(57)【要約】【課題】    切削抵抗を低減することによりウエハの表面精度を良好にすることが可能で、かつワイヤーや装置の腐食や水素発生を抑制することができるシリコンインゴットスライス用切削液を提供する。【解決手段】    有機還元剤（Ａ）と水を必須成分として含有し、使用時のｐＨが４．０〜８．０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切削液を用いる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機還元剤（Ａ）と水を必須成分として含有し、使用時のｐＨが４．０〜８．０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切削液。
【請求項２】
該有機還元剤（Ａ）がフェノール化合物（Ａ１）およびレダクトン類（Ａ２）からなる群より選ばれる１種以上である請求項１記載のシリコンインゴットスライス用切削液。
【請求項３】
該有機還元剤（Ａ）が、没食子酸、アスコルビン酸、グルコース、アラビトール、ギ酸およびクエン酸からなる群より選ばれる1種以上である請求項１記載のシリコンインゴットスライス用切削液。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載のシリコンインゴットスライス用切削液を用いて、固定砥粒によりシリコンインゴットを切断する工程を含むシリコンウエハの製造方法。
【請求項５】
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。
【請求項６】
請求項５に記載のシリコンウエハを用いて製造された電子材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定砥粒ワイヤーソーを用いてシリコンインゴットを切削（スライス）するときに使用する切削液に関する。
さらに詳しくは、切削時のワイヤーとの抵抗を低減することでウエハ表面精度を向上させることができる切削液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコンインゴットを切削するときにはワイヤーソーが用いられている。
ワイヤーソーによる切削には、電着などで砥粒を固定したワイヤーを用いる固定砥粒方式と、切削液に砥粒を分散させたスラリーを用いる遊離砥粒方式があり、切削時間の短縮や砥粒の使用量の削減といったメリットから固定砥粒方式が広まってきている。
近年、コストを抑えるために、ウエハの厚みのさらなる薄型化やカーフロス（切りしろ）の低減が求められている。しかし、ウエハの薄型化やカーフロスの低減のためには、スクラッチの発生を抑えたり平坦性を向上させるといった表面精度の向上が従来以上に必要となる。
そこで、硝酸とフッ化水素酸などの酸成分（例えば特許文献１）を用いたり、水酸化ナトリウムなどのアルカリ成分（たとえば特許文献２）を用いてシリコンに対するエッチング作用を利用して切削時の抵抗を低減することでウエハの表面精度を向上させる切削液が提案されている。
【０００３】
しかし、酸成分によるエッチングではワイヤーや装置の腐食が問題となっており、一方、アルカリ成分によるエッチングではシリコンと水の反応で水素が発生しやすく、引火の危険性が問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１２９１７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明では、切削抵抗を低減することによりウエハの表面精度を良好にすることが可能で、かつワイヤーや装置の腐食や水素発生を抑制することができるシリコンインゴットスライス用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】
【０００６】
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、有機還元剤（Ａ）と水を必須成分として含有し、使用時のｐＨが４．０〜８．０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切削液である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の切削液はシリコンインゴットの切削工程において、従来と比較して表面精度の高いウエハを得ることができる。
また、装置の腐食や水素の発生といった問題を起こさない。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の切削液は、有機還元剤（Ａ）と水を必須成分として含有し、使用時のｐＨが４．０〜８．０であることを特徴とする切削液である。
【０００９】
本発明において、有機還元剤とは、酸化還元反応において、他の化学種を還元する有機化合物のことを指す。
このような有機還元剤（Ａ）としては、還元性のフェノール化合物（Ａ１）、還元性のレダクトン類（Ａ２）およびそのエステルまたは塩、還元性の糖（Ａ３）、還元性の糖アルコール（Ａ４）、還元性の有機酸類（Ａ５）およびそのエステルまたは塩、還元性のアルデヒド類（Ａ６）、還元性のアミン（Ａ７）およびその塩が挙げられ、以下のものが例示できる。
