TW201125967A - Water-soluble cutting liquid for silicon ingot slice - Google Patents

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201125967 lpll 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種切削矽錠時使用的水溶性切削 液。 【先前技術】 使用線鑛（wire saw)來進行;ε夕鍵:的切削加工時，於 使用自先前以來所使用的切削液的情況，由於石夕疑為硬質 或切削液的潤滑性不足，故而晶圓的表面精度不充分。另 外，矽錠的切削加工中由於循環使用切削液，故而可列舉 起泡等缺點。 水溶性切削液例如提出有由丙二醇等多元醇、芳香族 多元羧酸鹽（間笨二曱酸三乙醇胺鹽等）、聚乙二醇等烷二 醇的環氧烷加成物及水所構成的組成物（參照專利文獻 另外，為了減少引火的危險性，提高冷卻效率，而提 高比熱高的水的含有率，因此存在切割加X裝置中使用的 金屬或線腐飯劣化的問題。 上述問題的對策已開發出藉由調配胺系化合物而抑制 腐餘的f溶性域液（參照專利文獻2)。 應 題 方面’為了抑制水與㈣反射的氫氣產生，而 2 =調配有用以將切削時產生的賴粉末氧化的氧化劑 =3=液（參照專利文獻3)。但是，雖水與石夕的反 ‘、。 彳，但存在腐蝕加工裝置或固定研磨粒線的問 4 201125967 、另外’切削加工令，通常以線與被加工物的石夕錠的冷 卻肩/月及被加工面的清潔化等為目的而一邊將切削 液仏、:’《至加工指-邊進行加玉但循環使用該切削液時 會起泡’切舰或其泡溢“污朗圍。其對策可列舉將 消泡劑添加於儲㈣中的方法、或於賴出⑽位塗附消 泡劑的方法等’但未獲得充分的效果。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2〇06_96951號公報 [專利文獻2]日本特開2005-15617號公報 [專利文獻3]日本特開2006-88455號公報 【發明内容】 因此本發明的目的在於提供一種水溶性切削液， 於矽錠的切削步驟中，與先前品相比潤滑性優異，可提‘ 切削加工效率，並且不會產生切削液的循環使用中的= 等問題’另外對加X裝置的金屬部分或線的耐腐餘性’ 好，且可抑制由水與矽的反應所引起的氫產生。 又 本發明者們為了達成上述目的而進行研究，处 士路B日。 、、、°禾建成 即，本發明為：矽錠切片用水溶性切削液，其特 於包含碳數（包括羰基的碳）為4〜1〇的一元或乂 _匕在 族幾·酸（Α)、及第一解離段的酸解離常數與第二解離a肪 酸解離常數的差ApKa在特定範圍内的多元有機酸（b)， 者該有機酸（B)的鹽（B，）作為必需成分；石夕乾切片^ 201125967 mipii 製造方法，其包括使用該矽錠切片用水溶性切削液，利用 固定研磨粒線來切割矽錠的步驟；矽晶圓’其是使用矽錠 切片用水溶性切削液來切割矽錠而製造；以及電子材料， 其是使用該矽晶圓而製造。 [發明的效果] 本發明的水溶性切削液於矽錠的切削步驟中，與先前 品相比潤滑性優異，因此可提高切削加工效率。 另外，由於由水與石夕的反應所引起的引火性的氫產生 得到抑制，故而安全性優異。並且，由於上述水溶性切削 液為低泡性，故而不會產生循環使用中的起泡等問題。 【實施方式】 本發明的石夕旋切片用水溶性切削液的特徵在於：包含 具有特定碳數的脂肪族羧酸（A)、具有特定ApKa的多元 有機酸（B)作為必需成分。 作為本發明矽錠切片用水溶性切削液的必需成分的堆 肪族舰（A)的包括縣的碳的碳數通常為4〜1〇，較佳 為6〜10。當上述碳數為3以下時潤滑性不充分，當上 述碳數為11以上時，於水中的轉性降低。 月旨：族羧酸(A)的元數為—元或二元，較佳為二元。 不：:⑷為脂肪族飽和舰或脂肪族 不飽和舰’較佳為㈣_和驗。 肪族=羧酸(A)的具體例可列舉脂肪族單羧酸或脂 脂肪族單羧酸可列舉 •丁酸（butyric acid )、戊酸 6 201125967 (valerianic acid )、己酸（caproic acid )、庚酸（enanthic acid)、辛酸（caprylic acid)、壬酸（pelargonic acid)、癸 酸（capric acid )、丁稀酸（crotonic acid )、異 丁婦酸 (isocrotonic acid )、山裂酸（sorbic acid )、4-癸烯酸 (obtusilic acid)、癸烯酸（caproleic acid)等。 