シリコンインゴットスライス用含水切削液
【課題】 本発明はシリコンインゴットの切削工程において、従来品より加工熱の冷却性、浸透性、水とシリコンとの反応抑制性、抑泡性が良好であるため、切削加工効率を向上させることができる。また、シリコンウエハの平坦性も良好であるため、過酷なスライス条件下でも被加工面の表面精度を高く維持できる切削液を提供する。
【解決手段】 下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化１】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を除いた残基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【解決手段】 下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化１】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を除いた残基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴットを切削するときに使用する含水切削液に関する。さらに詳しくは、冷却性が高く、優れた浸透性、シリコンと水との反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性を兼ね備えた含水切削液に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンインゴットのワイヤーによるスライス方法は、（１）遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、（２）電着や樹脂による接着でワイヤーに砥粒を固着した固定砥粒ワイヤーと含水切削液を用いる方法に大別される。
近年、固定砥粒ワイヤーによるスライス方法で用いられる含水切削液は、切削時に生じる摩擦熱の冷却性を高める目的や、有機溶剤による引火の危険性を低くして作業性を改善することを目的として、比熱の高い水を含有する含水切削液が開発されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
従来の含水切削液は、含水率を上げることで切削液自身の比熱は高められるものの、切削加工部への切削液の浸透性が低くなるために加工熱の冷却除熱が十分にできない、シリコンの加工精度が低い、という問題があった。
また、切削加工で生じるシリコンの切屑やシリコンウエハと水との反応抑制が不十分であり、水素ガスが発生して引火爆発の可能性がある。さらに、シリコンインゴットのスライス加工では切削液を循環して再使用することから、泡立つなどの問題があった。
【０００４】
近年、シリコンウエハの生産効率を高めることを目的とした、シリコンウエハの薄型化が進みつつある。
通常、ワイヤーの細線化やワイヤー間のピッチ幅を狭くすることでシリコンウエハの薄型化をするが、そのためにワイヤーとシリコンインゴットの接触面積が増して加工時の加工熱が増大するために、より冷却性の高い切削液の開発が望まれている。
また、シリコンウエハの薄型化は加工時のシリコンウエハ間隔が従来より狭くなるため、切削加工部への切削液の高い浸透性が求められる。
【０００５】
しかし、通常、シリコンウエハの薄型化やスライス加工時間の短縮をした場合、シリコンウエハ表面の平坦性は一般に悪化するという問題がある。
そこでその対策として、有機アミンのアルキレンオキサイド付加物を潤滑性成分として添加する方法が提案されている（例えば特許文献２）が、薄型化に対応できる平坦性のレベルに対する効果は未だ不十分である。
すなわち、近年における、シリコンウエハの平坦化工程の簡素化や、テクスチャー形成の高精度化の観点から、スライス加工後のシリコンウエハにおいて、より一層高い平坦性が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８２３３５号公報
【特許文献２】特開２００９−５７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の含水切削液は、加工熱の冷却性が高く、浸透性、水とシリコンとの反応抑制性、抑泡性に優れ、さらにシリコンウエハの平坦性が極めて良好であるシリコンインゴットスライス用含水切削液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、このポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液；この含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法；この含水切削液で固定砥粒方式でシリコンインゴットをスライスする製造方法；この含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスして製造されたシリコンウエハ；並びにこのシリコンウエハを用いて製造された電子材料である。
【０００９】
【化１】
【００１０】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、シリコンインゴットの切削工程において、加工熱の冷却性が高く、浸透性、水との反応抑制性、抑泡性に優れる。さらに過酷なスライス条件下でも被加工面の平坦性を高く維持できるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有する。そして、そのポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢ（親水性−疎水性バランス）とアルキレンオキサイドの平均付加モル数であるｍが特定の範囲にある。
【００１３】
本発明の含水切削液の第１の必須成分である３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、下記一般式（１）で表される。
【００１４】
【化２】
【００１５】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【００１６】
本発明で用いる３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの３個の水酸基を有する化合物；
ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリンなどの４個の水酸基を有する化合物；キシリトール、トリグリセリンなどの５個の水酸基を有する化合物；ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどの６個の水酸基を有する化合物；スクロースなどの８個の水酸基を有する化合物；ポリビニルアルコール、ポリグリセリンなどが挙げられる。
【００１７】
これらの３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のうち、好ましいのは、浸透性の観点から、３〜６個の水酸基を有する化合物である。さらに好ましくは、３個の水酸基を有するグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールである。
【００１８】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢは通常、６．０〜２０．０である。好ましくは１０．０〜１８．５である。この範囲であれば、さらに切削液の浸透性が優れて加工熱の冷却性がより向上する。
一方、６．０未満では、水への溶解性が困難になる。２０．０を超えると、シリコンと水との反応抑制性が悪化する。
【００１９】
ここでの「ＨＬＢ」とは、親水性と親油性のバランスを示す指標であって、例えば「界面活性剤入門」〔２００７年三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著〕２１２頁に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。
ＨＬＢ値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
ＨＬＢ＝１０×無機性／有機性
ＨＬＢを導き出すための有機性の値及び無機性の値については前記「界面活性剤入門」２１３頁に記載の表の値を用いて算出できる。
【００２０】
Ａ１Ｏは炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表し、具体例としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基などが挙げられる。
オキシエチレン基の場合はエチレンオキサイド、オキシプロピレン基の場合は１，２−プロピレンオキサイド、１，３−プロピレンオキサイド、オキシブチレン基の場合はテトラヒドロフラン、１，２−ブチレンオキサイドなどを用いることができる。
【００２１】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、１，２−ブチレンオキサイドのうちの１種を単独で付加させてもよいし、これらの２種以上を併用して付加させてもよい。
浸透性の観点から、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの２種の併用が好ましい。
【００２２】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）において、２種以上のアルキレンオキサイドまたはテトラヒドロフランを併用する際の付加形式はランダム状でもブロック状でもよく、また２種以上のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加する順番は問わない。
【００２３】
ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し、２種以上のアルキレンオキサイドを併用する場合は、２種以上の平均付加モル数の合計である。
ｍは通常１〜３５０の数であり、好ましくは１〜１００である。
ｍが１未満では、シリコンと水との反応抑制性が悪化する。一方、ｍが３５０を超えると切削液の粘度が高すぎるため、浸透性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性が低下する。
【００２４】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の式（２）中の−（Ａ１Ｏ）ｍ−は下記一般式（２）で表せる。
【００２５】
【化３】
【００２６】
［式（２）中、Ａ２Ｏはオキシエチレン基、Ａ３Ｏはオキシプロピレン基を表す。ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜２５０の数、ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜１００の数、ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加形式はランダム状でもブロック状でもよい。］
【００２７】
ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し、１〜２５０の数であり、水への溶解性、抑泡性およびシリコンウエハの浸透性の観点から、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５である。
【００２８】
ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し、１〜１００の数であり、シリコンと水との反応抑制性とシリコンウエハの平坦性の観点から、好ましくは１〜１５、さらに好ましくは１〜１２である。
【００２９】
ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。水への溶解性と切削加工部への切削液の浸透性の観点から、好ましくは、０．４〜０．７である。なお、ｎ＋ｋ＝ｍである。
【００３０】
本発明における３〜８個水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加状態はランダム状でもブロック状でもよく、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）に付加する順番は問わない。
【００３１】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの３個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリンなどの４個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；キシリトール、トリグリセリンなどの５個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどの６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；スクロースなどの８個の水酸基を有する化合物；ポリビニルアルコール、ポリグリセリンなどのポリオキシアルキレン付加物が挙げられる。
【００３２】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、浸透性の観点から、３〜６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物が好ましい。
さらに好ましくは、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトールのポリオキシアルキレン付加物である。
【００３３】
本発明のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の具体例としては、グリセリンのエチレンオキサイド（以下、ＥＯと略称することがある。）４．８モルと１，２−プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略称することがある。）３．６モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ１７．１モルとＰＯ１２．９モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ３０．９モルとＰＯ２３．４モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ２３．７モルとＰＯ３５．７モルのランダム付加物などのグリセリンのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
グリセリンのＥＯ１２．０モルとＰＯ９．０モルのブロック付加物、グリセリンのＥＯ１１．３モルとＰＯ５７．７モルのブロック付加物などのグリセリンのＥＯ−ＰＯブロック付加物；
グリセリンのＰＯ１５．６モル付加物などのグリセリンのＰＯ付加物；
グリセリンのＥＯ７０．０モル付加物などのグリセリンのＥＯ付加物；
トリメチロールプロパンのＥＯ３０．３モルとＰＯ２３．１モルのランダム付加物などのトリメチロールプロパンのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
ペンタエリスリトールのＥＯ４０．４モルとＰＯ３０．８モルのランダム付加物などのペンタエリスリトールのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
ペンタエリスリトールのＥＯ１９．６モルとＰＯ１２．０モルのブロック付加物などのペンタエリスリトールのＥＯ−ＰＯブロック付加物；
ソルビトールのＥＯ６０．６モルとＰＯ４５．６モルのランダム付加物などのソルビトールのＥＯ−ＰＯランダム付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいのは、浸透性と反応抑制性の観点から、グリセリンのＥＯ−ＰＯランダム付加物とグリセリンのＥＯ−ＰＯブロック付加物である。
【００３４】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の数平均分子量は、浸透性とポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の生産性の観点から、好ましくは４００〜１０，０００、さらに好ましくは４００〜６，０００である。
なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量である。
【００３５】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の含有量は、使用時の切削液に対して０．１〜４０重量％である。好ましくは、０．４〜３０重量％であり、さらに好ましくは、０．４〜２５重量％である。
【００３６】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液に使用する水は、純水、イオン交換水、水道水、市水、工業用水等のいずれを用いてもよい。
【００３７】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液には、シリコンウエハの平坦性 を向上させる目的で、さらに脂肪族カルボン酸（Ｂ）を含有させることが好ましい。
【００３８】
この目的で使用される脂肪族カルボン酸（Ｂ）としては、カルボニル基の炭素原子を含めた炭素数が８または９である１価もしくは２価の直鎖もしくは分岐の脂肪族カルボン酸である。この脂肪族カルボン酸であると、切削液の抑泡性を維持したまま、シリコンウエハの平坦性をさらに向上できる。
【００３９】
この脂肪族カルボン酸（Ｂ）の具体例としては、１価のカプリル酸、ペラルゴン酸など；２価のスベリン酸、アゼライン酸などが挙げられる。
脂肪族カルボン酸（Ｂ）のうち好ましいのは、抑泡性とシリコンウエハの平坦性の観点からカプリル酸とアゼライン酸である。
【００４０】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液には、浸透性を向上させる目的で、さらに特定のノニオン界面活性剤を含有させることが好ましい。
【００４１】
この目的で使用される特定のノニオン界面活性剤はのＨＬＢが６．０〜８．５ のノニオン界面活性剤（Ｃ）であるが、必須成分であるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）はこのノニオン界面活性剤（Ｃ）から除外する。ＨＬＢがこの範囲であると、切削液のシリコンに対する濡れ性が良好となり、さらに浸透性を向上させることができる。
【００４２】
ＨＬＢが６．０〜８．５であるノニオン界面活性剤（Ｃ）の具体例としては、ブタノールのＰＯ４．５モル付加物、プロピレングリコールのＥＯ４．５モルＰＯ２８．０モルのブロック付加物などのＨＬＢが６．０〜８．５である１価または２価アルコールのアルキレンオキサイド付加物（Ｃ１）；
ステアリルアミンのＥＯ３モルＰＯ３モルのランダム付加物、ジブチルアミンのＥＯ３．０モルとＰＯ１１．０のブロック付加物などのＨＬＢが６．０〜８．５であるアミンのアルキレンオキサイド付加物（Ｃ２）；
オレイン酸のＥＯ３．０モル付加物、ステアリン酸のＥＯ３．０モル付加物などの高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物（Ｃ３）などが挙げられる。
【００４３】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、ワイヤーによりシリコンインゴットをスライス加工する際、好適に使用できる。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスする方法として、遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒ワイヤーソーを用いる方法がある。本発明の含水切削液はいずれにも適用できるが、特に、固定砥粒ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法に適している。
【００４４】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、ワイヤーによりシリコンインゴットをスライスしてシリコンウエハを製造する際、好適に使用できる。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスしてシリコンウエハを製造する方法として、遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、または砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒ワイヤーソーを用いる方法がある。本発明の含水切削液はいずれにも適用できるが、特に、固定砥粒ワイヤーソーを用いて、シリコンインゴットをスライスするシリコンウエハの製造方法に適している。
【００４５】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液とワイヤーを用いて、シリコンインゴットをスライスすることにより、シリコンウエハを製造することができる。上記の製造方法でスライスされたシリコンウエハは、太陽電池用シリコンウエハや半導体デバイス用シリコンウエハなどに使用できる。
【００４６】
上記のシリコンウエハは、太陽電池用セル、メモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオードなどの電子材料に使用する事ができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。
【００４８】
製造例１ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン９２部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド２０４部とプロピレンオキサイド２０４部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−１）（ｆ＝３；ｍ＝２．８；ｎ＝１．６；ｋ＝１．２；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量５００；ＨＬＢ＝１７．５）を得た。なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量である。
【００４９】
製造例２ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−２）の製造＞
製造例１において、グリセリンを２９部、エチレンオキサイドを２３８部、プロピレンオキサイドを２３８部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−２）（ｆ＝３；ｍ＝１２．０；ｎ＝５．７；ｋ＝４．３；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量１，６００；ＨＬＢ＝１３．３）を得た。
【００５０】
