烯和氧化乙烯，其中特别优选的是在优选短聚氧丙烯嵌段和起始剂醇之间具有直接键的烷基烷氧基化物，参见例如DE-A10243365，这是因为其具有低的残余醇含量和优良的生物降解性。

合适的非离子性润湿剂的优选类别是具有通式(NI)的醇烷氧基化物：R¹-O-(CH₂-CHR⁵-O-)_r(CH₂-CH₂-O-)_n(CH₂-CHR⁶-O-)_s(CH₂-CHR²-O-)_mH(NI)

其中

R¹是至少单个支化的C_4-22-烷基或-烷基酚，

R²是C_3-4-烷基，

R⁵是C_1-4-烷基，

R⁶是甲基或乙基，

n是在1-50范围内的平均值，

m是在0-20、优选0.5-20范围内的平均值，

r是在0-50范围内的平均值，

s是在0-50范围内的平均值，

其中当R⁵是甲基或乙基或者r是0时，n是至少0.5。

也可以使用20-95重量%、优选30-95重量%的至少一种上述烷基烷氧基化物和5-80重量%、优选5-70重量%的相应醇烷氧基化物的混合物，但是其中R¹是具有相同碳原子数目的未支化的烷基。

此外，具有通式(NII)的醇烷氧基化物也是合适的：

R³-O-(CH₂-CH₂-O)_p(CH₂-CHR⁴-O-)_qH (NII)

其中

R³是支化或未支化的C_4-22-烷基或-烷基酚，

R⁴是C_3-4-烷基，

p是在1-50、优选4-15范围内的平均值，

q是在0.5-20、优选0.5-4、更优选0.5-2范围内的平均值。

也可以使用5-95重量%的至少一种上述的支化醇烷氧基化物和5-95重量%的相应醇烷氧基化物的混合物，但是其中未支化的烷基代替支化的烷基存在。

在通式(NI)的醇烷氧基化物中，R²优选是丙基，尤其是正丙基。

在通式(NII)的醇烷氧基化物中，n优选具有在4-15范围内的平均值，特别优选6-12，尤其是7-10。

m优选具有平均值为0.5-4，特别优选0.5-2，尤其是1-2。

基团R¹优选是C_8-15-烷基，特别优选C_8-13-烷基，尤其是C_8-12-烷基，其是至少单支化的。也可以存在多个支链。

R⁵优选是甲基或乙基，尤其是甲基。

R⁶优选是乙基。

在混合物中，存在具有未支化和支化的醇基团R¹的化合物。例如对于具有一定比例直链醇链和一定比例的支化醇链的羰基合成醇，就是这种情况。例如，C_13/15羰基合成醇通常具有约60重量%的完全直链醇链以及约40重量%的α-甲基-支化和C_≥2-支化的醇链。

在通式(NII)的醇烷氧基化物中，R³优选是支化或未支化的C_8-15-烷基，特别优选支化或未支化的C_8-13-烷基，尤其是支化或未支化的C_8-12-烷基。R⁴优选是丙基,尤其是正丙基。p优选具有在4-15范围内的平均值，特别优选平均值为6-12，尤其是平均值为7-10，q优选具有在0.5-4范围内的平均值，特别优选0.5-2，尤其是1-2。

按照与通式(NI)的醇烷氧基化物相似的方式，通式(NII)的醇烷氧基化物也可以作为具有未支化和支化的醇基团的混合物存在。

可能的作为醇烷氧基化物基础的醇组分不仅包括纯的链烷醇，而且包括具有一定范围碳原子的同系混合物。例子是C_8/10-链烷醇，C_10/12-链烷醇，C_13/15-链烷醇，C_12/15-链烷醇。多种链烷醇的混合物也是可能的。

上述本发明的链烷醇烷氧基化物或混合物是优选如下制备的：通式R¹-OH或R³-OH的醇或相应支化和未支化醇的混合物任选地先与C_3-6-亚烷基氧反应，然后与氧化乙烯反应，和随后任选地与C_3-4-亚烷基氧反应，然后与合适的C_5-6-亚烷基氧反应。烷氧基化是优选在烷氧基化催化剂的存在下进行。尤其是这里使用碱性催化剂，例如氢氧化钾。被引入的氧化烯的量的无规分布可以大部分受到具体的烷氧基化催化剂限制，例如改性膨润土或水滑石，参见例如WO95/04024，从而获得“窄范围”烷氧基化物。