【００１０】
還元性のフェノール化合物（Ａ１）としては、１価フェノール及びポリフェノールが挙げられる。
１価フェノールとしては、３−ヒドロキシフラボン及びトコフェロール（α−、β−、γ−、δ−、ε−又はη−トコフェロール等）等が挙げられる。
ポリフェノールとしては、没食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、ピロカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ナフトレゾルシノール、ピロガロール及びフロログルシノール等が挙げられる。
これらのうち、好ましいのは没食子酸である。
【００１１】
還元性のレダクトン類（Ａ２）としては、Ｌ−アスコルビン酸、イソアスコルビン酸およびこれらのエステル（、Ｌ−アスコルビン酸硫酸エステル、Ｌ−アスコルビン酸リン酸エステル、Ｌ−アスコルビン酸２−グルコシド、Ｌ−アスコルビン酸パルミチン酸エステル、テトライソパルミチン酸Ｌ−アスコルビル、アスコルビン酸イソパルミネート、エリソルビン酸、エリソルビン酸リン酸エステル、エリソルビン酸パルミチン酸エステル、テトライソパルミチン酸エリソビル）及びこれらの塩等が挙げられる。
これらのうち、好ましいのは、Ｌ−アスコルビン酸である。
【００１２】
還元性の糖（Ａ３）としては、グルコース、マンノース、ガラクトース、マルトース、ラクトース等が挙げられる。
【００１３】
還元性の糖アルコール（Ａ４）としては、アラビトール、アドニトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール及びズルシトール等が挙げられる。
【００１４】
還元性の有機酸類（Ａ５）およびこれらの塩としては、ケトグルタル酸、グルコン酸、ケトグロン酸、ギ酸、コハク酸、乳酸、リンゴ酸、酪酸、マレイン酸、２−オキソプロパン酸、マロン酸およびこれらの塩が挙げられる。
【００１５】
還元性のアルデヒド類（Ａ６）としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド及びビニルアルデヒド、ベンズアルデヒド及びシンナムアルデヒド等が挙げられる。
【００１６】
還元性のアミン（Ａ７）としては、アルキルアミン、アルカノールアミン、アルキレンジアミン、環状アミン、芳香族アミン、アミジン化合物、ポリ（ｎ＝２〜５）アルキレン（炭素数２〜６）ポリ（ｎ＝３〜６）アミン等が挙げられる。
【００１７】
これらの有機還元剤（Ａ）のうち、ウエハの表面精度の観点で、還元性のフェノール化合物（Ａ１）、還元性のレダクトン類（Ａ２）、還元性の糖（Ａ３）、還元性の糖アルコール（Ａ４）および還元性の有機酸（Ａ５）が好ましく、さらに好ましくは還元性のフェノール化合物（Ａ１）および還元性のレダクトン類（Ａ２）である。
【００１８】
具体的には、没食子酸、アスコルビン酸、グルコース、アラビトール、ギ酸、クエン酸、およびこれらの塩等が好ましく、特に没食子酸およびアスコルビン酸が好ましい。
なお（Ａ）は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
本発明の切削液中の使用時における有機還元剤（Ａ）の含有量は０．０００１〜１０重量％であり、平坦性の観点から好ましくは０．００１〜１重量％である。
【００２０】
本発明の切削液のもう１つの必須成分である水としては、超純水、イオン交換水、ＲＯ水、蒸留水、水道水が挙げられるが、特に限定されない。
【００２１】
本発明の切削液は、さらに、潤滑剤、粘度調整剤を含有してもよい。
潤滑剤としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。
潤滑剤の含有量は、切削液の重量１００重量％のうち、通常０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜１重量％、さらに好ましくは０．０１〜０．５重量％である。０．０１重量％未満では潤滑性が不十分であり、１０重量％を超えると抑泡性が不十分である。
【００２２】
粘度調整剤としては、ポリエチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
【００２３】
本発明の切削液は、ワイヤーソーによりシリコンインゴットをスライス加工する際に好適に使用され、スライス加工後に表面精度の高いウエハを得ることができる。
【００２４】
シリコンインゴットをスライス加工する方法として、遊離砥粒及び固定砥粒ワイヤーを用いる方法が挙げられる。本発明の切削液はどちらの方法でも使用できるが、固定砥粒ワイヤーを用いたシリコンインゴットのスライジング加工に特に適している。
【００２５】
本発明の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を用いて製造される電子材料としては、例えばメモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオード、ＣＣＤ、太陽電池、ＩＣ、ＬＳＩ等が挙げられる。
【実施例】
【００２６】