製造例３ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−３）の製造＞
製造例１において、グリセリンを１６．４部、エチレンオキサイドを２４１部、プロピレンオキサイドを２４１部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−３）（ｆ＝３；ｍ＝１８．１；ｎ＝１０．３；ｋ＝７．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量２，８００；ＨＬＢ＝１２．６）を得た。
【００５１】
製造例４ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−４）の製造＞
製造例１において、グリセリンを１４．４部、エチレンオキサイドを１６３部、プロピレンオキサイドを３２３部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−４）（ｆ＝３；ｍ＝１９．８；ｎ＝７．９；ｋ＝１１．９；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．４０；数平均分子量３，２００；ＨＬＢ＝１０．０）を得た。
【００５２】
製造例５ ＜トリメチロールプロパンのEO−POランダム付加物（Ａ−５）の製造＞
製造例１において、グリセリンをトリメチロールプロパン２３．９部に変更し、エチレンオキサイドを２３８部、プロピレンオキサイドを２３８部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−５）（ｆ＝３；ｍ＝１７．８；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．７；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量２，８００；ＨＬＢ＝１２．３）を得た。
【００５３】
製造例６ ＜ペンタエリスリトールのEO−POランダム付加物（Ａ−６）の製造＞
製造例１において、グリセリンをペンタエリスリトール１８．４部に変更し、エチレンオキサイドを２４１部、プロピレンオキサイドを２４１部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のペンタエリスリトールのEO−POランダム付加物（Ａ−６）（ｆ＝４；ｍ＝１７．８；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．７；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量３，７００；ＨＬＢ＝１２．５）を得た。
【００５４】
製造例７ ＜ソルビトールのEO−POランダム付加物（Ａ−７）の製造＞
製造例１において、グリセリンをソルビトール１６．６部に変更し、エチレンオキサイドを２４２部、プロピレンオキサイドを２４２部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のソルビトールのEO−POランダム付加物（Ａ−７）（ｆ＝６；ｍ＝１７．７；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．６；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量５，５００；ＨＬＢ＝１２．７）を得た。
【００５５】
製造例８ ＜グリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−８）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリンのエチレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；６２０）２６７部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド２２８部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−８）（ｆ＝３；ｍ＝７．０；ｎ＝４．０；ｋ＝３．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量１，１５０；ＨＬＢ＝１４．１）を得た。
【００５６】
製造例９ ＜グリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−９）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリンのエチレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；６００）７４．５部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４２３部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−９）（ｆ＝３；ｍ＝２１．６；ｎ＝３．８；ｋ＝１７．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．１８；数平均分子量３，７００；ＨＬＢ＝７．０）を得た。
【００５７】
製造例１０ ＜ペンタエリスリトールのEO−POブロック付加物（Ａ−１０）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にペンタエリスリトールのプロピレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；８３０）２４４部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド２５６部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のペンタエリスリトールのEO−POブロック付加物（Ａ−１０）（ｆ＝４；ｍ＝７．９；ｎ＝４．９；ｋ＝３．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．６２；数平均分子量１，７００；ＨＬＢ＝１４．４）を得た。
【００５８】
製造例１１ ＜グリセリンのPO付加物（Ａ−１１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン４６．０部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４５４部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのPO付加物（Ａ−１０）（ｆ＝３；ｍ＝５．２；ｎ＝０；ｋ＝５．２；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０；数平均分子量１，０００；ＨＬＢ＝７．４）を得た。
【００５９】
製造例１２ ＜プロピレングリコールのＥＯ−PO付加物（Ｃ−１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にプロピレングリコールのプロピレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；１，７００）４４８部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド５２部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のプロピレングリコールのＥＯ−PO付加物（Ｃ−１）（ＨＬＢ＝６．７）を得た。
【００６０】
製造例１３ ＜ステアリルアミンのEO−POランダム付加物（Ｃ−２）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にステアリルアミン２３４部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、７０〜９０℃でエチレンオキサイド１１５部とプロピレンオキサイド１５１部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のステアリルアミンのEO−POランダム付加物（Ｃ−２）（ＨＬＢ＝８．１）を得た。
【００６１】
製造例１４ ＜ジエチレングリコールのEO−POランダム付加物（Ａ’−１）の製造＞
グリセリンをジエチレングリコール５３部に替え、エチレンオキサイドを２１８部、プロピレンオキサイドを２３０部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、比較のためのジエチレングリコールのEO−POランダム付加物（Ａ’−１）（ｆ＝２；ｍ＝８．９；ｎ＝４．９；ｋ＝４．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５５；数平均分子量１，０００；ＨＬＢ＝１２．８）を得た。
【００６２】
製造例１５ ＜グリセリンのEO付加物（Ａ’−３）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン３３部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド４６９部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて比較のためのグリセリンのEO付加物（Ａ’−３）（ｆ＝３；ｍ＝９．９；ｎ＝９．９；ｋ＝０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝１．００；数平均分子量１，４００；ＨＬＢ＝２０．４）を得た。
【００６３】
製造例１６ ＜グリセリンのPO付加物（Ａ’−４）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン２５．５部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４７４部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて比較のためのグリセリンのPO付加物（Ａ’−４）（ｆ＝３；ｍ＝９．８；ｎ＝０；ｋ＝９．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０；数平均分子量１，８００；ＨＬＢ＝５．８）を得た。
【００６４】
製造例１７ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ’−５）の製造＞
グリセリンを０．８７部、エチレンオキサイドを３２６部、プロピレンオキサイドを１７３部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、比較のためのグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ’−５）（ｆ＝３；ｍ＝３６５；ｎ＝２６０；ｋ＝１０５；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．７２；数平均分子量５２，７００；ＨＬＢ＝１３．９）を得た。
【００６５】
製造例１８ ＜トリエタノールアミンのEO−PO付加物（Ａ’−７）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にトリエタノールアミン３７．３部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド１１４部とプロピレンオキサイド３４９部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、比較のためのトリエタノールアミンのEO−PO付加物（Ａ’−７）（数平均分子量２，０００）を得た。
