KR20090049084A - 연마재 슬러리용 수성 유체 조성물, 이의 제조방법 및 이의사용방법 - Google Patents

연마재 슬러리용 수성 유체 조성물, 이의 제조방법 및 이의사용방법 Download PDF

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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 유리 연마재 기계가공 공정에 사용하기 위한 수성 슬러리 조성물, 특히 와이어 소우 공정에 사용하기 위한 수성 연마재 슬러리에 관한 것이다. 이들 수성 슬러리 조성물은 비히클과 물의 배합물, 특히 PEG와 물의 배합물을 포함하는, 윤활제 중에 균질하고 안정하게 분산된 연마재 입자를 포함한다.
수성 조성물, 유리 연마재 기계가공, 와이어 소우

Description

연마재 슬러리용 수성 유체 조성물, 이의 제조방법 및 이의 사용방법 {Aqueous fluid compositions for abrasive slurries, methods of production, and methods of use thereof}
본원은 2006년 8월 30일에 출원된 미국 가특허원 제60/841,580호의 이점을 청구하며, 상기 미국 가특허원은 전문이 본원에 참조로 인용되어 있다.
본 발명은 일반적으로 연마재 슬러리의 제조에 사용하기 위한 수성 유체 조성물에 관한 것이다. 상기 수성 유체 조성물은 유리 연마재(loose-abrasive) 기계가공 슬러리, 더욱 구체적으로, 와이어 소우(wire saw) 슬러리의 제조에 유용하다
와이어 소우는 태양전지 및 전자공학 분야에서 규소를 슬라이싱하는 데 광범위하게 사용된다. 이들은 또한 규소 이외에 사파이어, GaAs, InP, SiC, 광학 물질(예: 석영 유리 및 수정), 및 단단하고 깨지기 쉬운 물질(예: 세라믹)을 포함하는 기타의 각종 화합물 반도체를 슬라이싱하는 데에 사용된다.
와이어 소우는 일반적으로 장력하에 배향된 다수의 와이어들을 포함한다. 상기 와이어는 연마재 슬러리가 와이어와 가공물에 공급됨과 동시에 구동된다. 상기 슬러리가 상기 가공물을 다수의 피스(piece)로 되도록 연마하도록 작용할 때, 상기 가공물이 상기 와이어를 통과하도록 강요된다. 상기 방법은 특정 두께, 편평도 및 표면 평활도를 갖는 다수의 슬라이싱된 피스를 제조할 수 있다.
와이어 소우 절삭 과정에서, 상기 와이어는 절삭을 하는 것이라기 보다는 연마재 슬러리를 운반하는 작용을 하며, 상기 연마재 슬러리가 절삭을 한다. 이러한 형태의 공정은 "유리 연마재 기계가공"이라고 한다. 유리 연마재 기계가공의 다른 예는 초음파 기계가공, 워터젯 절삭 및 샌드블래스팅(sandblasting)을 포함한다.
상기 슬러리는 때로는 "윤활제", "비히클" 또는 "캐리어"로도 지칭되는 유체 조성물 중의 연마재 입자의 현탁액이다. 상기 연마재로서, 탄화규소(SiC), 다이아몬드 및 탄화붕소(B4C)와 같은 물질들이 사용되어 왔다. 비수성 슬러리가 사용되어 왔으며, 이때 상기 유체 조성물은 연마재가 중량 기준으로 약 1:1의 비로 분산되어 있는 광유를 주로 함유한다. 수용성 슬러리도 사용되어 왔으며, 이때 상기 유체 조성물은 연마재 입자가 분산되어 있는 수용성 글리콜(예: 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 에틸렌 글리콜 및 폴리옥시에틸렌 글리콜)을 함유한다.
광유는 우수한 윤활 및 절삭 특성을 제공하지만 불량한 냉각 성능을 갖는다. 추가로, 광유는 수용성이 아니기 때문에, 광유를 절삭 피스로부터 세척하기 위해 유기 용매 및 전문 세제가 요구된다. 불량한 냉각 성능, 폐기 제한, 및 세정후 어려움으로 인해, 광유에 대한 대안이 요구된다.
PEG와 같은 글리콜이 광유에 비해 몇 가지 이점을 제공하지만 이들 물질은 매우 고가이므로 가용 폐기량 및 폐기방법과 관련된 문제를 갖는다. 추가로, 글리콜은 점도가 높아서 웨이퍼에 대한 항력(drag force)을 증가시킨다. 이러한 높은 항력에 의해, 얇게 슬라이싱하는 동안 절삭 피스가 파단될 수 있다.
따라서, 연마재 슬러리, 특히 와이어 소우 슬러리의 제조에 사용하기 위한 개선된 유체 조성물의 개발이 크게 요망된다.
요지
본 발명은 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물을 제공한다. 연마재 입자는, 유리 연마재 기계가공 공정에 유용한 작업용(woriking) 슬러리 조성물을 제공하도록 상기 유체 조성물에 분산될 수 있다. 본원에서 사용되는 "작업용 슬러리 조성물" 또는 "작업용 연마재 슬러리"는 상기 유체 조성물 내에 분산된 연마재 입자를 함유하는 임의의 슬러리 조성물이고, 여기서 상기 연마재 입자는 소정의 유리 연마재 기계가공 공정에 적합한 농도로 존재한다. 본 발명의 유체 조성물은 윤활 특성 및 기계가공/절삭 특성이 우수하다. 상기 성분들의 농도는 기계가공 동안 생성물 파단을 최소화하도록 목적하는 용도에 따라 조절될 수 있다. 또한 상기 유체 조성물은 가격 효율적이고, 열 방산 특성이 증진되며, 절삭 후 폐기 방법(post-cutting disposal option)이 더욱 용이하고 덜 제한된다.