在本发明的一个具体实施方案中，烷氧基化物是烷氧基化物混合物，其含有通式(NIII)的烷氧基化物：

C₅H₁₁CH(C₃H₇)CH₂O(B)_p(A)_n(B)_m(A)_qH (NIII)

其中

A是亚乙基氧基,

基团B各自独立地是C_3-10-亚烷基氧基，优选亚丙基氧基、亚丁基氧

基、亚戊基氧基或它们的混合物，

其中基团A和B是以嵌段的形式按照所示顺序存在，

p是0-10，

n是从>0至20，

m是从>0至20，

q是从>0至10，

p+n+m+q是至少1，

其中

在所述混合物中存在：

70-99重量%的烷氧基化物A1，其中C₅H₁₁是n-C₅H₁₁，和

1-30重量%的烷氧基化物A2，其中C₅H₁₁是C₂H₅CH(CH₃)CH₂和/或CH₃CH(CH₃)CH₂CH₂。

在通式(NIII)中，p是0-10,优选0-5,尤其是0-3。如果存在嵌段(B)_p，则p优选是0.1-10，特别优选0.5-5，尤其是1-3。

在通式(NIII)中，n优选在0.25-10的范围内，尤其是0.5-7，m优选在2-10的范围内，尤其是3-6。B优选是亚丙基氧基和/或亚丁基氧基，特别是在两个位置上都是亚丙基氧基。

q优选在1-5的范围内，特别优选在2-3的范围内。

总和p+n+m+q是至少1，优选3-25，特别优选5-15，尤其是7-13。

优选的是3或4个亚烷基氧嵌段存在于烷氧基化物中。在一个实施方案中，首先亚乙基氧基单元、然后亚丙基氧基单元、再然后亚乙基氧基单元与醇基团相连。在另一个实施方案中，首先亚丙基氧基单元、然后亚乙基氧基单元、然后亚丙基氧基单元和最后亚乙基氧基单元与醇基团相连。也可以用其它亚烷基氧基单元代替亚丙基氧基单元存在。

p、n、m和q各自是烷氧基化物的平均值。因此，p、n、m、q也可以具有非正数的值。链烷醇的烷氧基化反应通常得到烷氧基化度的分布，这可以在一定程度上通过使用不同的烷氧基化催化剂设定。合适量的基团A和B的选择能使得本发明烷氧基化物混合物的性能分布与实际需要匹配。

烷氧基化物混合物是通过母体醇C₅H₁₁CH(C₃H₇)CH₂OH的烷氧基化反应获得的。起始醇可以从各个组分混合，从而得到根据本发明的比率。它们可以通过戊醛的醇醛缩合以及随后的氢化反应制备。戊醛和相应异构体的制备是通过丁烯的加氢甲酰化进行的，例如参见US4,287,370;Beilstein E IV1,3268,Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,第A1卷,第323和328页起。随后的醇醛缩合反应例如参见US5,434,313和

Chemie Lexikon,第9版，关键词“醇醛加成（Aldol-Addition）",第91页。醇醛缩合产物的氢化反应遵循通用的氢化条件。

此外，2-丙基庚醇可以通过1-戊醇（作为相应1-甲基丁醇的混合物）在KOH的存在下在高温下反应制备，参见例如Marcel Guerbet,C.R.AcadSci Paris128,511,1002(1899)。也可以参见Chemie Lexikon,第9版，Georg Thieme Verlag Stuttgart,和其中引用的文献；以及Tetrahedron,第23卷，第1723-1733页。

在通式(NIII)中，基团C₅H₁₁可以是n-C₅H₁₁,C₂H₅CH(CH₃)CH₂或CH₃CH(CH₃)CH₂CH₂。烷氧基化物是混合物，其中：

-存在70-99重量%、优选85-96重量%的烷氧基化物A1，其中C₅H₁₁是n-C₅H₁₁，和

-存在1-30重量%、优选4-15重量%的烷氧基化物A2，其中C₅H₁₁是C₂H₅CH(CH₃)CH₂和/或CH₃CH(CH₃)CH₂CH₂。

基团C₃H₇优选是n-C₃H₇。

烷氧基化物也可以是具有通式(NV)的嵌段的异十三醇烷氧基化物：

R-O-(C_mH_2mO)_x-(C_nH_2nO)_y-H (NV)