脂肪族二羧酸可列舉：己二酸（adipic acid)、庚二酸 (pimelic acid)、辛二酸（suberic acid)、壬二酸（azelaic acid )、癸二酸（sebacic acid )、曱基順丁 烯二酸（citraconic acid)、曱基反丁烯二酸（mesaconic acid)、亞曱基丁二酸 (methylene succinic acid)、烯丙基丙二酸（allyl malonic acid)、亞異丙基丁二酸、2,4-己二烯二酸等。 脂肪族叛酸（A)中’就潤滑性與抑泡性的觀點而言， 較佳為脂肪族二羧酸，更佳為壬二酸、癸二酸。 本發明的切削液亦有在使用前以水或水混合性有機溶 劑進一步稀釋的情況，相對於切削液，使用時的切削中的 脂肪族羧酸（A)的含量通常為0.01重量百分比（wt%) 〜10 wt%，較佳為 0.01 wt%〜5 wt%，更佳為 〇 01 wt% ° 當上述含量小於0.01 wt%時，潤滑性不充分，若超過 10 wt%，則抑泡性不充分。 作為本發明矽錠切片用水溶性切削液的另一必需成分 的多元有機酸（B)是第一解離段的酸解離常數與第二解 離段的酸解離常數的差ApKa在特定範圍内的多元有機 酸。 7 201125967 即，本發明的多元有機酸（B)的下述數式（1)所表 示的ApKa為0.9〜2.3。 △pKa= (pKa2) (pKai) (1) 此處’當將作為η元酸的有機酸（B)表示為HnA時， 將成為Hn-iA + H+的第一解離段的酸解離常數表示為 pKai，且將成為Hn_2A+H+的第二解離段的酸解離常數表 示為pKa2。其差為ApKa。 此外’其中的酸解離常數pKai、pKa2表示水溶液中的 化合物的解離常數的倒數的對數值，pKa例如記載於「化 學便覽基礎編II改訂4版」[1993年，丸善（股）]第317 〜321頁。可使用該表的值來算出。 有機酸（B)的ApKa通常為0.9〜2_3，較佳為1.4〜 2.2。 ^當上述APKa小於0.9時，由水與矽的反應所引起的 氳產生的抑制不充分，若超過2.3，則對金屬的耐腐蝕性 下降。 多元有機酸（B)可列舉多元羧酸、多元磺酸、多元 有機磷酸等，較佳為多元叛酸。 多兀有機酸（B)的具體例可列舉：反丁烯二酸（pKai = 2.85 ’ pKa2 = 4.10，ΔρΚ&=1.25)、鄰苯二曱酸（pKa1 = pKa2 —4.93，ApKa=2.18 )、間苯二曱酸（pKa! = 3.50， pKa2 = 4.50，Δρκρ 丨.〇〇 )、對苯二曱酸（pKai = 3 54，pKa2 = 4.46」Λρκρο 92)、蘋果酸（pKai = 3 %，响2 = 4 7卜 △pKa==1.47)、天門冬胺酸（asparaginic acid) (pKai = 8 201125967 1.93，PKa2,，△，，)、間胺基 3.n’PKa产4.72，ApKa=1.6〇)、擰檬酸 PKa2 = 4.34 ’ ^^=1.44)、了二酸（pKai==4暮= 5.20 ’ ApKa^ 1.20)等。 2 一，由反應所引起的氫產生的抑她的觀點而 ^多林機酸⑻較佳為鄰苯二甲酸、蘋果酸、捧樣 多元有機酸（B)的鹽（B，）可列舉：有機酸（B)的 按（B'l)、有機酸（B)的脂肪族胺鹽（B，2)、有機酸（B) 的無機鹼鹽（B’3)、有機酸（B)的烷醇胺鹽（B，4)、及該 些鹽的混合物。 ~ 有機酸（B)的脂肪族胺鹽（b，2)可列舉：有機酸（B) 的曱胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、己胺、二甲胺、乙 基甲胺、丙基甲胺、丁基甲胺、二乙胺、丙基乙胺、二異 丙胺、二己胺、乙二胺、丙二胺、三亞甲基二胺、四亞甲 基一胺、六亞曱基二胺、派咬（piperidine )、旅。秦 (piperazine )、奎寧環（quinuclidine )、1,4-二氮雜雙環[2 · 2.2] 辛烷（l，4-diazabicyclo[2.2.2]octane，DABCO)、1，8-二氮 雜環[5,4,0]H -7-稀（l，8-diazabicyclo[5_4.0]undec-7-ene， DBU ) 及1，5-二氮雜雙環（4.3.0)壬-5-烯 (l，5-diazabicyclo(4.3.0)non_5-ene，DBN)等的鹽。 有機酸（B)的無機鹼鹽（B’3)可列舉有機酸（B) 的經、納、钟、J弓及鎮等的鹽。 有機酸（B)的烷醇胺鹽（b，4)可列舉：有機酸（B) 201125967 ^D^Dipir 的單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、2-胺基-2-曱基-1-丙 醇、N-(胺基乙基）乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基）乙醇、乙二胺 的環氧乙烷加成物（加成莫耳數10)及羥基胺等的鹽。 