한 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하며 상 기 물의 함량이 10용적% 이상인 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 측면에 따른 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 조성물은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 약 15 내지 약 80용적% 및 물 약 20 내지 85용적%를 포함할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 PEG를 약 20 내지 약 75용적%, 약 25 내지 약 70용적%, 약 30 내지 약 65용적%, 약 35 내지 약 60용적%, 또는 약 40 내지 약 55용적% 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 물을 약 25 내지 약 80용적%, 약 30 내지 약 75용적%, 약 40 내지 약 70용적%, 또는 약 50 내지 약 60용적% 포함한다. 상기 물은 탈이온화될 수 있다. 상기 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 점도 개질제는 합성 점토, 천연 점토, Carbopol®, 카복시메틸셀룰로즈, 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검과 같은 통상적인 점도 개질제로부터 선택될 수 있다. 상기 점도 개질제는 점도가 약 5 내지 약 100cPs 범위인 조성물을 제공하도록 첨가될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 약 10용적% 이하 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.1 내지 약 10용적% 함유한다. 상기 조성물은 하나 이상의 활성화제를 추가로 함유할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 하나 이상의 활성화제를 약 5용적% 이하 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.2 내지 약 5용적% 함유한다. 상기 활성화제는 트리에탄올아민 및 아민 보레이트와 같은 통상적인 활성화제로부터 선택될 수 있다. 상기 조성물은 하나 이상의 방청제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방청제는 트리에탄올아민 및 카복실산염과 같은 통상적인 방청제로부터 선택될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 하나 이상의 방청제를 약 0.1 내지 약 5용적% 함유한다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 조성물이 물을 10용적% 이상 함유하도록 폴리에틸렌 글리콜과 물을 혼합하는 단계를 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기에 적합한 유체 조성물의 형성방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 와이어 소우 공정에서 폴리에틸렌 글리콜과 10용적% 이상의 물을 포함하는 유체 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 유체 조성물을 제공하는 단계, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 균질하게 분산시켜 작업용 슬러리를 제조하는 단계, 및 상기 작업용 슬러리를 와이어 소우 공정에 공급하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 10용적% 이상의 물을 포함하는, 와이어 소우에 의한 왕복 절삭(reciprocal cutting)에 사용하기에 적합한 유체 조성물에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 10용적% 이상의 물을 포함하는 유체 조성물을 제공하는 단계, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 균질하게 분산시켜 작업용 슬러리를 제조하는 단계, 및 물을 첨가함으로써 상기 작업용 슬러리의 점도를 왕복 절삭에 요구되는 바와 같이 개질시키는 단계를 포함하는, 와이어 소우 왕복 절삭에 사용하기에 적합한 유체 조성물을 제공하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜, 10용적% 이상의 물, 및 상기 폴리에틸렌 글리콜과 물 속에 균질하게 분산되어 있는 연마재 입자를 포함하는 작업용 슬러리를 기계가공 공정에 공급하는 단계(여기서, 상기 물의 일부 또는 전부는 증발하여 열을 방산시킨다), 및 추가로 열을 방산시키기 위해 기계가공 공정 동안 상기 작업용 유체에 물을 보충하는 단계를 포함하는, 기계가공 공정 동안 열을 방산시키는 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 점도가 1.5배 이상 감소되는 양으로 물이 상기 유체 조성물에 존재하는, 유체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 측면에 따르는 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 점도가 2배 이상, 2배 이상, 2.5배 이상, 3배 이상, 3.5배 이상, 4배 이상, 4.5배 이상, 5배 이상, 5.5배 이상, 6배 이상, 6.5배 이상, 7배 이상, 7.5배 이상, 8배 이상, 8.5배 이상, 9배 이상, 9.5배 이상, 심지어 10배 이상 감소되는 양으로, 물이 상기 유체 조성물에 존재할 수 있다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 고형분 함량 C%로 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 점도가, PEG와 연마재 입자를 고형분 함량 C%로 포함하는 슬러리 조성물에 비해 1.5배 이상 감소되도록 물을 첨가함으로써, 감소되는, 유체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 측면에 따르는 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자와 동일한 그릿(grit) 크기를 가질 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 작은 그릿 크기를 가질 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 큰 그릿 크기를 가질 수 있다. 상기 작업용 슬러리의 점도는, 60용적% 이상의 폴리에틸렌 글리콜 및 연마재 입자를 고형분 20용적%로 포함하는 슬러리 조성물에 비해 2배 이상, 2.5배 이상, 3배 이상, 3.5배 이상, 4배 이상, 4.5배 이상, 5배 이상, 5.5배 이상, 6배 이상, 6.5배 이상, 7배 이상, 7.5배 이상, 8배 이상, 8.5배 이상, 9배 이상, 9.5배 이상, 심지어 10배 이상 적을 수 있다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서, 상기 물이, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 온도가 기계가공 공정 동안 2℃ 이상 감소되는 양으로 상기 유체 조성물에 존재하는, 유체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 측면에 따르는 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 온도가 3℃ 이상, 4℃ 이상, 5℃ 이상, 6℃ 이상, 7℃ 이상, 8℃ 이상, 9℃ 이상, 10℃ 이상, 11℃ 이상, 12℃ 이상, 13℃ 이상, 심지어 14℃ 이상 감소될 수 있다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서, 기계가공 공정 동안, 상기 유체 조성물 내에 고형분 함량 C%로 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 온도가, 고형분 함량 C%로 PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물에 비해 2℃ 이상 적도록 물을 첨가함으로써 감소되는, 유체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 측면에 따르는 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자와 동일한 그릿 크기를 가질 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 작은 그릿 크기를 가질 수 있다. 상기 작업용 슬러리 중의 연마재 입자는, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 큰 그릿 크기를 가질 수 있다. 기계가공 공정 동안 상기 작업용 슬러리의 온도는 60용적% 이상의 폴리에틸렌 글리콜 및 연마재 입자를 고형분 함량 20용적%로 포함하는 슬러리 조성물의 온도에 비해 3℃ 이상, 4℃ 이상, 5℃ 이상, 6℃ 이상, 7℃ 이상, 8℃ 이상, 9℃ 이상, 10℃ 이상, 11℃ 이상, 12℃ 이상, 13℃ 이상, 심지어 14℃ 이상 낮다.