其中

R是异十三烷基，

m是2且同时n是3或4，或者

m是3或4且同时n是2，和

x和y各自独立地是1-20，

其中在m=2/n=3或4的情况下，变量x是大于或等于y。

这些嵌段的异十三醇烷氧基化物是参见例如DE19621843A1。

另一类合适的非离子性表面活性剂是封端的醇烷氧基化物，尤其是上述醇烷氧基化物。在一个具体实施方案中，封端的醇烷氧基化物是与具有通式(NI)、(NII)、(NIII)和(NV)的醇烷氧基化物对应的封端的醇烷氧基化物。端基可以例如通过以下物质产生：硫酸二烷基酯，C_1-10-烷基卤化物，C_1-10-苯基卤化物,优选氯化物、溴化物，特别优选环己基氯化物、环己基溴化物、苯基氯化物或苯基溴化物。

封端的烷氧基化物的例子也描述在DE-A3726121中，将其全部公开内容引入本文供参考。在一个优选实施方案中，这些醇烷氧基化物具有通用结构(NVI),

R^I-O-(CH₂-CHR^II-O)_m’(CH₂-CHR^IIIO)_n’R^IV (NVI)

其中

R^I是氢或C₁-C₂₀烷基,

R^II和R^III是相同或不同的，并且各自独立地是氢、甲基或乙基，

R^IV是C₁-C₁₀烷基，优选C₁-C₄烷基，或环己基或苯基，

m’和n’是相同或不同的，并且各自是大于或等于0，

前提是m’和n’的总和是3-300。

另一类非离子性润湿剂是烷基聚葡糖苷，其优选在烷基链中具有6-22个、特别优选10-18个碳原子。这些化合物通常含有1-20个、优选1.1-5个葡糖苷单元。

其它可能的非离子性润湿剂是具有以下通式的封端的脂肪酸酰胺烷氧基化物：

R^l-CO-NH-(CH₂)_y-O-(A¹O)_x-R²

参见WO-A95/11225，其中

R^l是C₅-C₂₁-烷基或链烯基，

R²是C_l-C₄烷基，

A^l是C₂-C₄亚烷基，

y是2或3，和

x是1-6。

这些化合物的例子是式H₂N-(CH₂-CH₂-O)₃-C₄H₉的正丁基三乙二醇胺与十二烷酸甲基酯的反应产物，或式H₂N-(CH₂-CH₂-O)₄-C₂H₅的乙基四乙二醇胺与饱和C₈-C₁₈甲基脂肪酸酯的商业混合物的反应产物。

其它合适的非离子性润湿剂是聚羟基或聚烷氧基脂肪酸衍生物，例如多羟基脂肪酸酰胺，N-烷氧基或N-芳氧基聚羟基脂肪酸酰胺，脂肪酸酰胺乙氧基化物，尤其是封端的脂肪酸酰胺乙氧基化物，以及脂肪酸链烷醇酰胺烷氧基化物。

其它合适的非离子性润湿剂是氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物(

和

级别，来自BASF SE和BASF Corp.)。在一个优选实施方案中，这些共聚物是具有聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯嵌段的三嵌段共聚物，并且分子量为4000-16000，其中聚乙烯嵌段的重量比例是55-90%，基于三嵌段共聚物计。特别优选的是具有分子量大于8000且聚乙烯含量为60-85重量%的三嵌段共聚物，基于三嵌段共聚物计。这些优选的三嵌段共聚物尤其可以以商品名Pluronic F127、Pluronic F108和Pluronic F98都从BASF Corp.获得，并且描述在WO01/47472A2中，将其全部内容引入本文供参考。