代替多元有機酸（B)，可使用該多元有機酸（B)的 鹽（B’）’亦可將有機酸（B)與該有機酸（B)的鹽（B，） 併用。另外’亦可與另行調配有所含多元有機酸（B)的 一部分或全部的鹼性化合物在系統内形成鹽。 本發明的有機酸（B)是為了提高由水與矽的反應所 引起的氫產生的抑制性而包含。 相對於使用時的切削液，本發明的切削液中的有機酸 (B)的含量通常為〇.〇1 wt%〜1〇 wt%，較佳為〇 〇5 wt〇/0 〜5 wt%，更佳為 0.1 wt%〜1 wt0/〇。 當上述含量小於0.01 wt%時，反應抑制性不充分，若 超過10 wt%，則效果同等，在經濟上無意義。 所謂本發明的水溶性切削液的水溶性，是指與水以任 意比例混合而不分離。 並且，本發明的水溶性切削液可在使用前利用水、或 者可與水以任意比例混合的水混合性有機溶劑加以稀釋而 使用。 本發明的矽錠切片用水溶性切削液中較佳為，為了使 其以穩定的流量循環而降低黏度’或者為了使切粉的分散 性良好而含有聚氧伸烷基加成物（C) ’該聚氧伸烧基加成 物（C)是由下述化學式（2)表示。 201125967 ^〇-(A〇)n-R2 、、… U； AO表^碳H 2R4H>MiL_*氫原子或燒基； 狀，亦可’兩種情況的加成形式可為嵌段 〜10的數ί AG的平均域莫耳數，為1 =R及R分卿立地表示氫原子或垸基。 院基可列舉碳數1〜6 基，例如可列舉甲基、乙基 、甲基、乙基。 2〜4的氧伸烷基，可列舉氧乙 。就水溶性方面而言，較佳為 R1及R2較佳為氫原子 式中的AO表示碳數為 烯基、氧丙烯基、氧丁基等 氧乙婦基、氧丙烯基。 η表示A0的平均加成莫耳數，通常為1〜1〇的數。 較佳為1〜5 ’更佳為丨〜3。若該平均加成莫耳數超過ι〇， 則黏度變得過高，會產生起泡。 (AO)n表示一種環氧烷或兩種以上環氧烷的加成形 式，兩種情況的加成形式可為嵌段狀，亦可為無規狀。 本發明中的聚氧伸燒基加成物（C)的數量平均分子 量通常為500以下，較佳為300以下，更佳為200以下。 若該數量平均分子量超過500，則黏度變得過高，起 泡成為問題。 聚氧伸烷基加成物（C)的具體例可列舉：烷二醇及 聚烷二醇等的水溶性二醇、以及烷二醇的烷基醚及聚烷二 201125967 ^3^3 ΐρΐΐ 醇的烷基醚等水溶性醚等。 聚氧伸烷基加成物（C)中，烷二醇可列舉：乙二醇、

i，2-丙二醇、丨，3_丙二醇、1，2-丁二醇、1,3-丁二醇、1 4 二醇等。 ，-J 。聚氧伸烷基加成物（C)中，聚烷二醇可列舉：聚乙 二醇（二乙二醇及三乙二醇等）、聚丨，2_丙二醇（二1，厶 丙二醇等）、聚1，3-丙二醇、聚以丁二醇、^以丁二醇、 聚1，4-丁二醇等。 聚氧伸烷基加成物（C)中，烷二醇的單或二烷美醚 可列舉：乙二醇單曱醚、乙二醇二曱醚、U•丙二醇^ 酿及1，2-丙二醇二甲謎等。 聚氧伸烷基加成物（C)中，聚烷二醇的單或二烷其 醚可列舉：聚乙二醇單曱咐二乙二醇單甲三乙二 曱醚等]、聚乙二醇二甲醚[二乙二醇二曱醚及三乙二醇二 曱醚等]及聚1，2·丙二醇單甲醚[二以丙二醇單曱喊等]等。 聚氧伸烧基加成物（C)中，就作業性的觀點而古， 較佳為m醇單絲_ n醇及粒二^ 烷基醚。更佳為氧伸烷基的碳數為2〜4的烷二醇、聚烷二 醇及該些烷二醇的單曱醚、單乙醚。 尤佳為1，2-丙二醇、二乙二醇、u•丙二醇單甲鍵、n 丙二醇二曱醚、二乙二醇單甲喊、二乙二醇二甲謎。’ 就水分相溶性的觀點而言，本發明的聚氧伸烧基加成 物（C )的親水親油平衡值（Hydr〇phile Lip〇phile Balanee， HLB)較佳為8〜45，更佳為ι〇〜45，若為該範圍，則就 12 201125967 水分相溶性的觀點而言優異。 此處的HLB是表示親水性與親油性的平衡性的指 標，例如已知利用「乳化、可溶化的技術」[昭和51年， 工學圖書（股）]或「新界面活性劑入門」[1996年，藤本 武彥著]第132頁及第197〜199頁所記載的小田法而獲得 的》十鼻值’並非利用格里芬法（Griffin method)而獲得的 計算值。 並且，關於用以導出HLB的有機性值及無機性值，可 使用「有機概念圖_基礎與應用_」[昭和59年，三共出版 (股）]或「新界面活性劑入門」[1996年，藤本武彥著] 第198頁中記載的表的值而算出。 _相對於使用時的切削液，本發明的切削液中的聚氧伸 烷基加成物（c)的含量較佳為60 wt%〜90 wt% ,更佳為 65 wt%〜80 wt% 〇 相對於切削液，本發明的水溶性切削液中的水的量較 佳為 10 wt%〜40 wt%，更佳為 2〇 wt%〜35 wt%。 本發明的水溶性切削液亦可更包含pH調整劑（D)、 分散劑（E)等。 ^ pH調整劑（D)可列舉鹽酸等無機酸，或氫氧化鈉、 氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物等。