이해되어야 하는 바와 같이, 특정 조성물에 대해 본원에서 지칭되는 용적%는 상기 조성물의 총 용적을 기준으로 한다. 또한, 본원에서 지칭되는 점도 값은 25℃에서 측정된 것이다. 적합하게는, 점도 값은 브룩픽드 스핀들(예: #2 또는 #4)을 사용하여 60rpm에서 측정된다.
본 발명의 기타 양태 및 이점은, 첨부된 도면과 함께, 본 발명의 원리를 오직 예시에 의해 설명하는 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 후술되는 실시예 2의 시험 샘플의 점도 프로파일을 도시한 것이다.
도 2는 후술되는 실시예 3의 시험 샘플의 온도 프로파일을 도시한 것이다.
본 발명에 의해 제공되는 유체 조성물은 와이어 소잉(wire sawing), 초음파 기계가공, 워터젯 절삭 및 샌드블래스팅을 포함하는 각종 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기에 적합하다. 이러한 방법은 규소, 반도체 물질(예: 사파이어, GaAs, InP 및 SiC), 광학 물질(예: 석영 유리 및 수정) 및 단단하고 깨지기 쉬운 물질(예: 세라믹)을 비제한적으로 포함하는 각종 물질을 절삭 및 기계가공하는 데 사용될 수 있다. 하기 기재는 제한시킨다는 의미라기보다는 예시용으로 간주되어야 한다. 예를 들면, 물질 및 농도의 특정한 조합이 제공되면, 이러한 물질 및 농도의 조합은 와이어 소우 절삭을 기준으로 하지만, 이는 다른 형태의 유리 연마재 기계가공 공정을 위해, 및 각종 물질들의 절삭 및 기계가공을 위해 적합하게 개질될 수 있다.
퍼센트가 본원에서 각종 성분들의 백분율을 지칭하는 경우, 별도의 언급이 없는 한, 모든 퍼센트는 용적%를 지칭하며, 상기 농축된 슬러리 조성물의 총 용적을 기준으로 한다.
본 발명의 유체 조성물은 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함한다. 유리 연마재 기계가공 슬러리에 적합한 임의의 통상적인 수용성 글리콜이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 이들 글리콜은 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 에틸렌 글리콜 및 폴리옥시에틸렌 글리콜을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 한 가지 양태에서, 상기 글리콜은 PEG이다.
상기 수용성 글리콜은 상기 유체 조성물의 총 용적을 기준으로 하여, 일반적으로 약 15 내지 약 80용적%의 양으로 상기 유체 조성물에 함유된다. 몇몇 양태에서, 상기 유체 조성물은 글리콜을 약 20 내지 약 75용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 25 내지 약 70용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 30 내지 약 65용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 35 내지 약 60용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 40 내지 약 55용적% 함유한다.
상기 유체 조성물은 물을 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서, 탈이온수가 사용되며, 이는 매우 낮은 전도도를 갖는다. 탈이온수를 사용하면 상기 슬러리의 전도도가 낮게 유지되는 것을 보조할 것이여 대부분의 와이어 소우로 사용되는 와이어 파단 알람 시스템을 간섭하지 않는 것으로 사료된다.
상기 유체 조성물에 물을 첨가하면 상기 유체 조성물의 점도가 변경되므로, 상기 유체 조성물에 함유된 물의 양은 목적하는 점도를 제공하도록 선택될 수 있다. 몇몇 양태에서, 물은, 상기 유체 조성물에 와이어 소우를 사용하는 얇은 웨이퍼 슬라이싱에 적합한 점도를 부여하는 양으로 상기 유체 조성물에 첨가된다. 몇몇 양태에서, 물은, 250㎛ 이하와 같은 얇은 웨이퍼를 슬라이싱하는 경우 잠재적인 웨이퍼 파단을 효과적으로 감소시키거나 최소화하는 양으로 상기 유체 조성물에 함유된다.
특히, 수용성 글리콜(예: PEG)을 주로 함유하는 통상적인 수용성 슬러리 조성물은 높은 점도를 가지며, 이로 인해 상기 웨이퍼에 대한 항력이 증가된다. 본 발명의 유체 조성물은 통상적인 수용성 글리콜에 비해 감소된 점도를 제공한다. 예를 들면, 통상적인 PEG 슬러리와 본 발명의 유체 조성물이 둘 다 동일한 고형분 농도에서 동일한 연마재 입자를 함유하는 경우, 이들을 비교하면, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리의 점도가 더 낮다. 추가로, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리가, 통상적인 슬러리에서 사용되는 그릿 크기보다 더 미세한 그릿 크기를 갖는 연마재 입자를 함유하는 경우에도, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리가 여전히 더 낮은 점도를 갖는다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리는 통상적인 슬러리에 비해 1.5배 이상 낮은 점도를 가지며, 몇몇 양태에서 10배 이하 낮은 점도를 갖고, 여기서, 동일한 형태의 연마재 입자는 동일한 고형분 함량으로 사용되며, 본 발명의 유체 조성물 내에 분산된 연마재 입자의 그릿 크기는 통상적인 슬러리 내에 분산된 입자의 그릿 크기보다 크거나 동일하거나 더 작다. 예를 들면, 통상적인 슬러리는 일반적으로 약 200 내지 300cp 범위의 점도를 갖는다. 본 발명의 슬러리는 약 30cp 이하, 40cp 이하, 50cp 이하, 60cp 이하, 70cp 이하, 80cp 이하, 90cp 이하, 120cp 이하 또는 150cp 이하 정도로 낮은 점도를 가질 수 있다. 본 발명의 슬러리는 적합하게는 30 내지 150cp, 또는 30 내지 100cp의 점도를 가질 수 있다.