另外，也优选使用在一端或两端被封端的氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物。在一端的封端是例如通过使用醇、尤其是C_1-22-烷基醇、例如甲醇作为起始化合物用于与氧化烯反应实现的。另外，两端的封端例如可以通过游离嵌段共聚物与以下物质反应实现：硫酸二烷基酯，C_1-10-烷基卤化物，C_1-10-苯基卤化物，优选氯化物、溴化物，特别优选环己基氯化物、环己基溴化物、苯基氯化物或苯基溴化物。

可以使用单独的非离子性润湿剂或不同非离子性表面活性剂的组合物。也可以使用仅仅一种类别的非离子性润湿剂，尤其是仅仅烷氧基化C₄-C₂₂-醇。但是，作为另一个选择，也可以使用来自不同类别的润湿剂混合物。

非离子性润湿剂在本发明组合物中的浓度可以随着沥滤条件而变化，尤其是根据要沥滤的物质。

合适的阴离子性润湿剂是链烷磺酸盐，例如C₈-C₂₄-、优选C_l0-C₁₈-链烷磺酸盐，以及皂，例如饱和和/或不饱和C_8-C₂₄-羧酸的Na和K盐。

其它合适的阴离子性润湿剂是直链C₈-C₂₀-烷基苯磺酸盐(“LAS”),优选直链C₉-C₁₃-烷基苯磺酸盐和-烷基甲苯磺酸盐。

增稠剂

增稠剂是能增加化学组合物的粘度的化合物。非限制性例子例如参见WO2009/090169A1:聚丙烯酸酯和疏水改性的聚丙烯酸酯。使用增稠剂的优点是具有较高粘度的液体在倾斜或垂直表面上的停留时间比具有较低粘度的液体更长。这增加了组合物和表面之间的互相作用时间。

其它特别优选的增稠剂是例如：膨润土，黄原胶和纤维素，以及纤维素衍生物，尤其是纤维素醚和纤维素酯，尤其是甲基纤维素、羟基乙基纤维素和羧基甲基纤维素。增稠剂的其它例子是聚丙烯酰胺、聚醚或缔合聚氨酯增稠剂，聚乙烯基醇和聚乙烯基吡咯烷酮。

分散剂/污垢抑制剂

此外，根据本发明可以另外使用至少一种分散剂，例如选自萘磺酸的盐，萘磺酸和甲醛的缩合产物，以及聚羧酸盐。这种类型的分散剂可以商购，例如以商品名

和

来自BASF SE，和以商品名

来自Lubrizol。这些分散剂也可以用作污垢抑制剂(防沉积剂)，这是因为它们能分散在碱性介质中形成的碳酸钙CaCO₃，从而防止例如喷嘴的堵塞或在管道中形成沉积物。与此独立地，本发明组合物可以另外含有至少一种其它污垢抑制剂。合适的污垢抑制剂例如参见WO04/099092，其中描述了（甲基）丙烯酸共聚物，其含有：

（a）50-80重量%、优选50-75重量%、特别优选55-70重量%的聚（甲基）丙烯酸主链，

（b）1-40重量%、优选5-20重量%、特别优选7-15重量%的至少一种选自以下的单元：异丁烯单元、对内酯（terelactone）单元和异丙醇单元，并且与主链结合和/或引入主链中，和

（c）5-50重量%、优选5-40重量%、特别优选10-30重量%的基于氨基烷基磺酸的酰胺单元，

其中在（甲基）丙烯酸共聚物中的单元的总重量是100重量%，并且所有重量百分比是基于（甲基）丙烯酸共聚物。

根据WO04/099092提供的（甲基）丙烯酸共聚物优选具有含砜基团的聚合物的重均分子量为1000-20000g/mol，并且可以优选通过以下工艺步骤制备：

(1)（甲基）丙烯酸在异丙醇和任选地水的存在下进行自由基聚合，得到聚合物I，和

（2）将来自工艺步骤(1)的聚合物I通过与至少一种氨基链烷磺酸反应进行酰胺化。

其它合适的污垢抑制剂是例如：

-聚羧酸的半酰胺，其可以通过含酸酐的聚合物与含氨基的化合物反应获得(参见DE19548318)，

-乙烯基乳酸和/或异丙烯基乳酸(参见DE19719516)，

-丙烯酸均聚物(参见US-A-3756257)，

-丙烯酸和/或（甲基）丙烯酸和乙烯基乳酸和/或异丙烯基乳酸的共聚物，

-苯乙烯和乙烯基乳酸的共聚物，

-马来酸和丙烯酸的共聚物，

-水溶性或水分散性的接枝聚合物，其可以通过以下物质的自由基引发的接枝聚合获得:

（I）至少一种单烯属不饱和单体，

(II)单烯属不饱和二羧酸或其酸酐的聚合物，其摩尔质量为200-5000g/mol，

(III)其中按100重量份的接枝基底(II)计使用5-20000重量份的(I)(DE19503546)，

-任选地水解的聚马来酸酐及其盐(参见US-A-3810834,GB-A-1454657和EP-A-0261589),

-亚氨基二琥珀酸盐(参见DE10102209)，

-含有络合剂的配料，络合剂是例如乙二胺四乙酸(EDTA)和/或二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)(参见US5,366,016)，

-膦酸盐，

-聚丙烯酸酯，

-聚天冬氨酸或已被改性的聚天冬氨酸，参见DE-A-4434463，

-聚天冬氨酸酰胺，

-含有异羟肟酸、异羟肟酸醚和/或酰肼基团的聚合物(参见DE4427630)，

-任选地水解的马来酰亚胺聚合物(参见DE4342930)，

-萘基胺聚羧酸盐(参见EP0538969)，

-氧杂链烷聚膦酸(参见EP330075)，

-聚羟基链烷氨基二亚甲基膦酸(参见DE4016753)，和

-氧化的聚葡聚糖(参见DE4330339)。

特别优选的分散剂是聚丙烯酸，例如来自BASF SE的

系列，和聚天冬氨酸，尤其是β-聚天冬氨酸，其具有2000-10000g/mol的分子量。优选的含羧酸基团的聚合物是EP2083067A1中描述的丙烯酸均聚物。它们优选具有在1000-50000范围内的数均分子量，特别优选1500-20000。特别适合作为含羧酸基团的聚合物的丙烯酸均聚物是来自BASF SE的

系列。

其它合适的含羧酸基团的聚合物是低聚马来酸，例如参见EP-A451508和EP-A396303。

优选作为含羧酸基团的聚合物的其它化合物是这样的共聚物，其以共聚形式含有至少一种不饱和单羧酸或二羧酸或二羧酸酐或其盐作为单体A)和至少一种共聚单体B)。单体A)优选选自C₃-C₁₀单羧酸,C₃-C₁₀单羧酸的盐，C₄-C₈二羧酸，C₄-C₈二羧酸的酸酐，C₄-C₈二羧酸的盐，以及它们的混合物。盐形式的单体A)是优选以它们的水溶性盐形式使用，特别是碱金属盐，例如钾盐和尤其是钠盐，或铵盐。单体A)可以在每种情况下是完全或部分地以酸酐形式存在的。当然，也可以使用单体A)的混合物。

单体(A)优选选自丙烯酸，甲基丙烯酸，巴豆酸，乙烯基乙酸，马来酸，马来酸酐，富马酸，柠康酸，柠康酸酐，衣康酸，以及它们的混合物。特别优选的单体A)是丙烯酸，甲基丙烯酸，马来酸，马来酸酐，以及它们的混合物。这些共聚物优选以共聚形式含有5-95重量%、特别优选20-80重量%、尤其30-70重量%的至少一种单体A),基于用于聚合的单体的总重量计。

腐蚀抑制剂

试剂、例如在WO2008/071582A1中描述的羧酸用作腐蚀抑制剂。它们可以是直链或支化的。各种羧酸的混合物可以是特别优选的。辛酸、乙基己酸、异壬酸和异癸酸是特别优选的羧酸。因为防腐蚀乳液通常是中性到弱碱性的，所以可以有利地使用至少部分中和形式的羧酸，即作为盐使用。氢氧化钠和/或氢氧化钾以及链烷醇胺特别适合用于中和。特别优选使用单链烷醇胺和/或三链烷醇胺。使用二链烷醇胺是不太优选的，这是因为存在形成硝基胺的风险。二链烷醇胺可以单独地或作为与单链烷醇胺和/或三链烷醇胺一起很好地用于中和。