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。
【００２７】
表１に記載の部数で配合して実施例１、２および比較例１〜３の切削液を作成した。
【００２８】
【表１】
2012253105.tif 000002
【００２９】
得られた切削液について、ｐＨの測定、ウエハの表面粗さ、スクラッチ抑制性、摩擦係数、耐腐食性、水素発生量による反応抑制性の評価を行った。その結果を表１に示す。
なお、ｐＨメーターで２５℃におけるｐＨを測定した。
【００３０】
＜ウエハ表面粗さの評価＞
被切断材として市販の２５ｍｍ四方の単結晶シリコンインゴットを用い、固定砥粒ワイヤー、シングルワイヤーソー型切断機「８５０」（ＳＯＵＴＨ  ＢＡＹ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製）を用いて、切削液流量が５０ｍｌ／分、ＳＰＥＥＤ  ＣＯＮＴＲＯＬが３の切断条件で切断試験を行った。
切断後のウエハ表面粗さ（Ｒａ）を原子間力顕微鏡「Ｅ−Ｓｗｅｅｐ」（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）を用いて測定した。
【００３１】
下記の判定基準に従い、表面粗さを評価した。
○：Ｒａが０．５μｍ未満
△：Ｒａが０．５μｍ〜０．８μｍ
×：Ｒａが０．８μｍ以上
【００３２】
＜スクラッチの評価＞
ウエハ表面粗さを評価した後のウエハをレーザー顕微鏡「ＶＫ−８７００」（株式会社キーエンス製）を用いて、ウエハの３ヶ所について５０倍の倍率で２７０×２０２μｍの範囲で発生したスクラッチを観察した。その３ヶ所のスクラッチの数の合計で下記の判定基準で評価した。    
○：０〜３個
△：４〜７個
×：８個以上
【００３３】
＜耐腐食性の評価＞
（１）被めっき物の調製
鉄製のテストピース（商品名：「ＳＰＣＣ−ＳＤテストピース」、パルテック社製、厚さ０．６ｍｍ）を、縦２．０ｃｍ×横０．８ｃｍに切断し、金属表面を紙やすり（商品名：Ｗｅｔｏｒｄｒｙ  Ｔｒｉ−Ｍ−ｉｔｅ  Ｐａｐｅｒ  ＃１０００、３Ｍ社製）で研磨した後、２００ｋＨｚの超音波洗浄機（イオン交換水、２５℃、５分間）で浸漬洗浄を行った後、窒素気流で乾燥させて、被めっき物を作成した。
【００３４】
（２）金属めっきのテストピース作成
硫酸ニッケル六水和物１８重量部、塩化ニッケル六水和物３．５重量部、ホウ酸２重量部およびイオン交換水７６．５重量部の配合部数で作成した金属めっき液５０ｇを５０ｍｌのビーカーに秤量し、被めっき物を浸漬させ、陰極電流密度０．４４ｍＡ／ｃｍ３で１０分間通電して電解めっきを行うことにより、金属めっきのテストピースを作成した。
【００３５】
（３）めっき後の耐腐食性の評価
各切削液５０ｇに金属めっき物を浸漬させ、これを５０℃に設定した恒温漕中で４８時間静置した。
その後、取り出した試験片の表面を目視で観察し、耐腐食性を下記の判定基準で評価した。
【００３６】
○：めっきがはがれていないもの
△：めっきが１〜３０％はがれているもの
×：めっきが３０％以上はがれているもの
【００３７】
＜水素発生量による反応抑制性の評価＞
各切削液１００ｇに、シリコン粉末（高純度化学研究所製、純度９９％、平均粒径１μｍ）を１０ｇ加えてホモミキサー（特殊機化工業製ＴＫ−ＲＯＢＯＭＩＣＳ）を用いて５０００ｒｐｍで１５分間撹拌してスラリーを得た。
得られたスラリーをガラスサンプル瓶に移し、ガラス管を通したゴム栓をして６０℃の恒温槽中に７２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。
【００３８】
反応抑制性の評価は以下の基準に従って行った。
○：水素ガス発生量が３０ｍｌ未満
△：水素ガス発生量が３０〜６０ｍｌ
×：水素ガス発生量が６０ｍｌ以上
【００３９】
本発明の実施例１と２の切削液は、いずれも平坦性に優れ、摩擦係数も小さく、耐腐食性に優れ、水素ガスもほとんど発生しなかった。
一方、有機還元剤の代わりに無機還元剤を用いた比較例１は、表面粗さとスクラッチ抑制性が不十分である。
また、ｐＨを下げて酸によるエッチングを利用した比較例２は、耐腐食性が低いだけでなく表面粗さとスクラッチ抑制性が不十分である。
一方、ｐＨを上げてアルカリによるエッチングを利用した比較例３は、水素発生の反応抑制性が低いだけでなく、表面粗さとスクラッチ抑制性も同様に不十分である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の切削液は、スライス加工によって得られるウエハの表面精度が優れているため、シリコンインゴットを切削するときに使用する切削液として有用である。
また、本発明の切削液は、ｐＨによって腐食や溶解の可能性があるガラス等の切削にも有用である。
本発明の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を用いて製造される電子材料としては、例えばメモリー素子、発振素子、増幅素子、トランジスタ、ダイオード、ＣＣＤ 、太陽電池、ＩＣ、ＬＳＩ等が挙げられ、例えばディスプレイ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯音楽プレーヤー等に使用する事ができる。