【００６６】
実施例１〜１１および比較例１〜７
表１記載の配合比（重量部）で各成分を配合し、実施例１〜１１および比較例１〜７の切削液を調製して、浸透性、反応抑制性、抑泡性、およびシリコンウエハの平坦性の性能評価を行った。
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、表１中の「ＰＥＧ−６０００（Ａ’−２）」は三洋化成工業（株）製のＰＥＧ−６０００（数平均分子量が６，０００のポリオキシエチレングリコール）を用いた。
【００６９】
実施例１〜１１および比較例１〜７の切削液の比熱を測定した。また、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性を、下記の方法で評価した。
【００７０】
＜比熱の測定＞
切削液の２５℃における比熱は、示差走査熱量計（パーキンエルマー社製）を用いて測定した。その結果を表１に示す。
【００７１】
＜浸透性の評価＞
浸透性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）２５ｍｍ角の多結晶シリコンインゴットに、幅０．２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝を、ダイヤモンド固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー切断機（SOUTH BAY TECHNOLOGY製）を用いて形成し、試験片とした。
（２）この試験片を溝の長さ方向が水平になるように固定した状態で、溝の端に切削液をスポイト一滴分（０．０２ｇ）を付着させた。
（３）溝に切削液を付着させてから、付着させた反対の溝の端に、切削液が毛細管現象で到達するのに要する時間を記録した。
【００７２】
浸透性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：１０秒未満
○：１０秒以上〜１５秒未満
△：１５秒以上〜２０秒未満
×：２０秒以上
【００７３】
＜水素発生量による反応抑制性の評価＞
水とシリコンの反応による水素発生の抑制性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）切削液８０ｇにシリコンインゴッドの切り屑を想定したケイ素粉末（高純度化学研究所社製；粒子径１μｍ以下）２０ｇを配合し、ディスパーサーを用いて３０００回転で１分間攪拌分散してケイ素粉末を含む切削液を得た。
（２）上記で調製したケイ素粉末を含む切削液が入ったガラスサンプル瓶の口に、ガラス管を通したゴム栓でそのサンプル瓶の封をし、水を満たして逆さに水槽に伏せたメスシリンダーにそのガラス管の他端を導入し、発生した水素ガスをメスシリンダー内部の水と置換させるようにセットした。
（３）これらの水槽、メスシリンダー、ガラス管およびスラリーの入ったサンプル瓶の一連のセットを、６０℃の恒温高温槽に２時間静置し、その間に発生する水素を水上置換法にてメスシリンダーに回収して水素発生量を測定した。
【００７４】
反応抑制性の評価は以下の判断基準に従って行った。
○：水素ガス発生量が４ｍＬ未満
△：水素ガス発生量が４ｍＬ以上〜８ｍＬ未満
×：水素ガス発生量が８ｍＬ以上
【００７５】
＜抑泡性の評価＞
抑泡性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）内径３ｃｍの１００ｍＬの共栓付きメスシリンダーに、切削液を４０ｍＬ入れ、メスシリンダーの底部から液面までの距離（液面高さ）を記録した。
（２）切削液が入ったメスシリンダーを、１０秒間で４０回振とうした。
（３）振とう直後に、メスシリンダーの底部から最も高い気泡面までの距離（気泡面高さ）を測定して、気泡面高さと液面高さの差を記録した。
【００７６】
抑泡性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：７ｍｍ未満
○：７ｍｍ以上〜２０ｍｍ未満
△：２０ｍｍ以上〜３５ｍｍ未満
×：３５ｍｍ以上
【００７７】
＜シリコンウエハの平坦性＞
シリコンウエハの平坦性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）被切断材として直径２５ｍｍの多結晶シリコンの円筒状ペレットを用い、ダイヤモンド固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー切断機（SOUTH BAY TECHNOLOGY製）で切断試験を実施した。
切断条件：クーラント流量２ｍｌ／分、平均ワイヤー走行速度２０ｍ／分、ワイヤー往復回数４００回／分、ワイヤー使用量０．１ｍ
（２） 切断後のウエハ表面粗さ（Ｒａ）をレーザー走査顕微鏡（株式会社キーエンス製、ＶＫ−８７１０）を用いて測定した。
【００７８】
シリコンウエハの平坦性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：Ｒａが０．１μｍ未満
○：Ｒａが０．１μｍ以上〜０．２μｍ未満
△：Ｒａが０．２μｍ以上〜０．３μｍ未満
×：Ｒａが０．３μｍ以上
【００７９】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜１１の本発明の切削液はいずれも、比熱が水の４．２に近く、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性ともに優れている。
一方、２個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例１は、抑泡性が不十分である。
２個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例２、およびＨＬＢが２０を超えるポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例３は、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性のいずれも劣る。一方、ＨＬＢが６．０未満の比較例４は水に溶解しない。
平均付加モル数のｍが３５０を超えるポリオキシアルキレン化合物を用いた比較例５は、浸透性、抑泡性およびシリコンウエハの平坦性が不十分である。
２価のアルコールであるプロピレングリコールを用いた比較例６は、浸透性、反応抑制性およびシリコンウエハの平坦性が劣る。
多価アルコールの代わりにトリエタノールアミンにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレン化合物を使用した比較例７は、反応抑制性、抑泡性およびシリコンウエハの平坦性がともに不十分である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、加工熱の冷却性が優れ、浸透性、水とシリコンとの反応抑制性、抑泡性が良好で、かつシリコンウエハの平坦性が優れるため、シリコンインゴットをスライスするときに使用する切削液して有用である。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットを切削加工して製造されたシリコンウエハは、例えば太陽電池用セル、メモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオード、ＬＳＩの電子材料として利用でき、これらの電子材料は、太陽光発電装置、パソコン、携帯電話、ディスプレー、オーディオ等に使用することができる。
また、本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、加工熱の冷却性および浸透性に優れるので、シリコンインゴッド以外に、水晶、炭化ケイ素、サファイヤ等の硬質な材料を切削するときに使用する切削液としても有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴットを切削するときに使用する含水切削液に関する。さらに詳しくは、冷却性が高く、優れた浸透性、シリコンと水との反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性を兼ね備えた含水切削液に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンインゴットのワイヤーによるスライス方法は、（１）遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、（２）電着や樹脂による接着でワイヤーに砥粒を固着した固定砥粒ワイヤーと含水切削液を用いる方法に大別される。
近年、固定砥粒ワイヤーによるスライス方法で用いられる含水切削液は、切削時に生じる摩擦熱の冷却性を高める目的や、有機溶剤による引火の危険性を低くして作業性を改善することを目的として、比熱の高い水を含有する含水切削液が開発されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
従来の含水切削液は、含水率を上げることで切削液自身の比熱は高められるものの、切削加工部への切削液の浸透性が低くなるために加工熱の冷却除熱が十分にできない、シリコンの加工精度が低い、という問題があった。
また、切削加工で生じるシリコンの切屑やシリコンウエハと水との反応抑制が不十分であり、水素ガスが発生して引火爆発の可能性がある。さらに、シリコンインゴットのスライス加工では切削液を循環して再使用することから、泡立つなどの問題があった。
【０００４】
近年、シリコンウエハの生産効率を高めることを目的とした、シリコンウエハの薄型化が進みつつある。
通常、ワイヤーの細線化やワイヤー間のピッチ幅を狭くすることでシリコンウエハの薄型化をするが、そのためにワイヤーとシリコンインゴットの接触面積が増して加工時の加工熱が増大するために、より冷却性の高い切削液の開発が望まれている。
また、シリコンウエハの薄型化は加工時のシリコンウエハ間隔が従来より狭くなるため、切削加工部への切削液の高い浸透性が求められる。
【０００５】
しかし、通常、シリコンウエハの薄型化やスライス加工時間の短縮をした場合、シリコンウエハ表面の平坦性は一般に悪化するという問題がある。
そこでその対策として、有機アミンのアルキレンオキサイド付加物を潤滑性成分として添加する方法が提案されている（例えば特許文献２）が、薄型化に対応できる平坦性のレベルに対する効果は未だ不十分である。
すなわち、近年における、シリコンウエハの平坦化工程の簡素化や、テクスチャー形成の高精度化の観点から、スライス加工後のシリコンウエハにおいて、より一層高い平坦性が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８２３３５号公報
【特許文献２】特開２００９−５７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の含水切削液は、加工熱の冷却性が高く、浸透性、水とシリコンとの反応抑制性、抑泡性に優れ、さらにシリコンウエハの平坦性が極めて良好であるシリコンインゴットスライス用含水切削液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、このポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液；この含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法；この含水切削液で固定砥粒方式でシリコンインゴットをスライスする製造方法；この含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスして製造されたシリコンウエハ；並びにこのシリコンウエハを用いて製造された電子材料である。