合适的腐蚀抑制剂尤其是：

具有14-36个碳原子的脂族羧酸酰胺，例如肉豆蔻酰胺、棕榈酰胺以及油酰胺；具有6-36个碳原子的链烯基琥珀酰胺，例如辛烯基琥珀酰胺、十二碳烯基琥珀酰胺；巯基苯并三唑。

特别优选的腐蚀抑制剂是与脂族胺的氧化烯加合物，尤其是与2-8摩尔%氧化丙烯的三乙醇胺和乙二胺加合物。

络合剂

络合剂是能结合阳离子的化合物。典型的例子是：EDTA(N,N,N',N'-乙二胺四乙酸),NTA(N,N,N-次氮基三乙酸),MGDA(2-甲基甘氨酸-N,N-二乙酸),GLDA(谷氨酸二乙酸酯),ASDA(天冬氨酸二乙酸酯),IDS(亚氨基二琥珀酸酯),HEIDA(羟基乙基亚胺二乙酸酯),EDDS(乙二胺二琥珀酸酯),柠檬酸，氧基二琥珀酸，以及丁烷四羧酸，以及它们的完全或部分中和的碱金属盐或铵盐。

其它添加剂

其它合适的添加剂是例如粘合剂。合适的粘合剂是例如WO2006/018856A2中所述的通式AI的两亲性水溶性烷氧基化聚亚烷基亚胺：

其中各变量具有以下含义：

基团R是相同或不同的、直链或支化的C2-C6-亚烷基；

B是支链；

E是具有下式的亚烷基氧基单元：

其中

R1是1,2-亚丙基、1,2-亚丁基和/或1,2-亚异丁基；

R2是亚乙基；

R3是1,2-亚丙基；

R4是相同或不同的基团：氢；C1-C4-烷基；

x,y,z各自是2-150,其中总和x+y+z是亚烷基亚胺单元的数目，并且对应于在烷氧基化之前的聚亚烷基亚胺的平均分子量Mw为300-10000；

m是0-2的有理数；

n是6-18的有理数；

p是3-12的有理数，其中0.8≤n/p≤1.0(x+y+z)1/2。

本发明还提供一种浆液，其由以下组分组成：载体流体、尤其是切削流体，磨料、尤其是研磨和/或切削颗粒，和任选地添加剂。

可以使用常规的磨料，尤其是研磨和/或切削颗粒，例如金属、金属或半金属、碳化物、氮化物、氧化物、硼化物或金刚石颗粒。特别优选的切削颗粒是碳化物和硼化物颗粒，尤其是碳化硅(SiC)颗粒。切削颗粒优选具有与要切削的物质和晶片匹配的几何形状。优选的粒径是在0.5-50μm的范围内。切削颗粒可以以混杂分散或均匀分散的形式存在。切削颗粒优选以25-60重量%、尤其40-50重量%的浓度包含在切削流体组合物中。

在一个特别优选的实施方案中，载体流体、尤其切削流体具有对V2A钢的接触角是5-40°，尤其是10-30°。在这里，接触角是在25°C下在由V2A钢制成的钢板上检测的，所述钢板的表面已经用水和丙酮清洗。

在另一个优选实施方案中，本发明的载体流体、尤其切削流体导致在两个实验中在1分钟内在直径为12mm的不锈钢圆柱M1M6/05R（Torrington）上的平均重量降低不超过20-60mg，其中在MDD2天平上（来自Hermann Reichert Maschinenbau,Heidenhof Backnang）在300N的负荷和110m的距离上检测。

在另一个优选实施方案中，本发明的载体流体、尤其切削流体在38°C和78%相对大气湿度下在Heraeus BBD6220CO₂恒温箱中储存10小时之后吸收不超过30%、优选不超过15%的水。关于储存实验，在每种情况下在内直径为60mm的陪替氏培养皿中使用1g的载体流体，尤其是切削流体。在每种情况下确定两次检测的平均值。在一个非常特别优选实施方案中，这种吸水性即使在进一步暴露时也不会增加。

由本发明载体流体、尤其切削流体和40重量%下述磨料、尤其研磨和/或切削颗粒组成的浆液优选具有在30°C下使用Brookfield LVDV-IIIUltra设备(锭子V-73)检测的粘度为140-200mPas，尤其是150-190mPas，其中使用来自Washington Mills的Carborex BWF800PV碳化硅颗粒。