PH調製劑是為了在使用本發明的水溶性切削液對經 切片（slicing)的被加工物進行清洗時，清洗液不表現出 強酸或強鹼性，而以較佳為製成1 wt%的水溶液時的pH 值為5〜9，更佳為5〜8的方式添加。相對於切削液，pH 13 201125967 調整劑的含量為5 wt%以下。 分散劑（E )可列舉：萘罐酸福馬林(naphthalene sulfonic acid f〇rmaiin)縮合物及/或其鹽、聚羧酸鹽、聚苯乙烯磺 酸鹽、聚乙烯基磺酸鹽、聚烷二醇硫酸酯鹽、聚乙烯醇磷 酸酉曰鹽、二聚氛酸橫酸鹽及木質素確酸鹽（lignin sulfonate) 等。相對於切削液，分散劑的含量為0.01 wt%〜5 wt%， 較佳為0.1 wt%〜1 wt%。若上述分散劑的含量為O.oi wt〇/〇 以上，則存在分散效果容易進一步發揮的傾向，若上述分 散劑的含量為5 wt%以下，則存在切粉難以凝集的傾向。 本發明的水溶性切削液可適宜在利用線對矽錠進行滑 動加工時使用。 加工矽錠的方法可列舉使用游離研磨粒及固定研磨粒 線的方法。本發明的水溶性切削液尤其適合於使用固定研 磨粒線的矽錠的滑動加工。 [實例] 以下，利用實例及比較例來進一步說明本發明，但本 Γ並不蚊於該些例子。町，只要未特瓶定，則％ 表示wt%，份表示重量份。 --. 久平又1夕!J 1 以表1記載的調配比（重量份）來調配氫氧 液以外的各成分，然後以氫氧彳卜_ # 5 〇 ^ . , 軋化鉀水各液將pH值調整 左右，來製備實例ι〜7及 液 夂比較例1〜6的水溶性切 201125967

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卜S $s^ (碱傘避鲫) MMN 蘅趄φ 201125967 35351pif 此外，表l中的「鄰苯二曱酸鹽（B_4)」是使用鄰苯 二曱酸/三乙醇胺（1 : 2莫耳）的鹽。 水溶性切削液的性能評價方法 對所得的水溶性切削液進行潤滑性、反應抑制性、抑 泡性的評價試驗。結果示於表1。 (a)潤滑性試驗（摩擦係數） 摩擦係數疋使用銷（球）對盤型（pin (baii) -on—disk type)的摩擦磨耗試驗器製造，FRp_2〇〇〇)，測定 次>貝於20 g水溶性切削液中的矽晶圓與鋼球間的摩擦係 數，來評價潤滑性。 潤滑性試驗是在以下條件下進行。 石夕晶圓：試驗片40mmx4〇mm 荷重：100g 線速度：5.23 cm/s

測定溫度：25°C 通吊，期望摩擦係數為0.40以下，若摩擦係數高則潤 滑性不足，因此晶圓的表面精度變得不充分。 (b)反應抑制性 由水與矽的反應所引起的氫產生的抑制性的評 用以下所示的方法進行。 ⑴於玻璃樣品瓶巾添加i8 g的水㈣肖彳液及 的梦粉末（高純度化學研究所製造，純度99%，平均 1 μ:)，使用38 kHz的超音波清洗機照射超音波2分鐘^ 使矽粉末分散而獲得漿料。 201125967 JJJJIpll (2) 向於裝滿水並倒過來扣在水槽中的量筒中導入玻 璃管的—端’且將另一端以有空洞的橡皮塞（rubber stopper)封口的玻璃樣品瓶中，放入上述漿料。 以下述方式設置：在上述加入有漿料的玻璃樣品瓶的 口上’以連通玻璃管的橡皮塞封住該樣品瓶，於裝滿水並 倒過來扣在水槽中的量筒中導入該玻璃管的另一端，使產 生的氫氣與量筒内部的水進行取代。 (3) 將該些水槽、量筒、玻璃管及加入有漿料的樣品 槪的一系列套組在6CTC的恆溫高溫槽中靜置2小時，利用 水上取代法將其間產生的氫回收於量筒中，測定氫產生量。 反應抑制性的評價是依據以下判斷基準來進行。 〇 :氫氣產生量小於l〇ml △:氫氣產生量為10 ml〜20 ml x :氫氣產生量為20 ml以上 (c)抑泡性試驗（起泡） 抑泡性試驗是使用高溫高壓液流試驗機（辻井染機工 業製造，LJ-2000)，在以下條件下進行。