추가로, 본 발명의 유체 조성물로 형성된 슬러리를 사용하여 유리 연마재 기계가공을 수행하는 경우, 본 발명의 유체 조성물로 형성된 슬러리는 기계가공이 진행됨에 따라 통상적인 슬러리보다 더 낮은 점도를 더욱 양호하게 제공할 수 있다. 이러한 낮은 점도는, 고형분 침전을 일으키지 않으면서 제공된다.
상기 유체 조성물에 물을 첨가함으로써, 기계가공 공정 동안 열 방산이 추가로 보조될 수 있다. 몇몇 양태에서, 물은 와이어 소우 절삭 동안 열 방산에 효과적으로 기여하는 양으로 상기 유체 조성물에 첨가된다. 와이어 소우가 가공물을 절삭함에 따라, 물은 절삭 영역에서 증발하며, 이로써 열이 분산되고 상기 가공물에 대한 열 관련 응력이 감소된다. 물이 증발됨에 따라, 이는 필요에 따라 용이하게 보충될 수 있다. 가공물 및 절삭 피스에 대한 열 관련 응력을 감소시킴으로써, 절삭 동안 절삭 피스의 휨 및 파단이 감소될 것이다.
예를 들면, 통상적인 슬러리가 기계가공 공정 동안 불량하고 기껏해야 적절한 열 방산을 제공하는 반면, 본 발명의 유체 조성물은, 작업용 슬러리의 제조에 사용되는 경우 열 방산을 증대시킨다. 몇몇 양태에서, 통상적인 슬러리와 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리가 유사한 조건하에 기계가공 공정에서 사용되는 경우, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리는 PEG를 사용하여 형성된 통상적인 슬러리보다 2℃ 이상 낮고 14℃ 이하 더 낮은 공정 온도를 제공한다. 예를 들면, 기계가공 공정에서 통상적인 슬러리를 사용하는 경우, 상기 슬러리는 일반적으로 실온(22℃)에서 상기 공정에 첨가된다. 상기 공정 동안, 통상적인 슬러리는 36℃ 정도로 높은 온도에 도달할 수 있다. 몇몇 공정에서, 냉각기를 사용하여 시스템으로부터 열을 취하고, 이러한 공정 동안, 통상적인 슬러리의 온도는 몇몇 경우 약 28 내지 30℃로 유지될 수 있다. 그러나, 심지어 냉각기를 사용하는 경우에도, 통상적인 슬러리의 온도는 때로는 공정 동안 36℃에 도달할 수 있다. 따라서, 통상적인 슬러리의 온도는 상기 공정 동안 최대 14℃까지 증가될 수 있다. 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리가 사용되는 기계가공 공정 동안, 상기 슬러리가 실온(22℃)에서 상기 공정에 첨가되는 경우, 상기 슬러리의 온도는 실온의 약 5℃ 내에서 유지될 수 있으며, 몇몇 양태에서 약 4℃ 내에서 유지될 수 있고, 몇몇 양태에서 약 3℃ 내에서 유지될 수 있고, 몇몇 양태에서 약 2℃ 내에서 유지될 수 있고, 몇몇 양태에서 약 1℃ 내에서 유지될 수 있다. 특정 양태에서, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 형성된 슬러리의 온도는 공정 동안 실온(22℃)에서 유지된다.
본 발명에 따라, 상기 유체 조성물은 물을 약 20 내지 약 85용적% 함유한다. 몇몇 양태에서, 상기 유체 조성물은 물을 약 25 내지 약 80용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 물을 약 30 내지 약 75용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 물을 약 40 내지 약 70용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 물을 약 50 내지 약 60용적% 함유한다.
상기 유체 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 추가로 포함할 수 있다. 연마재 슬러리에서 사용하기 위한 임의의 통상적인 점도 개질제, 예를 들면, 합성 점토, 천연 점토, Carbopol®(이는 카보머로도 지칭되며, 화학식 C3H4O2를 갖는다), 카복시메틸셀룰로즈, 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검이 사용될 수 있으며다. 본 발명의 실시에 유용한 합성 점토의 한 가지 예는 Laponite®, 합성 층상 실리케이트(수화 규산나트륨리튬마그네슘)이다. 상기 점도 개질제는 유체 조성물의 점도를 목적하는 바에 따라 변경시키는 양으로 첨가할 수 있다.
첨가되는 경우, 하나 이상의 점도 개질제는 상기 유체 조성물에 약 10용적% 이하의 양으로 함유될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 약 5용적% 이하 함유하고, 몇몇 양태에서 약 1용적% 이하 함유한다. 다른 양태에서, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 약 0.1 내지 약 10용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.2 내지 약 5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.3 내지 4용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.3 내지 약 2용적% 함유한다.