本发明还涉及一种通过钢丝锯切削晶片、尤其无机半导体的方法，例如硅锭或硅块，其中使用基于本发明切削流体和切削颗粒的浆液。

本发明还涉及一种研磨或抛光从来自例如硅锭或块料的物质的方法，例如通过化学机械方式抛光(CMP)或研磨聚合物，尤其是用于透镜，其中使用分散在本发明所用的载体流体中的磨料。

优点

本发明的载体流体、尤其切削流体、以及本发明的切削方法特别适用于锯切单晶形或多晶形的硅单晶或多晶、GaAs、CdTe和其它半导体和陶瓷的锭料、块料或圆柱体。

本发明的载体流体、尤其切削流体显示出极小的起泡或不起泡，不需要任何添加剂，是pH中性的，并且是无毒的。另外，本发明的载体流体不含任何挥发性有机成分。此外，本发明的载体流体、尤其切削流体十分适用于通过湿化学处理进行再加工，例如参见WO02/40407A1和EP1390184A1。

实施例：

制备聚醚的通用方法

将1-2摩尔的起始剂醇在每种情况下放入不含水的干燥1L压力反应器中，与0.2重量%（基于最终产物）的KOH混合，并用氮气吹扫。然后将关闭的反应器在30分钟内加热到130°C，并通过氮气设定1巴表压。将在表1中所示摩尔量的氧化丙烯(下文中称为PO)和氧化乙烯(下文中称为EO)的随后在搅拌下平行地（无规工艺）或接连地（嵌段工艺）计量加入。在嵌段工艺中，在已经加入PO并且已经达到恒定压力之后，将混合物于130°C搅拌至少半小时，并在添加EO之前将压力设定为1巴。然后将容器在反应期间恒温到130°C。在已经达到恒定压力之后，将混合物再搅拌约半小时。在反应完成之后，将混合物冷却到80°C，将反应器解压，并用氮气吹扫，加入计算用于中和KOH的量的冰乙酸，并将混合物搅拌半小时。

羟值是根据DIN51562检测的，残余醇含量是通过气相色谱检测的，APHA色数是根据EN1557(于23°C)检测的。

表1：实施例和分析表征

在实施例C6和C7中加入的润湿剂和亚烷基二醇

PE6200和

LF401是来自BASF SE（Ludwigshafen）的产品。报告的分析数据是基于本发明组分戊醇+1.5PO+6EO,嵌段工艺。

性能/检测表征数据

本发明切削流体的性能列在表2中。检测以下性能：

·吸水性

切削流体的吸水性是在Heraeus BBD6220CO₂恒温箱中在38°C和78%相对大气湿度下储存10小时和24小时之后检测的。为了储存，在每种情况下在内直径为60mm的陪替氏培养皿中使用1g的切削流体。在每种情况下确定两次检测的平均值。吸水性在每种情况下是作为基于初始重量计的重量百分比的增加报告的。

·浆液粘度

为了检测浆液粘度，制备60重量%锯切流体和40重量%的CarborexBW F800PV类型（来自Washington Mills）的SiC的混合物，并在30°C和任选地50°C下使用来自Brookfield的型号LVDV-III Ultra粘度计（(锭子V-73)检测粘度。浆液粘度的单位是mPas。

·接触角

切削流体的接触角是在25°C下在将一滴流体施用到由V2A钢制成的钢板上1秒之后并且随后在空气中干燥1小时检测的，钢板表面已经用水和丙酮清洗。来自Dataph_ysics Instruments GmbH,Raiffeisenstraβe34,Filderstadt的录像辅助的高速接触角检测仪用于所述检测。接触角的单位是°。

·磨损

磨损性能是在来自Hermann Reichert Maschinenbau,HeidenhofBacknang的磨损天平MDD2上检测的，载荷为300N和检测距离为100m，在54.5秒内在具有12mm直径的不锈钢圆柱体M1M6/05R（Torrington）上检测。在每种情况下进行两次检测，并且确定圆柱体的重量降低的平均值。重量降低的单位是mg。

