加工液、加工液用组合物和脆性材料加工液组合物的制作方法

本发明涉及加工液、加工液用组合物和脆性材料加工液组合物。

背景技术：

1、在半导体制品的制造中，以良好的精度对作为脆性材料的硅锭进行切削加工是重要的，在硅锭的切削加工中，从加工精度和生产率的观点出发，通常利用线锯加工。

2、另外，线锯加工在陶瓷、石英、蓝宝石、玻璃等材料的加工中也可利用。

3、一般来说，作为使用线锯的加工方法，可列举出：边对线材与被加工物的滑动部供给游离磨料边进行加工的游离磨料方式、以及使用在线材的表面预先固定有磨料的线材来进行加工的固定磨料方式。

4、另外，在两种方式的线锯加工中，出于提高切削加工时的加工效率、抑制被加工材料与被加工材料的加工工具的摩擦、降低因加工而产生的摩擦热、延长工具寿命的效果、去除切屑等目的而使用加工液(冷却剂)。

5、作为在前述用途等中使用的加工液，包含：以矿物油、动植物油、合成油等作为主成分的油系加工液；以及配混具备表面活性能力的化合物来赋予水溶性的水系加工液。

6、近年来，从操作时的安全性、环境问题的观点出发，逐渐使用赋予了水溶性的加工液。

7、例如，专利文献1公开了一种硅锭切片用水溶性切削液，其特征在于，作为必须成分，含有数均分子量为500以下且具有特定结构的聚氧亚烷基加成物、以及碳原子数(包括羰基的碳)为4～10的一元或二元的脂肪族羧酸或其盐。

8、专利文献2公开了一种固定磨料线锯用水溶性加工液组合物，其特征在于，其为用于切割稀土磁铁的固定磨料线锯用水溶性加工液组合物，其是分别以特定的含量含有二醇类、羧酸、溶解于水而显碱性的化合物和水而成的(其中，这些成分的合计为100重量份)。

9、专利文献3公开了一种脆性材料加工液，其分别以特定的含量含有：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上；hlb值为6以上且分子结构中的环氧乙烷的加成摩尔数为5以上的环氧乙烷加成物，且该环氧乙烷加成物为不具有乙炔基的非离子表面活性剂；以及羧酸。

10、现有技术文献

11、专利文献

12、专利文献1：日本特开2011-68884号公报

13、专利文献2：日本特开2003-82335号公报

14、专利文献3：日本特开2018-154762号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、一般来说，前述两种方式的线锯加工方法为了从前述硅锭中一次切出多个硅晶片而使用多线锯装置。在多线锯装置中，在以规定间隔雕刻有多个槽的2个以上的导辊上的各槽中各卷绕1根线材，各线材以规定的张力平行保持。并且，在切割加工时，使各导辊发生旋转，边使从喷嘴等喷出的加工液附着于线材，边使该线材沿着一个方向或两个方向行进，将硅锭按压至附着有加工液的线材来进行切割。

3、该线锯加工中使用的加工液被投入至线锯装置所具备的罐中，利用线锯装置所具备的泵从该罐供给至加工室喷嘴，并从该喷嘴喷出。从喷嘴喷出的加工液朝着加工间隙(线材与硅锭的间隙)进行供给，在用于加工间隙的润滑等后，再次返回至前述罐中。像这样，在硅锭的切割中，加工液在线锯装置内循环。

4、在该切割加工时，有时因与线材高线速化相伴的导辊的高速旋转等而使加工液剧烈飞散，导致加工液起泡。另外，在该切割加工时，有时因加工液流落至位于线锯装置下部的罐中而导致罐内的加工液剧烈起泡、从罐中溢出。进而存在如下问题：在该切割加工中产生的微细切粉会助长加工液的起泡的问题；以及线锯和切出的晶片等被该切粉严重污染，用于对它们进行清洗的负担变大的问题。

5、另外，例如近年来在由前述硅锭生产硅晶片的领域中，要求进一步提高生产率，从能够通过游离磨料方式在短时间内进行切割且能够使用更细的线材工具来提高成品率等理由出发，逐渐广泛使用固定磨料方式。

6、像这样，对于加工液而言，在适度的润滑性这一以往要求的基础上，如果能够抑制使用加工液时的起泡、提高切粉的清净性，则也有助于更稳定的生产、加工精度的提高。另外，如上所述那样，近年来要求赋予了水溶性的加工液。