【０００９】
【化１】
【００１０】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、シリコンインゴットの切削工程において、加工熱の冷却性が高く、浸透性、水との反応抑制性、抑泡性に優れる。さらに過酷なスライス条件下でも被加工面の平坦性を高く維持できるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有する。そして、そのポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢ（親水性−疎水性バランス）とアルキレンオキサイドの平均付加モル数であるｍが特定の範囲にある。
【００１３】
本発明の含水切削液の第１の必須成分である３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、下記一般式（１）で表される。
【００１４】
【化２】
【００１５】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【００１６】
本発明で用いる３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの３個の水酸基を有する化合物；
ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリンなどの４個の水酸基を有する化合物；キシリトール、トリグリセリンなどの５個の水酸基を有する化合物；ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどの６個の水酸基を有する化合物；スクロースなどの８個の水酸基を有する化合物；ポリビニルアルコール、ポリグリセリンなどが挙げられる。
【００１７】
これらの３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のうち、好ましいのは、浸透性の観点から、３〜６個の水酸基を有する化合物である。さらに好ましくは、３個の水酸基を有するグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールである。
【００１８】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢは通常、６．０〜２０．０である。好ましくは１０．０〜１８．５である。この範囲であれば、さらに切削液の浸透性が優れて加工熱の冷却性がより向上する。
一方、６．０未満では、水への溶解性が困難になる。２０．０を超えると、シリコンと水との反応抑制性が悪化する。
【００１９】
ここでの「ＨＬＢ」とは、親水性と親油性のバランスを示す指標であって、例えば「界面活性剤入門」〔２００７年三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著〕２１２頁に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。
ＨＬＢ値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
ＨＬＢ＝１０×無機性／有機性
ＨＬＢを導き出すための有機性の値及び無機性の値については前記「界面活性剤入門」２１３頁に記載の表の値を用いて算出できる。
【００２０】
Ａ１Ｏは炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表し、具体例としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基などが挙げられる。
オキシエチレン基の場合はエチレンオキサイド、オキシプロピレン基の場合は１，２−プロピレンオキサイド、１，３−プロピレンオキサイド、オキシブチレン基の場合はテトラヒドロフラン、１，２−ブチレンオキサイドなどを用いることができる。
【００２１】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、１，２−ブチレンオキサイドのうちの１種を単独で付加させてもよいし、これらの２種以上を併用して付加させてもよい。
浸透性の観点から、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの２種の併用が好ましい。
【００２２】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）において、２種以上のアルキレンオキサイドまたはテトラヒドロフランを併用する際の付加形式はランダム状でもブロック状でもよく、また２種以上のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加する順番は問わない。
【００２３】
ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し、２種以上のアルキレンオキサイドを併用する場合は、２種以上の平均付加モル数の合計である。
ｍは通常１〜３５０の数であり、好ましくは１〜１００である。
ｍが１未満では、シリコンと水との反応抑制性が悪化する。一方、ｍが３５０を超えると切削液の粘度が高すぎるため、浸透性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性が低下する。
【００２４】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の式（２）中の−（Ａ１Ｏ）ｍ−は下記一般式（２）で表せる。
【００２５】
【化３】
【００２６】
［式（２）中、Ａ２Ｏはオキシエチレン基、Ａ３Ｏはオキシプロピレン基を表す。ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜２５０の数、ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜１００の数、ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加形式はランダム状でもブロック状でもよい。］
【００２７】
ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し、１〜２５０の数であり、水への溶解性、抑泡性およびシリコンウエハの浸透性の観点から、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５である。
【００２８】
ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し、１〜１００の数であり、シリコンと水との反応抑制性とシリコンウエハの平坦性の観点から、好ましくは１〜１５、さらに好ましくは１〜１２である。
【００２９】
ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。水への溶解性と切削加工部への切削液の浸透性の観点から、好ましくは、０．４〜０．７である。なお、ｎ＋ｋ＝ｍである。
【００３０】
本発明における３〜８個水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加状態はランダム状でもブロック状でもよく、３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）に付加する順番は問わない。
【００３１】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの３個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；ペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ジグリセリンなどの４個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；キシリトール、トリグリセリンなどの５個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどの６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物；スクロースなどの８個の水酸基を有する化合物；ポリビニルアルコール、ポリグリセリンなどのポリオキシアルキレン付加物が挙げられる。
【００３２】
本発明における３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）は、浸透性の観点から、３〜６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物が好ましい。
さらに好ましくは、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトールのポリオキシアルキレン付加物である。
【００３３】
本発明のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の具体例としては、グリセリンのエチレンオキサイド（以下、ＥＯと略称することがある。）４．８モルと１，２−プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略称することがある。）３．６モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ１７．１モルとＰＯ１２．９モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ３０．９モルとＰＯ２３．４モルのランダム付加物、グリセリンのＥＯ２３．７モルとＰＯ３５．７モルのランダム付加物などのグリセリンのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
グリセリンのＥＯ１２．０モルとＰＯ９．０モルのブロック付加物、グリセリンのＥＯ１１．３モルとＰＯ５７．７モルのブロック付加物などのグリセリンのＥＯ−ＰＯブロック付加物；
グリセリンのＰＯ１５．６モル付加物などのグリセリンのＰＯ付加物；
グリセリンのＥＯ７０．０モル付加物などのグリセリンのＥＯ付加物；
トリメチロールプロパンのＥＯ３０．３モルとＰＯ２３．１モルのランダム付加物などのトリメチロールプロパンのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
ペンタエリスリトールのＥＯ４０．４モルとＰＯ３０．８モルのランダム付加物などのペンタエリスリトールのＥＯ−ＰＯランダム付加物；
ペンタエリスリトールのＥＯ１９．６モルとＰＯ１２．０モルのブロック付加物などのペンタエリスリトールのＥＯ−ＰＯブロック付加物；
ソルビトールのＥＯ６０．６モルとＰＯ４５．６モルのランダム付加物などのソルビトールのＥＯ−ＰＯランダム付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいのは、浸透性と反応抑制性の観点から、グリセリンのＥＯ−ＰＯランダム付加物とグリセリンのＥＯ−ＰＯブロック付加物である。
【００３４】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の数平均分子量は、浸透性とポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の生産性の観点から、好ましくは４００〜１０，０００、さらに好ましくは４００〜６，０００である。
なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量である。
【００３５】
本発明におけるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の含有量は、使用時の切削液に対して０．１〜４０重量％である。好ましくは、０．４〜３０重量％であり、さらに好ましくは、０．４〜２５重量％である。
【００３６】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液に使用する水は、純水、イオン交換水、水道水、市水、工業用水等のいずれを用いてもよい。
【００３７】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液には、シリコンウエハの平坦性 を向上させる目的で、さらに脂肪族カルボン酸（Ｂ）を含有させることが好ましい。
【００３８】
この目的で使用される脂肪族カルボン酸（Ｂ）としては、カルボニル基の炭素原子を含めた炭素数が８または９である１価もしくは２価の直鎖もしくは分岐の脂肪族カルボン酸である。この脂肪族カルボン酸であると、切削液の抑泡性を維持したまま、シリコンウエハの平坦性をさらに向上できる。
【００３９】
この脂肪族カルボン酸（Ｂ）の具体例としては、１価のカプリル酸、ペラルゴン酸など；２価のスベリン酸、アゼライン酸などが挙げられる。
脂肪族カルボン酸（Ｂ）のうち好ましいのは、抑泡性とシリコンウエハの平坦性の観点からカプリル酸とアゼライン酸である。
【００４０】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液には、浸透性を向上させる目的で、さらに特定のノニオン界面活性剤を含有させることが好ましい。
【００４１】
この目的で使用される特定のノニオン界面活性剤はのＨＬＢが６．０〜８．５ のノニオン界面活性剤（Ｃ）であるが、必須成分であるポリオキシアルキレン付加物（Ａ）はこのノニオン界面活性剤（Ｃ）から除外する。ＨＬＢがこの範囲であると、切削液のシリコンに対する濡れ性が良好となり、さらに浸透性を向上させることができる。
【００４２】
ＨＬＢが６．０〜８．５であるノニオン界面活性剤（Ｃ）の具体例としては、ブタノールのＰＯ４．５モル付加物、プロピレングリコールのＥＯ４．５モルＰＯ２８．０モルのブロック付加物などのＨＬＢが６．０〜８．５である１価または２価アルコールのアルキレンオキサイド付加物（Ｃ１）；
ステアリルアミンのＥＯ３モルＰＯ３モルのランダム付加物、ジブチルアミンのＥＯ３．０モルとＰＯ１１．０のブロック付加物などのＨＬＢが６．０〜８．５であるアミンのアルキレンオキサイド付加物（Ｃ２）；
オレイン酸のＥＯ３．０モル付加物、ステアリン酸のＥＯ３．０モル付加物などの高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物（Ｃ３）などが挙げられる。
【００４３】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、ワイヤーによりシリコンインゴットをスライス加工する際、好適に使用できる。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスする方法として、遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒ワイヤーソーを用いる方法がある。本発明の含水切削液はいずれにも適用できるが、特に、固定砥粒ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法に適している。
【００４４】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、ワイヤーによりシリコンインゴットをスライスしてシリコンウエハを製造する際、好適に使用できる。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットをスライスしてシリコンウエハを製造する方法として、遊離砥粒を切削液に分散した砥粒スラリーを用いる方法、または砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒ワイヤーソーを用いる方法がある。本発明の含水切削液はいずれにも適用できるが、特に、固定砥粒ワイヤーソーを用いて、シリコンインゴットをスライスするシリコンウエハの製造方法に適している。
【００４５】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液とワイヤーを用いて、シリコンインゴットをスライスすることにより、シリコンウエハを製造することができる。上記の製造方法でスライスされたシリコンウエハは、太陽電池用シリコンウエハや半導体デバイス用シリコンウエハなどに使用できる。
【００４６】
上記のシリコンウエハは、太陽電池用セル、メモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオードなどの電子材料に使用する事ができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。
【００４８】
製造例１ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン９２部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド２０４部とプロピレンオキサイド２０４部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−１）（ｆ＝３；ｍ＝２．８；ｎ＝１．６；ｋ＝１．２；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量５００；ＨＬＢ＝１７．５）を得た。なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量である。
【００４９】
製造例２ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−２）の製造＞
製造例１において、グリセリンを２９部、エチレンオキサイドを２３８部、プロピレンオキサイドを２３８部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−２）（ｆ＝３；ｍ＝１２．０；ｎ＝５．７；ｋ＝４．３；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量１，６００；ＨＬＢ＝１３．３）を得た。
【００５０】
製造例３ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−３）の製造＞
製造例１において、グリセリンを１６．４部、エチレンオキサイドを２４１部、プロピレンオキサイドを２４１部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−３）（ｆ＝３；ｍ＝１８．１；ｎ＝１０．３；ｋ＝７．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量２，８００；ＨＬＢ＝１２．６）を得た。
【００５１】
製造例４ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−４）の製造＞
製造例１において、グリセリンを１４．４部、エチレンオキサイドを１６３部、プロピレンオキサイドを３２３部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−４）（ｆ＝３；ｍ＝１９．８；ｎ＝７．９；ｋ＝１１．９；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．４０；数平均分子量３，２００；ＨＬＢ＝１０．０）を得た。
【００５２】
製造例５ ＜トリメチロールプロパンのEO−POランダム付加物（Ａ−５）の製造＞
製造例１において、グリセリンをトリメチロールプロパン２３．９部に変更し、エチレンオキサイドを２３８部、プロピレンオキサイドを２３８部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ−５）（ｆ＝３；ｍ＝１７．８；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．７；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量２，８００；ＨＬＢ＝１２．３）を得た。
【００５３】
製造例６ ＜ペンタエリスリトールのEO−POランダム付加物（Ａ−６）の製造＞
製造例１において、グリセリンをペンタエリスリトール１８．４部に変更し、エチレンオキサイドを２４１部、プロピレンオキサイドを２４１部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のペンタエリスリトールのEO−POランダム付加物（Ａ−６）（ｆ＝４；ｍ＝１７．８；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．７；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量３，７００；ＨＬＢ＝１２．５）を得た。
【００５４】
製造例７ ＜ソルビトールのEO−POランダム付加物（Ａ−７）の製造＞
製造例１において、グリセリンをソルビトール１６．６部に変更し、エチレンオキサイドを２４２部、プロピレンオキサイドを２４２部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、本発明のソルビトールのEO−POランダム付加物（Ａ−７）（ｆ＝６；ｍ＝１７．７；ｎ＝１０．１；ｋ＝７．６；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量５，５００；ＨＬＢ＝１２．７）を得た。
【００５５】
製造例８ ＜グリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−８）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリンのエチレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；６２０）２６７部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド２２８部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−８）（ｆ＝３；ｍ＝７．０；ｎ＝４．０；ｋ＝３．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５７；数平均分子量１，１５０；ＨＬＢ＝１４．１）を得た。
【００５６】
製造例９ ＜グリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−９）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリンのエチレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；６００）７４．５部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４２３部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのEO−POブロック付加物（Ａ−９）（ｆ＝３；ｍ＝２１．６；ｎ＝３．８；ｋ＝１７．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．１８；数平均分子量３，７００；ＨＬＢ＝７．０）を得た。