表2

E200是平均摩尔质量为200的聚乙二醇，来自BASF SE,Ludwigshafen。此实施例代表现有技术，不是根据本发明的。化合物II.1和II.2得到与化合物C2和C3相当的结果。

实践实验

对多晶形硅块的锯切实验是在来自Meyer Burger AG,Allmendstrasse86,CH3600Thun的DS265钢丝锯上使用锯切流体C1和C3进行的。实验条件是：

晶片的尺寸:5”x5”,150μm

SiC级别:F88,ds50=6.5μm

前进速率:0.6mm/s

钢丝速度:14m/s

钢丝直径:120μm

钢丝张力:20N

浆液温度:22°C

浆液的组成:60重量%的锯切流体，40重量%的SiC

与在工业实践中通常使用的PEG200(E200)相比，发现本发明的切削流体实现了以下改进：

当使用表1中所示的本发明其它产物时，也发现相似的改进作用。

Claims

1.式I化合物用于制备用于磨料的载体流体、尤其切削流体的用途：

R¹[O(EO)_x(AO)_y H]_z

其中

R¹是具有1-20个碳原子的z-价的烷基，

(EO)是亚乙基氧基，

(AO)是具有3-10个碳原子的亚烷基氧基，

x是3-12的整数，尤其是5-10的整数，

y是0-10的整数，尤其是4-8的整数，

z是1-6的整数，尤其是1-3的整数，

2.权利要求1的用途，其中在式I中，R¹是具有5-10个碳原子的z-价的烷基，尤其是戊基。

3.前述权利要求中至少一项的用途，其中切削流体在25℃下在V2A钢上的接触角是25-50°。

4.前述权利要求中至少一项的用途，其中晶片是半导体，尤其是硅。

5.前述权利要求中至少一项的用途，其中载体流体、尤其切削流体与切削颗粒一起用于浆液中，其中金属、碳化物、氮化物、金属氧化物、硼化物或金刚石颗粒用作切削颗粒。

6.前述权利要求中至少一项的用途，其中载体流体、尤其切削流体进行处理以分离出在去除物质期间或之后、尤其在切削之后所得的经过磨损的物质。

7.一种载体流体、尤其切削流体，其含有至少一种式I的化合物：

R¹[O(EO)_x(AO)_y H]_z

其中

R¹是具有5-10个碳原子的z-价的烷基，

(EO)是亚乙基氧基，

(AO)是具有3-10个碳原子的亚烷基氧基，

x是3-12的整数，尤其是5-10的整数，

y是0.5-10的整数，尤其是4-8的整数，

z是1-6的整数，尤其是1-3的整数。

8.权利要求7的载体流体、尤其切削流体，其中R¹是戊基。

9.权利要求7的载体流体、尤其切削流体，其中载体流体、尤其切削流体在25℃下在V2A钢上的接触角是25-50°。

10.前述权利要求中至少一项的载体流体、尤其切削流体用于从要切削的物品去除物质的用途，尤其是在晶片的锯切期间，要切削的物品尤其是半导体，尤其是硅，其中通过锯子使用切削颗粒、尤其碳化硅颗粒进行。

11.前述权利要求中至少一项的载体流体用于抛光物质的用途，尤其是用于抛光硅晶片或由聚合物组成的物质，尤其是用于透镜的生产。

12.一种从物品切削晶片的方法，其中用锯子使用由切削流体和切削颗粒组成的浆液进行，切削颗粒尤其是由金属、碳化物、氮化物、氧化物、硼化物、α-氧化铝或金刚石组成的切削颗粒，其中切削流体是根据前述权利要求中至少一项的切削流体，其任选地进行处理以分离出在去除物质期间或之后、尤其在切削之后所得的经过磨损的物质。

13.一种抛光物质、尤其由硅或聚合物组成的物质的方法，其中使用由载体流体和磨料组成的浆液，其中使用前述权利要求中至少一项的载体流体作为载体流体。

14.一种晶片、尤其硅晶片，其是根据前述权利要求中的至少一项获得的。

15.具有式II的化合物：

R¹O(EO)_x(AO)_y H

其中

R¹是2-甲基丁基或3-甲基丁基，和

(EO)、(AO)、x和y如权利要求1中所定义。