상기 유체 조성물은 하나 이상의 활성화제를 추가로 포함할 수 있다. 연마재 슬러리에서 사용하기 위한 임의의 통상적인 활성화제가 사용될 수 있으며, 이는, 예를 들면, 아민 보레이트 및 트리에탄올아민이다. 상기 활성화제는 일반적으로 점도 개질제와 함께 사용되지만, 점도 개질제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 상기 활성화제는 일반적으로 상기 점도 개질제가 상기 유체 중의 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가된다. 이러한 매트릭스는 상기 유체의 항복 응력 또는 전체 동점도를 증가시킬 것이다. 트리에탄올아민과 같은 다수의 활성화제는 부식 억제제와 같은 추가의 이점을 제공하며, 상기 점도 개질제의 활성화에 필요한 양보다 과량으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 활성화제가 약 5용적% 이하 첨가된다. 이들 다관능성 활성화제는 추가의 이점이 요구되는 경우 점도 개질제 없이 사용될 수 있다.
상기 유체 조성물은 살진균제를 추가로 포함할 수 있다. 유리 연마재 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 살진균제가 사용될 수 있다. 상기 살진균제는 일반적으로 진균 성장을 최소화하거나 억제하기에 효과적인 양으로 첨가된다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살진균제가 약 2용적% 이하 첨가된다.
박테리아 성장을 억제하기 위해, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 살생물제를 추가로 함유할 수 있다. 몇몇 살생물제는 진균 성장을 추가로 억제할 수 있다. 이들 살생물제는 유리 연마재 기계가공 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 살생물제로부터 선택될 수 있으며, 예를 들면, Bioban™ P-148, Grotan®, Kathon®, 금속 오마딘 또는 글루타르알데히드이다. Bioban™ P-148은 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)로부터 입수할 수 있으며, 2가지 활성 성분 4-(2-니트로부틸)-모르폴린 및 4,4'-(2-에틸-2-니트로트리메틸렌)디모르폴린을 함유한다. Grotan®은 2-[3,5-비스(2-하이드록시에틸)-1,3,5-트리아지난-1-일]에탄올이고, 화학식 C9H21N3O3을 갖는다. Kathon®은 2-옥틸티아졸-3-온이고 화학식 C11H19NOS을 갖는다. 살생물제는 박테리아 성장을 최소화하거나 억제하는 데 효과적인 양으로 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있고, 몇몇 양태에서 상기 살생물제는 추가로 진균 성장을 최소화하거나 억제할 수 있다. 몇몇 양태에서, 살생물제 혼합물이 박테리아 성장과 진균 성장 둘 다를 억제하는 데 사용된다.
첨가되는 경우, 하나 이상의 살생물제는 약 2용적% 이하의 양으로 상기 유체 조성물에 함유된다. 몇몇 양태에서, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 살생물제를 약 0.05 내지 약 2용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.06 내지 약 1.5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.07 내지 약 1용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.08 내지 약 0.5용적% 함유한다.
유리 연마재 기계가공 부품(예: 와이어 및 와이어 소우)의 부식을 억제하기 위해, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 방청제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 방청제는 유리 연마재 기계가공 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 방청제(예: 트리에탄올아민, 아민 보레이트, 트리아졸, 규산염 또는 카복실산염)를 포함할 수 있다. 상기 방청제는 부식을 효과적으로 억제하는 양으로 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함될 수 있다.
첨가되는 경우, 하나 이상의 방청제는 약 5용적% 이하의 양으로 상기 유체 조성물에 포함된다. 몇몇 양태에서, 상기 유체 조성물은 하나 이상의 방청제를 약 0.1 내지 약 5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.2 내지 약 4용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.3 내지 약 3용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.4 내지 약 2용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.5 내지 약 1용적% 함유한다.
한 가지 양태에서, 상기 유체 조성물은 물 약 20 내지 약 85용적%, PEG 약 15 내지 약 80용적%, 및 임의로 점도 개질제, 활성화제, 살진균제, 살생물제 및 방청제 중의 하나 이상을 포함한다. 예를 들면, 한 가지 양태에서, 상기 유체 조성물은 물 약 20 내지 약 85용적%, PEG 약 15 내지 약 80용적%, 점도 개질제 약 0.1 내지 약 10용적%, 활성화제 약 0.2 내지 약 5용적%, 살진균제 약 0.1 내지 약 2용적%, 살생물제 약 0.05 내지 약 2용적% 및 방청제 5용적% 이하를 함유한다. 예시ㅈ적인양태에서, 상기 유체 조성물은 물 약 53용적%, PEG 약 44.5용적%, 합성 점토 약 0.4용적%, 활성화제 약 1.1용적%, 살진균제 약 0.4용적%, 살생물제 약 0.1용적% 및 방청제 약 0.5용적%를 포함한다.
본 발명은 연마재 슬러리의 제조에 사용하기에 적합한 유체 조성물의 제조방법을 추가로 포함한다. 상기 방법은 하나 이상의 수용성 글리콜을 물과 혼합하여 유체 조성물을 제공하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에 따라, 하나 이상의 수용성 글리콜 약 15 내지 약 80용적%를 물 20 내지 약 85용적%와 혼합하여 유체 조성물을 형성시킨다. 특정 실시양태에서, 수용성 글리콜은 PEG이다.
몇몇 양태에서, 상기 방법은 글리콜 및 물에 하나 이상의 점도 개질제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명의 방법에 따라, 하나 이상의 점도 개질제가 약 5용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 상기 방법은 상기 글리콜 및 물에 하나 이상의 활성화제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 활성화제는 점도 개질제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 활성화제가 약 3% 이하 첨가된다. 몇몇 양태에서, 활성화제는 목적하는 점도를 제공하기 위해 점도 개질제를 활성화시키는 양으로 첨가되고, 본 발명의 방법은 하나 이상의 점도 개질제와 함께 하나 이상의 활성화제를 첨가하는 단계를 포함한다. 상기 하나 이상의 활성화제는 상기 점도 개질제가 상기 유체 중의 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가될 수 있으며, 상기 매트릭스는 항복 응력 또는 상기 유체의 전체 동점도를 증가시키는 작용을 한다.