【００５７】
製造例１０ ＜ペンタエリスリトールのEO−POブロック付加物（Ａ−１０）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にペンタエリスリトールのプロピレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；８３０）２４４部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド２５６部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のペンタエリスリトールのEO−POブロック付加物（Ａ−１０）（ｆ＝４；ｍ＝７．９；ｎ＝４．９；ｋ＝３．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．６２；数平均分子量１，７００；ＨＬＢ＝１４．４）を得た。
【００５８】
製造例１１ ＜グリセリンのPO付加物（Ａ−１１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン４６．０部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４５４部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて本発明のグリセリンのPO付加物（Ａ−１０）（ｆ＝３；ｍ＝５．２；ｎ＝０；ｋ＝５．２；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０；数平均分子量１，０００；ＨＬＢ＝７．４）を得た。
【００５９】
製造例１２ ＜プロピレングリコールのＥＯ−PO付加物（Ｃ−１）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にプロピレングリコールのプロピレンオキサイド付加重合物（数平均分子量；１，７００）４４８部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド５２部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のプロピレングリコールのＥＯ−PO付加物（Ｃ−１）（ＨＬＢ＝６．７）を得た。
【００６０】
製造例１３ ＜ステアリルアミンのEO−POランダム付加物（Ｃ−２）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にステアリルアミン２３４部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、７０〜９０℃でエチレンオキサイド１１５部とプロピレンオキサイド１５１部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、本発明のステアリルアミンのEO−POランダム付加物（Ｃ−２）（ＨＬＢ＝８．１）を得た。
【００６１】
製造例１４ ＜ジエチレングリコールのEO−POランダム付加物（Ａ’−１）の製造＞
グリセリンをジエチレングリコール５３部に替え、エチレンオキサイドを２１８部、プロピレンオキサイドを２３０部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、比較のためのジエチレングリコールのEO−POランダム付加物（Ａ’−１）（ｆ＝２；ｍ＝８．９；ｎ＝４．９；ｋ＝４．０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．５５；数平均分子量１，０００；ＨＬＢ＝１２．８）を得た。
【００６２】
製造例１５ ＜グリセリンのEO付加物（Ａ’−３）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン３３部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド４６９部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて比較のためのグリセリンのEO付加物（Ａ’−３）（ｆ＝３；ｍ＝９．９；ｎ＝９．９；ｋ＝０；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝１．００；数平均分子量１，４００；ＨＬＢ＝２０．４）を得た。
【００６３】
製造例１６ ＜グリセリンのPO付加物（Ａ’−４）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にグリセリン２５．５部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でプロピレンオキサイド４７４部を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて比較のためのグリセリンのPO付加物（Ａ’−４）（ｆ＝３；ｍ＝９．８；ｎ＝０；ｋ＝９．８；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０；数平均分子量１，８００；ＨＬＢ＝５．８）を得た。
【００６４】
製造例１７ ＜グリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ’−５）の製造＞
グリセリンを０．８７部、エチレンオキサイドを３２６部、プロピレンオキサイドを１７３部とした以外は、製造例１と同様な操作を行い、比較のためのグリセリンのEO−POランダム付加物（Ａ’−５）（ｆ＝３；ｍ＝３６５；ｎ＝２６０；ｋ＝１０５；ｎ／（ｎ＋ｋ）＝０．７２；数平均分子量５２，７００；ＨＬＢ＝１３．９）を得た。
【００６５】
製造例１８ ＜トリエタノールアミンのEO−PO付加物（Ａ’−７）の製造＞
ステンレス製加圧反応装置にトリエタノールアミン３７．３部と水酸化ナトリウム０．０５部を仕込み、窒素置換後に、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド１１４部とプロピレンオキサイド３４９部の混合液を約４時間で圧入した。
同温度でさらに１０時間反応させて、比較のためのトリエタノールアミンのEO−PO付加物（Ａ’−７）（数平均分子量２，０００）を得た。
【００６６】
実施例１〜１１および比較例１〜７
表１記載の配合比（重量部）で各成分を配合し、実施例１〜１１および比較例１〜７の切削液を調製して、浸透性、反応抑制性、抑泡性、およびシリコンウエハの平坦性の性能評価を行った。
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、表１中の「ＰＥＧ−６０００（Ａ’−２）」は三洋化成工業（株）製のＰＥＧ−６０００（数平均分子量が６，０００のポリオキシエチレングリコール）を用いた。
【００６９】
実施例１〜１１および比較例１〜７の切削液の比熱を測定した。また、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性を、下記の方法で評価した。
【００７０】
＜比熱の測定＞
切削液の２５℃における比熱は、示差走査熱量計（パーキンエルマー社製）を用いて測定した。その結果を表１に示す。
【００７１】
＜浸透性の評価＞
浸透性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）２５ｍｍ角の多結晶シリコンインゴットに、幅０．２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝を、ダイヤモンド固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー切断機（SOUTH BAY TECHNOLOGY製）を用いて形成し、試験片とした。
（２）この試験片を溝の長さ方向が水平になるように固定した状態で、溝の端に切削液をスポイト一滴分（０．０２ｇ）を付着させた。
（３）溝に切削液を付着させてから、付着させた反対の溝の端に、切削液が毛細管現象で到達するのに要する時間を記録した。
【００７２】
浸透性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：１０秒未満
○：１０秒以上〜１５秒未満
△：１５秒以上〜２０秒未満
×：２０秒以上
【００７３】
＜水素発生量による反応抑制性の評価＞
水とシリコンの反応による水素発生の抑制性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）切削液８０ｇにシリコンインゴッドの切り屑を想定したケイ素粉末（高純度化学研究所社製；粒子径１μｍ以下）２０ｇを配合し、ディスパーサーを用いて３０００回転で１分間攪拌分散してケイ素粉末を含む切削液を得た。
（２）上記で調製したケイ素粉末を含む切削液が入ったガラスサンプル瓶の口に、ガラス管を通したゴム栓でそのサンプル瓶の封をし、水を満たして逆さに水槽に伏せたメスシリンダーにそのガラス管の他端を導入し、発生した水素ガスをメスシリンダー内部の水と置換させるようにセットした。
（３）これらの水槽、メスシリンダー、ガラス管およびスラリーの入ったサンプル瓶の一連のセットを、６０℃の恒温高温槽に２時間静置し、その間に発生する水素を水上置換法にてメスシリンダーに回収して水素発生量を測定した。
【００７４】
反応抑制性の評価は以下の判断基準に従って行った。
○：水素ガス発生量が４ｍＬ未満
△：水素ガス発生量が４ｍＬ以上〜８ｍＬ未満
×：水素ガス発生量が８ｍＬ以上
【００７５】
＜抑泡性の評価＞
抑泡性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）内径３ｃｍの１００ｍＬの共栓付きメスシリンダーに、切削液を４０ｍＬ入れ、メスシリンダーの底部から液面までの距離（液面高さ）を記録した。
（２）切削液が入ったメスシリンダーを、１０秒間で４０回振とうした。
（３）振とう直後に、メスシリンダーの底部から最も高い気泡面までの距離（気泡面高さ）を測定して、気泡面高さと液面高さの差を記録した。
【００７６】
抑泡性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：７ｍｍ未満
○：７ｍｍ以上〜２０ｍｍ未満
△：２０ｍｍ以上〜３５ｍｍ未満
×：３５ｍｍ以上
【００７７】
＜シリコンウエハの平坦性＞
シリコンウエハの平坦性の評価は以下に示す方法で行った。
（１）被切断材として直径２５ｍｍの多結晶シリコンの円筒状ペレットを用い、ダイヤモンド固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー切断機（SOUTH BAY TECHNOLOGY製）で切断試験を実施した。
切断条件：クーラント流量２ｍｌ／分、平均ワイヤー走行速度２０ｍ／分、ワイヤー往復回数４００回／分、ワイヤー使用量０．１ｍ
（２） 切断後のウエハ表面粗さ（Ｒａ）をレーザー走査顕微鏡（株式会社キーエンス製、ＶＫ−８７１０）を用いて測定した。
【００７８】
シリコンウエハの平坦性の評価は以下の判断基準に従って行った。
◎：Ｒａが０．１μｍ未満
○：Ｒａが０．１μｍ以上〜０．２μｍ未満
△：Ｒａが０．２μｍ以上〜０．３μｍ未満
×：Ｒａが０．３μｍ以上