水溶性切削液量：1300 g 流量：2.9 L/min 循環時間：20分鐘 試驗開始時的溫度：25°C 抑泡性的s平價是使切削液循環，測量2〇分鐘後的泡的 高度，依據以下的判定基準來進行。 〇 :小於15 mm 17 201125967 JmfJU ipil △ : 15 mm〜25 mm x :超過25 mm 如表1所明示’實例1〜7的本發明水溶性切削液均由 於摩擦係數低而潤滑性優異，反應抑制性與抑泡性亦均優 異。 另一方面，使用碳數少的乙二酸作為必需成分脂肪族 叛酸的比較例1、及不使用脂肪族緩酸的比較例2〜4是摩 擦係數高而潤滑性差。 僅使用ApKa為0.73的壬二酸作為脂肪族羧酸且不併 用必需成分的特定範圍内的ApKa的有機酸的比較例5在 反應抑制性方面較差。另外，使用ApKa為4.08的順丁烯 二酸的比較例6在反應抑制性方面亦較差。 另一方面，使用高分子量的聚乙二醇作為聚氧伸烷基 加成物的比較例4與比較例5的抑泡性差。 [產業上的可利用性] 本發明的水溶性切削液由於潤滑性、由水與石夕所^起 的氫產生的反應抑制性、抑泡性優異，故而作為切削矽錠 時所使用的水溶性切削液而有用。 使用本發明的水溶性切削液對矽錠進行切削加工而製 造的矽晶圓可用作例如記憶元件、振盪元件、增幅元件、 電晶體（transistor)、二極體（diode)、太陽電池、大規模 積體電路（Large-Scale Integration，LSI)的電子材料，該 些電子材料可用於例如太陽光發電裝置、個人電腦、行^ 電話、顯示器（displayer)、音頻設備（audio)等。 201125967 另外’本發明的水溶性切削液作為切削水晶、碳化矽、 藍寳石（sapphire)等硬質的被加工物時所使用的切削液亦 有用》 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何熟f此技#者，在不脫發 ί範圍内，當可作些狀更祕_，因此本㈣ 範圍當視制之巾請專利範_界定者為^ 保5蔓 【圖式簡單說明】 無。 【主要元件符號說明】 無。 19

Claims (1)

1. 201125967 3^35 lpit 七、申請專利範圍： 1. 一種矽錠切片用水溶性切削液，其特徵在於··包含 碳數（包括羰基的碳）為4〜10的一元或二元脂肪族羧酸 (A)、及下述數式（D所表示的ApKa為〇·9〜2.3的多 元有機酸（Β)或者該有機酸（Β)的鹽（Β，）作為必需成 分， ApKa= (pKa2) - (pKaJ ( 1 ) 其中，將使作為η元酸HnA的有機酸（B)成為Hn-!A + H+的解離段為1時的酸解離常數表示為pKai，將使成為 Hn_2A+H+的解離段為2時的酸解離常數表示為pKa2。 2. 如申請專利範圍第1項所述之水溶性切削液，其中 上述多元有機酸（B)為多元羧酸。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水溶性切削 液，其中上述多元有機酸（B)為芳香族多元羧酸（B1)、 及/或羥基多元羧酸（B2)。 4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水 溶性切削液，其中上述多元有機酸（B)或上述有機酸（β) 的鹽（B·)是選自由鄰苯二曱酸、鄰苯二曱酸鹽、間苯二 曱酸、間苯二甲酸鹽、對苯二曱酸、對苯二曱酸鹽、檸檬 酸、檸檬酸鹽、蘋果酸及蘋果酸鹽所組成的組群中的一種 以上。 5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之水 溶性切削液，其更含有由下述化學式（2)所表示的數量平 均分子量為500以下的聚氧伸烷基加成物（c): 201125967 Ri〇-(A〇)n_R2 (2) [式（2)中，R1乃2 AO表示碳數為2〜 ^翻立地表示氫原子或烧基； 或兩種以上的環氧Mf伸絲；（A0)n表示一種環氧燒 為嵌段狀，亦可為;^成t式，異種情況的加成形式可 是1〜10的數卜 ，n表不AO的平均加成莫耳數， 上述第5項所述之水溶性切削液，其中 7 ‘由技t加成物（C)的親水親油平衡值為8〜45。 该，：a： * μ Γ利範圍第5項或第6項所述之水溶性切削 卜氧狀基加成物（C)是選自由燒二醇、 二峻、聚燒二醇及聚烧二醇靴基醚所組成的 、、且群中的一種以上聚氧伸烷基加成物。 8.如申請專利範圍第5項至第7項中任—項所述之水 溶性切削液，其中相對於上述聚氧伸烧基加成物（〇 ,上 述脂肪族羧酸（A)的含量為〇.〇〇1重量百分比〜丨〇重 百分比。 9. 如申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述之水 溶性切削液，其t相對於上述聚氧伸烷基加成物（c)，芳 香族多元叛酸（B1)與經基多元叛酸（B2)的合計含量為 〇.〇1重量百分比〜10重量百分比。 10. —種矽錠切片的製造方法，其包括如下步驟：使 用如申s青專利範圍第1項至第9項中任一項所述之石夕旋切 片用水溶性切削液’利用固定研磨粒線來切割石夕錄;。 