몇몇 양태에서, 상기 방법은 글리콜 및 물에 하나 이상의 살진균제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 살진균제는 점도 조절제 및/또는 활성화제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 일반적으로 상기 살진균제는 진균 성장을 최소화하고 조절하는 데 효과적인 양으로 첨가된다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살진균제가 약 2용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 상기 방법은 글리콜 및 물에 하나 이상의 살생물제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 살생물제는 점도 조절제, 활성화제 및/또는 살진균제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 일반적으로 상기 살생물제는 박테리아 성장을 최소화하고 조절하는 데 효과적인 양으로 첨가된다. 몇몇 살생물제는 추가로 진균 성장을 최소화하거나 억제하는 데 효과적이므로, 이러한 상황에서, 진균 성장을 최소화하거나 억제하기 위해 하나 이상의 살진균제를 첨가할 필요 없이, 진균 성장과 박테리아 성장 둘 다를 효과적으로 최소화하고 억제하기 위해 하나 이상의 살생물제가 첨가될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살생물제가 약 2용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 상기 방법은 글리콜 및 물에 하나 이상의 방청제를 첨가하는 단계를 포함한다. 상기 방청제는 점도 개질제, 활성화제, 살진균제 및/또는 살생물제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 일반적으로 상기 방청제는 부식을 억제하기에 효과적인 양으로 첨가된다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 방청제가 약 5용적% 이하 첨가된다.
이어서, 이와 같이 형성된 유체 조성물을 소비자에게 전달할 수 있다. 사용자가 상기 유체 조성물을 유리 연마재 기계가공 공정용으로 사용하고자 하는 경우, 상기 사용자는 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 간단하게 첨가하고 분산시켜 작업용 연마재 슬러리를 제공한다. 사용자는 간단한 계산에 의해 생성된 슬러리의 목적하는 고형분 농도를 기준으로 하여, 상기 유체 조성물에의 연마재 입자의 첨가량을 결정할 수 있다. 일반적으로, 작업용 와이어 소우 슬러리 중의 목적하는 고형분 농도는 상기 작업용 와이어 소우 조성물의 총 용적을 기준으로 하여 약 20 내지 28용적%의 범위이다. 따라서, 당업자는 목적하는 작업용 슬러리를 수득하기 위해 상기 유체 조성물에 첨가해야 하는 연마재 입자의 양을 용이하게 결정할 수 있다. 임의의 통상적인 연마재 입자가 본 발명의 유체 조성물에 첨가되어 상기 조성물 내에 분산될 수 있으며, 이는 탄화규소(SiC), 다이아몬드 및 탄화붕소(B4C)를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 따라서, 본 발명의 유체 조성물을 사용하여 적합한 양과 형태의 연마재 입자를 첨가함으로써 임의의 목적하는 고형분 함량과 특정한 특성을 갖는 연마재 슬러리 조성물을 형성할 수 있다.
본 발명의 유체 조성물은 통상적인 유체 조성물보다 함수량이 더 높다. 이와 같이 높은 함수량은 다수의 이점을 제공한다. 목적하는 점도를 갖는 조성물을 제공하는데 필요한 글리콜의 양이 감소되는데, 이는 추가의 물이 이러한 목적에 맞는 글리콜의 일부를 대체하여 사용될 수 있기 때문이다. 글리콜은 고가의 물질이므로, 상기 유체 조성물에 존재하는 글리콜의 양이 감소하면 비용이 절감된다. 상기 유체 조성물에서 글리콜의 양이 감소하면 글리콜 폐기와 관련된 문제의 영향이 추가로 감소된다. 예를 들면, 폐기 제한으로 인해, 사용된 슬러리의 폐기 전에 사용된 슬러리 조성물에서 글리콜의 일부 또는 전부를 제거할 필요가 종종 있다. 본 발명의 조성물은 소량의 글리콜을 함유하기 때문에, 이러한 제거 또는 세정 단계가 축소되고 때로는 완전히 제거될 수 있다. 추가로, 물은 우수한 열 방산제이므로, 본 발명의 유체 조성물에서 물을 높은 함량으로 사용함으로써 열 방산을 증진시킨다. 증진된 열 방산으로 인해, 개선된 절삭 및 기계가공 기하 형태가 제공되고 휨이 감소함으로써, 상기 슬러리의 절삭 성능이 개선된다. 또한, 글리콜은 기계가공하는 동안 가공물에 대해 항력을 증가시키는 경향이 있으며, 이로써 기계가공된 절삭 피스가 파단될 수 있다. 상기 유체 조성물에 더욱 다량의 물과 더욱 소량의 글리콜을 제공함으로써, 상기 유체 조성물의 점도와 상기 웨이퍼에 대한 항력이 감소됨으로써 기계가공된 절삭 피스의 파단이 감소된다.
추가로, 본 발명에 따라 물을 첨가함으로써 제공된 점도 감소에 의해, 왕복 와이어 이동(reciprocal wire motion)이 가능하게 될 있는 것으로 밝혀졌다. 현재, 예를 들면, 태양전지 산업에서, 현재 입수 가능한 유체 조성물의 높은 점도로 인해, 단방향 와이어 이동이 요구된다. 본 발명에 따르는 유체 조성물의 점도를 감소시킴으로써 왕복 절삭이 가능하며, 이에 따라, 요구되는 와이어 사용이 감소할 것이다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명되나, 이는 어떤 방식으로든 제한을 가하는 것으로 간주되어서는 안된다. 본 출원 전반에 걸쳐서 인용된 모든 인용 문헌(참조 문헌, 허여된 특허, 공개된 특허원 포함)의 내용은 본원에 명시적으로 참조 인용되어 있다. 본 발명의 실시는 별도의 언급이 없는 한 당해 기술분야의 기술 범위에 있는 통상의 기술을 사용한다. 이러한 기술은 문헌에 상세하게 설명되어 있다.