【００７９】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜１１の本発明の切削液はいずれも、比熱が水の４．２に近く、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性ともに優れている。
一方、２個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例１は、抑泡性が不十分である。
２個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例２、およびＨＬＢが２０を超えるポリオキシアルキレン付加物を用いた比較例３は、浸透性、反応抑制性、抑泡性、シリコンウエハの平坦性のいずれも劣る。一方、ＨＬＢが６．０未満の比較例４は水に溶解しない。
平均付加モル数のｍが３５０を超えるポリオキシアルキレン化合物を用いた比較例５は、浸透性、抑泡性およびシリコンウエハの平坦性が不十分である。
２価のアルコールであるプロピレングリコールを用いた比較例６は、浸透性、反応抑制性およびシリコンウエハの平坦性が劣る。
多価アルコールの代わりにトリエタノールアミンにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレン化合物を使用した比較例７は、反応抑制性、抑泡性およびシリコンウエハの平坦性がともに不十分である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、加工熱の冷却性が優れ、浸透性、水とシリコンとの反応抑制性、抑泡性が良好で、かつシリコンウエハの平坦性が優れるため、シリコンインゴットをスライスするときに使用する切削液して有用である。
本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液を用いてシリコンインゴットを切削加工して製造されたシリコンウエハは、例えば太陽電池用セル、メモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオード、ＬＳＩの電子材料として利用でき、これらの電子材料は、太陽光発電装置、パソコン、携帯電話、ディスプレー、オーディオ等に使用することができる。
また、本発明のシリコンインゴットスライス用含水切削液は、加工熱の冷却性および浸透性に優れるので、シリコンインゴッド以外に、水晶、炭化ケイ素、サファイヤ等の硬質な材料を切削するときに使用する切削液としても有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化１】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【請求項２】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）中の−（Ａ１Ｏ）ｍ−が下記一般式（２）で表される請求項１記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化２】
［式（２）中、Ａ２Ｏはオキシエチレン基、Ａ３Ｏはオキシプロピレン基を表す。ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜２５０の数、ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜１００の数、ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを併用する際のその付加形式はランダム状でもブロック状でもよい。］
【請求項３】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）中のｎ／（ｎ＋ｋ）が０．４〜０．７である請求項１または２記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項４】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の数平均分子量が４００〜１０，０００である請求項１〜３いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項５】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが、１０．０〜１８．５である請求項１〜４いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項６】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）が、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトールからなる群より選ばれる１種以上の３〜６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物である請求項１〜５いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項７】
切削液中の該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の使用時の含有量が０．１〜４０重量％である請求項１〜６いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項８】
さらに、カルボニル基の炭素原子を含めた炭素数が８または９の１価もしくは２価の脂肪族カルボン酸（Ｂ）を含有する請求項１〜７いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項９】
さらにＨＬＢが６．０〜８．５であるノニオン界面活性剤（Ｃ）を含有する請求項１〜８いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法。
【請求項１１】
請求項１〜９いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いてシリコンインゴットをスライスするシリコンウエハの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の製造方法でシリコンインゴットをスライスして製造されたシリコンウエハ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシリコンウエハを用いて製造された電子材料。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシリコンウエハを用いて製造された太陽電池用セル。
【請求項１】
下記一般式（１）で表される３〜８個の水酸基を有する化合物（ａ）のポリオキシアルキレン付加物（Ａ）と水を必須成分として含有し、該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが６．０〜２０．０であることを特徴とするシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化１】
［式（１）中、Ｒは３〜８個の水酸基を有する化合物から水酸基を除いた残基、（Ａ１Ｏ）は炭素数が２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｍは炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜３５０の数、ｆは３〜８の整数である。］
【請求項２】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）中の−（Ａ１Ｏ）ｍ−が下記一般式（２）で表される請求項１記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【化２】
［式（２）中、Ａ２Ｏはオキシエチレン基、Ａ３Ｏはオキシプロピレン基を表す。ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜２５０の数、ｋはプロピレンオキサイドの平均付加モル数を表し１〜１００の数、ｎ／（ｎ＋ｋ）は０．１〜０．９である。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを併用する際のその付加形式はランダム状でもブロック状でもよい。］
【請求項３】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）中のｎ／（ｎ＋ｋ）が０．４〜０．７である請求項１または２記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項４】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の数平均分子量が４００〜１０，０００である請求項１〜３いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項５】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）のＨＬＢが、１０．０〜１８．５である請求項１〜４いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項６】
該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）が、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトールからなる群より選ばれる１種以上の３〜６個の水酸基を有する化合物のポリオキシアルキレン付加物である請求項１〜５いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項７】
切削液中の該ポリオキシアルキレン付加物（Ａ）の使用時の含有量が０．１〜４０重量％である請求項１〜６いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項８】
さらに、カルボニル基の炭素原子を含めた炭素数が８または９の１価もしくは２価の脂肪族カルボン酸（Ｂ）を含有する請求項１〜７いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項９】
さらにＨＬＢが６．０〜８．５であるノニオン界面活性剤（Ｃ）を含有する請求項１〜８いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いるシリコンインゴットのスライス方法。
【請求項１１】
請求項１〜９いずれか記載のシリコンインゴットスライス用含水切削液と砥粒がワイヤーに固着された固定砥粒用ワイヤーソーを用いてシリコンインゴットをスライスするシリコンウエハの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の製造方法でシリコンインゴットをスライスして製造されたシリコンウエハ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシリコンウエハを用いて製造された電子材料。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシリコンウエハを用いて製造された太陽電池用セル。
【公開番号】特開２０１３−４７３１９（Ｐ２０１３−４７３１９Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７６０７７（Ｐ２０１２−７６０７７）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]