11· 一種矽晶圓，其是使用如申請專利範圍第i項至 21 201125967 第9項中任一項所述之矽錠切片用水溶性切削液來切割矽 鍵而製造。 12. —種電子材料，其是使用如申請專利範圍第11項 所述之矽晶圓而製造。 22 201125967 四、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明: 無 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式： 無 201125967 修正日期:99年12月23日 爲第99129114號中文說明書無劃線修1 發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字’請勿任意更動，※記號部分請勿填寫） 义㈣金破· M i Μ (<> c/〇^f/7^· .^006.01) ※肀請案號•今q f2006.01) ※申請日期：G 7 M 分類：。：'工扨 一、 發明名文/英文） β办泛必“一 御片用水溶性切織 次激一= Ο Ο WATER-SOLUBLE CUTTING LIQUID FOR SILICON INGOT SLICE % _C 二、 中文發明摘要： 本發明提供一種水溶性切削液，其特徵在於：包含碳 數（包括羰基的碳）為4〜10的一元或二元脂肪族羧酸 (A)、及下述數式（1)所表示的ApKa為〇 9〜2 3的多 元有機酸⑻或者該有賊（B) _ (心作為必需成 分。 ApKa= (pKa2) - (pKaj) ⑴ 21触將使作為η元酸HnA的有機酸⑻成為1 為1時的賴射數表μ pKa!;將使成為 "2 的解離段為2時的酸_常數表示為 pKa2 ° 1 201125967 99129114 修正日期:99 年 12 月 23 日 水分相溶性的觀點而言優異。 此處的HLB是表示親水性與親油性的平衡性的指 寺示，例如已知利用「乳化、可溶化的技術」[昭和51年， =學圖書（股）]或「新界面活性劑入門」[19%年，藤本 武彥著]第132頁及第197〜199頁所記載的小田法而獲得 的°十算值，並非利用格里芬法（Griffin method)而獲得的 计鼻值。 〇 並且，關於用以導出HLB的有機性值及無機性值，可 使用「有機概念圖_基礎與應用_」[昭和59年三共出版 (股）]或「新界面活性劑入門」[1996年，藤本武彥著] 第198頁中記載的表的值而算出。 相對於使用時的切削液，本發明的切削液中的聚氧伸 燒基加成物（c)的含量較佳為60wt%〜90wt%，更佳為 65 wt%〜80 wt%。 相對於切削液，本發明的水溶性切削液中的水的量較 ❹ 佳為10 wt%〜40 wt%，更佳為20 wt%〜35 wt〇/〇。 本發明的水溶性切削液亦可更包含pH調整劑（d)、 分散劑（E)等。 pH調整劑（D)可列舉鹽酸等無機酸，或氫氧化鈉、 氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物等。 pH調整劑是為了在使用本發明的水溶性切削液對經 切片（slicing)的被加工物進行清洗時，清洗液不表現出 強酸或強驗性，而以較佳為製成i過的水溶液時的pH 值為5〜9，更佳為5〜8的方式添加。相對於切削液，pH 13 201125967 35351pifl 爲第99129114號中文說明書無劃線修正頁修正日期:99年12月23日 調整劑的含量為5 wt%以下。 分散劑（E )可列舉：萘確酸福馬林（naphthalene sulfonic acid formalin)縮合物及/或其鹽、聚羧酸鹽、聚笨乙烯磺 酸鹽、聚乙烯基磺酸鹽、聚烷二醇硫酸酯鹽、聚乙烯醇磷 酸醋鹽、三聚氰酸續酸鹽及木質素石黃酸鹽（lignin sulfonate) 等。相對於切削液，分散劑的含量為0.01 wt%〜5 wt%， 較佳為0·1 wt%〜1 wt%。若上述分散劑的含量為o.oi wt% 以上，則存在分散效果容易進一步發揮的傾向，若上述分 散劑的含量為5 wt%以下，則存在切粉難以凝集的傾向。 本發明的水溶性切削液可適宜在利用線對矽錠進行切 片加工時使用。 加工矽錠的方法可列舉使用游離研磨粒及固定研磨粒 線的方法。本發明的水溶性切削液尤其適合於使用固定研 磨粒線的石夕錠的切片加工。 [實例] 以下，利用實例及比較例來進一步說明本發明，但本 發明並不限定於該些例子。以下，只要未特別規定，則％ 表示wt%，份表示重量份。 