실시예 1
51.67용적%의 물, 47.11용적%의 PEG, 0.26용적%의 Laponite, 1.1용적%의 아민 보레이트, 0.1용적%의 바이오반 P-1487 및 0.54용적%의 트리에탄올아민을 혼합하여 유체 조성물을 제조하였다. 생성된 용액을 JIS1200 탄화규소와 혼합하여 고형분 농도 24용적%의 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리는 하기 특징을 갖는다,
밀도: 1.569g/ml
점도: 48.1cPs 및 60rpm에서 브룩필드 스핀들 #2에 의해 측정됨.
전도도: 50.2㎲
pH: 9.05
상기 슬러리를 사용하여 와이어 소우에서 125mm×125mm 다결정질 잉곳(ingot)을 250㎛ 두께의 웨이퍼로 되도록 슬라이싱하였다.
실시예 2
3개의 통상적인 탄화규소 슬러리(이후, "통상적인 슬러리"라고 함)를 표 1에 제시한 바와 같이 제조하였다. 상기 슬러리들은 고형분 22용적%에서 폴리에틸렌 글리콜(PEG200)을 사용하여 제조하였다. 상기 각각의 슬러리는 탄화규소 그릿크기가 상이하게 제공된다(JIS 800, JIS 1200 및 JIS 1500).
실시예 1에 나타낸 수성 슬러리 조성물에 탄화수소를 첨가함으로써 제4의 탄화규소 슬러리 조성물(이후, "본 발명의 슬러리"라고 함)을 제조하였다. 그릿 크기 JIS 1200을 갖는 탄화규소를 상기 수성 슬러리 조성물에 첨가하여 고형분 22용적%를 갖는 작업용 슬러리 조성물을 제조하였다.
상기 슬러리들의 점도는 60rpm에서 점도계 #2 스핀들을 사용하여 측정하였다. 이들 점도는 표 1에 나타내었다.
통상적인 슬러리의 점도, 및 수성 슬러리를 사용하여 제조된 슬러리의 점도 비교
고형분 22용적%에서 PEG200을 갖는 통상적인 슬러리의 점도
탄화규소 그릿 크기 점도, cps
JIS 800 284
JIS 1200 307
JIS 1500 336
고형분 22용적%에서 수성 슬러리 조성물을 사용하여 제조된 작업용 슬러리의 점도
탄화규소 그릿 크기 점도, cps
JIS 1200 71
명백하게 나타난 바와 같이, 본 발명의 슬러리의 점도는 통상적인 슬러리의 점도보다 훨씬 낮다. 특히, 본 발명의 슬러리의 점도는 동일한 고형분 함량에서 PEG200을 사용하는 통상적인 슬러리의 점도보다 4배 이상 더 낮다. 이러한 낮은 점도 수준에서도, 본 발명의 슬러리는 고형분 침전을 방지할 수 있다.
이어서, 탄화규소 그릿 크기 JIS800을 갖는 표 1에 나타낸 슬러리 조성물을 와이어 소우 작업에서 사용하여 규소 잉곳을 슬라이싱하며, 상기 작업 동안 점도 프로파일을 측정하였다. 본 발명에 따르는 수성 슬러리 조성물을 사용하여 형성한 작업용 슬러리(표 1, 탄화규소 그릿 크기 JIS 1200)를 또한 와이어 소우 작업에서 사용하며, 상기 작업 동안 점도 프로파일을 측정하였다. 상기 2개의 슬러리에 대한 점도 프로파일을 도 1에 나타내었다.
본 발명의 슬러리와 통상적인 슬러리들은 동일한 고형분 함량을 갖는다. 본 발명의 슬러리는 통상적인 슬러리에 비해 훨씬 낮은 점도를 나타낸다. 본 발명의 슬러리에 의해 제공되는 낮은 점도는 고형분 침전을 일으키지 않았다. 이러한 비교적 낮은 점도는 와이어에 대한 항력을 감소시킴으로써 얇은 웨이퍼의 파단을 감소시킬 것으로 예측된다.
실시예 3: 작업 온도 평가
실시예 2에 나타내고 도 1에서 언급된 2개의 슬러리(즉, 수분 함량을 갖는 "본 발명의 슬러리" 및 고함량의 PEG를 갖는 "통상적인 슬러리")를 사용하여, 태양 웨이퍼 전지용 125mm 사각형 규소 잉곳을 ETCH CT 와이어소우를 사용하여 절삭하였다.
본 발명의 슬러리는 통상적인 슬러리에 비해 더욱 많은 열을 방산시키는 것으로 나타났다. 결과는 도 2에 도시하였다. 상기 2개 슬러리는 절삭 전에 실온에서 제공되며 동일한 수행 조건하에 수행된다. 공정 전반에 걸쳐, 동일한 수행 조건(예를 들면, 와이어 속도 및 절삭율)하에, 본 발명의 슬러리는 통상적인 슬러리에 비해 3 내지 4℃ 더 낮다. 추가로, 통상적인 슬러리는 상기 절삭 공정 동안 5℃ 이상까지 최고 온도로 증가하는 반면, 본 발명의 슬러리는 상기 절삭 공정 전반에 걸쳐서 약 2℃ 이내로 유지된다. 본 발명의 슬러리에 의해 제공되는, 감소된 온도 프로파일은 웨이퍼에 대한 열 응력을 감소시킬 수 있으며, 이로써 웨이퍼의 휨이 보다 감소되고 얇은 웨이퍼에 대한 파단율 또는 균열율도 감소될 것이다.