7、因此，寻求润滑性、消泡性和清净性的平衡更优异的加工液。

8、本发明是鉴于以上的问题点而进行的，本发明的课题是提供润滑性、消泡性和清净性优异的加工液。

9、用于解决问题的手段

10、本发明人进行深入研究的结果发现：含有水和特定成分且各成分的含量满足特定范围的加工液能够解决前述课题。本发明的各实施方式是根据该见解而完成的。即，根据本发明的各实施方式，提供以下的[1]～[17]。

11、[1]加工液，其包含：

12、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

13、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

14、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上；以及

15、成分(d)：水，

16、成分(a)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.010质量％以上，

17、成分(b)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.005质量％以上且0.090质量％以下，并且

18、成分(c)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.006质量％以上。

19、[2]根据前述[1]所述的加工液，其中，成分(a)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.200质量％以下。

20、[3]根据前述[1]或[2]所述的加工液，其中，成分(c)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.100质量％以下。

21、[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的加工液，其中，成分(a)是1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与环氧丙烷的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物。

22、[5]根据前述[1]～[4]中任一项所述的加工液，其中，成分(b)是1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与环氧丙烷的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物。

23、[6]根据前述[1]～[5]中任一项所述的加工液，其中，成分(a)的含量与成分(b)的含量之比〔(a)/(b)〕以质量比计为1.00以上。

24、[7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的加工液，其中，成分(a)和成分(b)的总含量与成分(c)的含量之比〔(a)+(b)/(c)〕以质量比计为1.00以上。

25、[8]根据前述[1]～[7]中任一项所述的加工液，其中，成分(d)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为95.000质量％以上且99.979质量％以下。

26、[9]根据前述[1]～[8]中任一项所述的加工液，其ph为3.0以上且9.0以下。

27、[10]根据前述[1]～[9]中任一项所述的加工液，其在使用线材对包含脆性材料的被加工材料进行加工时使用。

28、[11]根据前述[10]所述的加工液，其中，前述线材为固定磨料线材。

29、[12]根据前述[10]或[11]所述的加工液，其中，前述脆性材料为结晶硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、钕磁铁、水晶或玻璃。

30、[13]前述[1]～[12]中任一项所述的加工液的制造方法，其中，至少配混如下成分：

31、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

32、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

33、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上；以及

34、成分(d)：水，

35、按照成分(a)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.010质量％以上、成分(b)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.005质量％以上且0.090质量％以下、并且成分(c)的含量以加工液的总量100质量％为基准计为0.006质量％以上的方式进行配混，得到加工液。

36、[14]加工液用组合物，其包含：

37、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

38、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

39、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上；以及

40、成分(d)：水，

41、成分(a)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.200质量％以上，

42、成分(b)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.100质量％以上且92.000质量％以下，并且

43、成分(c)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.120质量％以上。

44、[15]前述[14]所述的脆性材料加工液用组合物的制造方法，其中，至少配混如下成分：

45、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

46、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

47、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上；以及

48、成分(d)：水，

49、按照成分(a)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.200质量％以上、成分(b)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.100质量％以上且92.000质量％以下、并且成分(c)的含量以加工液用组合物的总量100质量％为基准计为0.120质量％以上的方式进行配混，得到加工液用组合物。

50、[16]脆性材料加工液组合物，其包含添加剂混合物和成分(d)：水，所述添加剂混合物包含下述成分(a)～(c)，

51、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

52、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

53、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上，

54、前述添加剂混合物中，

55、成分(a)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为20.00质量％以上，

56、成分(b)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为5.00质量％以上且53.50质量％以下，并且

57、成分(c)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为5.00质量％以上。

58、[17]前述[16]所述的脆性材料加工液组合物的制造方法，其中，至少配混包含下述成分(a)～(c)的添加剂混合物和成分(d)：水，

59、成分(a)：1质量％水溶液的浊化点为20℃以上且50℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

60、成分(b)：1质量％水溶液的浊化点超过50℃且为80℃以下、包含环氧乙烷与除环氧乙烷之外的环氧烷烃的共聚部位、且不具有乙炔基的化合物；

61、成分(c)：选自hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇和hlb值为4以上且12以下的乙炔二醇的环氧烷烃加成物中的1种以上，

62、按照前述添加剂混合物中的成分(a)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为20.00质量％以上、成分(b)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为5.00质量％以上且53.50质量％以下、并且成分(c)的含量以前述添加剂混合物的总量100质量％为基准计为5.00质量％以上的方式进行配混，得到脆性材料加工液组合物。

63、发明效果

64、根据本发明，可提供润滑性、消泡性和清净性优异的加工液。