實例1〜7及比較例1〜6 以表1記載的調配比（重量份）來調配氫氧化卸水溶 液以外的各成分，然後以氫氧化鉀水溶液將pH值調整 5.8左右，來製備實例1〜7及比較例丨〜6的水溶性切削 液0 201125967 爲第99129m號中文說明書無劃線修正頁 修正日期:99年12月23曰 (2)向於裝滿水並倒過來扣在水槽中的量筒中導入玻 璃管的一端，且將另一端以有空洞的橡皮塞（mbber stopper)封口的玻璃樣品瓶中，放入上述漿料。 以下述方式設置：在上述加入有漿料的玻璃樣品瓶的 口上，以連通玻璃管的橡皮塞封住該樣品瓶，於裝滿水並 倒過來扣在水槽中的量筒中導入該破璃管的另一端，使產 生的氫氣與量筒内部的水進行取代。 〇 ⑴將該些水槽、量筒、玻璃管及加入有漿料的樣品 瓶的一系列套組在60°C的恆溫高溫槽中靜置2小時，利用水 上取代法將其間產生的氫回收於量筒中，測定氫產生量。 反應抑制性的評價是依據以下判斷基準來進行。 〇 :氫氣產生量小於l〇ml △:氫氣產生量為10 mi〜2〇 m! x :氫氣產生量為20 ml以上 (c)抑泡性試驗（起泡） 抑泡性試驗是使用高溫高壓液流試驗機（辻井染 〇 業製造，LJ_2000)，在以下條件下進行。 水溶性切削液量：13〇〇 g 流量：2.9 L/min 循環時間：20分鐘 試驗開始時的溫度：25°C 抑泡性的評價是使切削液循環，測量2〇分鐘後的泡的 高度’依據以下的判定基準來進行。 〇 :小於15 mm 17 201125967 3535ΙρίΠ 爲第99129m號中文說明書無劃線修正頁 修正日期:99年12月23曰 △ : 15 mm〜25 mm X :超過25 mm 如表1所明示’實例1〜7的本發明水溶性切削液均由 於摩擦係數低而潤滑性優異，反應抑制性與抑泡性亦均優 異。 另-方面，使用碳數少的乙二酸作為必需成分脂肪族 羧酸的比較例卜及不使用脂肪族羧酸的比較例2〜4是摩 擦係數高而潤滑性差。 僅使用ApKa為0J3的壬二酸作為脂肪族羧酸且不併 用必需成分的特定範圍内的ApKa的有機酸的比較例5在 反應抑制性方面較差。另外，使用ΔρΚ&為4 〇8的順丁烯 二酸的比較例6在反應抑制性方面亦較差。 另一方面，使用高分子量的聚乙二醇作為聚氧伸烷基 加成物的比較例4與比較例5的抑泡性差。 [產業上的可利用性] 本發明的水溶性切削液由於潤滑性、由水與矽所引起 的氫產生的反應抑制性、抑泡性優異，故而作為切削矽錠 時所使用的水溶性切削液而有用。 使用本發明的水溶性切削液對矽錠進行切削加工而製 造的矽晶圓可用作例如記憶元件、振盪元件、增幅元件、 電晶體（transistor)、二極體（diode)、太陽電池、大規模 積體電路（Large-Scale Integration，LSI)的電子材料，該 些電子材料可用於例如太陽光發電裝置、個人電腦、行動 電話、顯示器（displayer)、音頻設備（audio)等。 18 201125967 另外，本發明的水溶性切削液作為切削水晶、碳化矽、 藍寶石（sapphire)等硬質的被加工物時所使用的切削液亦 有用。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 〇 【圖式簡單說明】 無。 【主要元件符號說明】 無。 19 201125967 修正日期:99年12月23日 爲第99129114號中文說明書無劃線修1 發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字’請勿任意更動，※記號部分請勿填寫） 义㈣金破· M i Μ (<> c/〇^f/7^· .^006.01) ※肀請案號•今q f2006.01) ※申請日期：G 7 M 分類：。：'工扨 一、 發明名文/英文） β办泛必“一 御片用水溶性切織 次激一= Ο Ο WATER-SOLUBLE CUTTING LIQUID FOR SILICON INGOT SLICE % _C 二、 中文發明摘要： 本發明提供一種水溶性切削液，其特徵在於：包含碳 數（包括羰基的碳）為4〜10的一元或二元脂肪族羧酸 (A)、及下述數式（1)所表示的ApKa為〇 9〜2 3的多 元有機酸⑻或者該有賊（B) _ (心作為必需成 分。 