본 발명의 다수의 실시양태가 기술되어 있으나, 본 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 기타 실시양태 및/또는 수정, 조합 및 치환이 가능하며, 이들이 모두 상기 기술된 발명의 범위 및 요지 내에 있음을 명백히 알 것이다.

Claims (29)

  1. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하며 물을 10용적% 이상 포함하는, 유리 연마재(loose-abrasive) 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 약 15 내지 약 80용적% 및 물 약 20 내지 85용적%를 포함하는, 유체 조성물.
  3. 제1항에 있어서, PEG를 약 20 내지 약 75용적% 포함하는, 유체 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 물이 탈이온화되는, 유체 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 하나 이상의 점도 개질제를 추가로 포함하는, 유체 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 점도 개질제가 합성 점토, 천연 점토, Carbopol®, 카복시메틸셀룰로즈, 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검으로부터 선택되는, 유체 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 점도 개질제가 점도가 약 5 내지 약 100cPs 범위인 조 성물이 제공되도록 첨가되는, 유체 조성물.
  8. 제5항에 있어서, 하나 이상의 점도 개질제를 약 10용적% 이하 함유하는, 유체 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 하나 이상의 활성화제를 추가로 포함하는, 유체 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 활성화제가 트리에탄올아민 및 아민 보레이트로부터 선택되는, 유체 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 하나 이상의 활성화제를 약 5용적% 이하 함유하는, 유체 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 하나 이상의 방청제를 추가로 포함하는, 유체 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 방청제가 트리에탄올아민 및 카복실산염으로부터 선택되는, 유체 조성물.
  14. 조성물이 물을 10용적% 이상 함유하도록 폴리에틸렌 글리콜과 물을 혼합하는 단계를 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기에 적합한 유체 조성물의 형성방법.
  15. 제1항에 따르는 유체 조성물을 제공하는 단계,
    상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 균질하게 분산시켜 작업용(woriking) 슬러리를 제조하는 단계, 및
    상기 작업용 슬러리를 와이어 소우(wire saw) 공정에 공급하는 단계를 포함하는, 와이어 소우 공정에서 제1항에 따르는 유체 조성물을 사용하는 방법.
  16. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하며 상기 물의 함량이 10% 이상인, 와이어 소우에 의한 왕복 절삭(reciprocal cutting)에서 사용하기에 적합한 유체 조성물.
  17. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하며 물을 10용적% 이상 포함하는 유체 조성물을 제공하는 단계,
    상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 균질하게 분산시켜 작업용 슬러리를 제조하는 단계, 및
    물을 첨가함으로써 상기 작업용 슬러리의 점도를 왕복 절삭에 요구되는 점도로 개질시키는 단계를 포함하는, 와이어 소우 왕복 절삭에 사용하기에 적합한 유체 조성물의 제공방법.
  18. 폴리에틸렌 글리콜, 10용적% 이상의 물, 및 상기 폴리에틸렌 글리콜과 물 속 에 균질하게 분산되어 있는 연마재 입자를 포함하는 작업용 슬러리를 기계가공 공정에 공급하는 단계(여기서, 상기 물의 일부 또는 전부는 증발하여 열을 방산시킨다), 및 추가로 열을 방산시키기 위해, 기계가공 공정 과정에서 상기 작업용 유체에 물을 보충하는 단계를 포함하는, 기계가공 공정 동안 열을 방산시키는 방법.
  19. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서,
    상기 물이, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 점도가 2배 이상 감소되는 양으로 상기 유체 조성물에 존재하는, 유체 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 상기 점도가 3배 이상 감소되는, 유체 조성물.
  21. 제19항에 있어서, 상기 점도가 10배 이상 감소되는, 유체 조성물.
  22. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서,
    연마재 입자를 상기 유체 조성물 내에 고형분 함량 20용적%로 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 점도가, PEG와 연마재 입자를 고형분 함량 20용적%로 포함하는 슬러리 조성물에 비해 2배 이상 감소되도록, 물을 첨가함으로써 감소되 는, 유체 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 작업용 슬러리 중의 연마재 입자가, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자와 동일한 그릿(grit) 크기를 갖는, 유체 조성물.
  24. 제22항에 있어서, 작업용 슬러리 중의 연마재 입자가, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 작은 그릿 크기를 갖는, 유체 조성물.
  25. 제22항에 있어서, 작업용 슬러리 중의 연마재 입자가, PEG와 연마재 입자를 포함하는 슬러리 조성물 중의 연마재 입자보다 큰 그릿 크기를 갖는, 유체 조성물.
  26. 제22항에 있어서, 작업용 슬러리의 점도가, PEG와 연마재 입자를 고형분 함량 20용적%로 포함하는 슬러리 조성물보다 4배 이상 낮은, 유체 조성물.
  27. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서,
    상기 물이, 상기 유체 조성물 내에 연마재 입자를 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 온도가 기계가공 공정 동안 2℃ 이상 감소되는 양으로 상기 유체 조 성물에 존재하는, 유체 조성물.
  28. 제27항에 있어서, 상기 온도가 8℃ 이상 감소되는, 유체 조성물.
  29. 폴리에틸렌 글리콜과 물을 포함하는, 유리 연마재 기계가공 슬러리의 제조에 사용하기 위한 유체 조성물로서,
    기계가공 공정 동안, 연마재 입자를 상기 유체 조성물 내에 고형분 함량 20용적%로 분산시킴으로써 형성된 작업용 슬러리의 온도가, PEG와 연마재 입자를 고형분 함량 20용적%로 포함하는 슬러리 조성물의 온도에 비해 2℃ 이상 감소되도록 물이 첨가됨으로써 감소되는, 유체 조성물.
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