ApKa= (pKa2) - (pKaj) ⑴ 21触將使作為η元酸HnA的有機酸⑻成為1 為1時的賴射數表μ pKa!;將使成為 "2 的解離段為2時的酸_常數表示為 pKa2 ° 1 201125967 35351pifl 爲第99129114號中文說明書無劃線修正頁 修正日期:99年12月23日 三、英文發明摘要： This invention provides a water-soluble cutting liquid, characterized in that it includes a Ci-10 (including carbon of carboxyl) monobasic or dibasic aliphatic carboxylic acid (A), and a polybasic organic acid (B) or its salt (B’）with ApKa is 0.9 to 2.3 represented by the following formula (1) as necessary components: ApKa = (pKa2)-(pKa〇 (1) wherein an acid dissociation constant, when a dissociation section which the organic acid (B) (as n-basic acid HnA) becomes Ηη.!Α+Η+ is 1, represents pKai, an acid dissociation constant, when a dissociation section which the organic acid (B) becomes Hn.2A + H+ is 2, represents pKa2. 201125967 35351pifl 爲第99129114號中文專利範圍無劃線修正本 修正日期训年12月23日 七、申請專利範圍： 1. 一種矽錠切片用水溶性切削液，其特徵在於：包含 碳數（包括羰基的碳）為4〜10的一元或二元脂肪族羧酸 (A)、及下述數式（1)所表示的ApKa為0.9〜2.3的多 兀有機酸（B)或者該有機酸（b)的鹽（b，）作為必需成 分， ApKa= (pKa2) - (pKai) (1) +其中，將使作為n元酸HnA的有機酸（B)成為Hn iA + H的解離段為1時的酸解離常數表示為ρΚ々，將使成為 ηπ·2Α+η+的解離段為2時的酸解離常數表示為pKa2。 2. 如申請專利範圍第〗項所述之水溶性切削液，其中 上述多元有機酸（B)為多元叛酸。 3. 如申請專利範圍第丨項或第2項所述之水溶性切削 液’其中上述多元有機酸（B)為芳香族多元竣酸（B1)、 及/或經基多元竣酸（B2)。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水溶性切削 液，其中上述多元有機酸（B)或上述有機酸（B)的鹽（b，) 是選自由鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸鹽、間苯二甲酸、 -曱酸鹽、對苯二甲酸、對苯二甲酸鹽、檸檬酸、棒樣酸 鹽、蘋果酸及蘋果酸鹽所組成的組群中的一種以上。 、5·如申請專利範圍帛1項或第2項所述之水溶性切 液’其更含有由下述化學式⑺所表示的數量平均分 為500以下的聚氧伸烷基加成物（〇 : 置 I^CKAOKR2 (2) 20 201125967 J^DipiIl 爲第99129114號中文專利範圍無劃線修正本修正日期:99年i2月幻曰 [式（2)中’ R1及R2分別獨立地表示氫原子或燒基； AO表示碳數為2〜4的氧伸烷基；（AO)n表示一種^^烷 或兩種以上的環氧烷的加成形式，異種情況的加成形式$ 為嵌段狀，亦可為無規狀；n表示AO的平均加成莫耳數， 是1〜10的數]。 6.如申請專利範圍第5項所述之水溶性切削液，其中 上述•氧伸烧基加成物（C)的親水親油平衡值為8〜45。 〇 7·如申請專利範圍第5項所述之水溶性切削液，其中 上述聚氧伸烷基加成物（C)是選自由烷二醇、燒二醇單 烧基醚、聚烷二醇及聚烷二醇單烷基醚所組成的組群中的 一種以上聚氧伸烷基加成物。 8. 如申請專利範圍第5項所述之水溶性切削液，其中 相對於上述聚氧伸烧基加成物（C) ’上述脂肪族緩酸（Α) 的含量為0.001重量百分比〜1.0重量百分比。 9. 如申請專利範圍第5項所述之水溶性切削液，其中 相對於上述聚氧伸烷基加成物（C)，芳香族多元羧酸（Β1) 與經基多元欺酸（Β2)的合計含量為0.01重量百分比〜1〇 重量百分比。 10. —種石夕鍵切片的製造方法，其包括如下步驟：使 用如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之矽錠切 片用水溶性切削液，利用固定研磨粒線來切割石夕錠。 11. 一種矽晶圓，其是使用如申請專利範圍第i項至 第9項中任一項所述之石夕鍵切片用水溶性切削液來切割石夕 錠而製造。 21 201125967 35351pifl 爲第99129114號中文專利範圍無劃線修正本修正曰期:99年12月23曰 12. —種電子材料，其是使用如申請專利範圍第11項 所述之矽晶圓而製造。 22