KR101929884B1 - Method for polishing polycrystalline zinc sulfide - Google Patents

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권인회
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(주)그린광학
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Abstract

The present invention relates to a polycrystalline zinc sulfide polishing method. An opaque film formed on the surface of zinc sulfide grown CVD for the purpose of use based on optical material processing is removed, and thus zinc sulfide permeability can be efficiently raised. A zinc sulfide sample grown by CVD is mounted on the table of the polishing machine, slurry concentration and a table rotation speed are set in three stages, and polishing shaft pressure is set in two stages. Then, with respect to each configuration, the zinc sulfide sample is polished until the surface roughness of the zinc sulfide sample reaches lambda/2 or less. The slurry concentration, the polishing shaft pressure, and the table rotation speed applied during the polishing process with the shortest measurement time until the measured surface roughness of the zinc sulfide sample reaches lambda/2 or less are set as standard processing conditions of the zinc sulfide sample.

Description

다결정 황화아연 연마방법{Method for polishing polycrystalline zinc sulfide}[0001] The present invention relates to a method for polishing polycrystalline zinc sulfide,

본 발명은 광학모재 표면 연마방법에 관한 것으로, 특히 광학소재로 가공하여 사용할 목적으로 CVD공법에 의하여 성장시킨 황화아연의 표면에 형성되는 불투명막을 제거하여 황화아연의 투과도를 효율적으로 높일 수 있는 다결정 황화아연의 연마방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of polishing an optical base material surface, and more particularly, to a method for polishing a surface of an optical base material, in which an opaque film formed on the surface of zinc sulfide grown by a CVD method is removed, The present invention relates to a polishing method of zinc.

일반적으로 적외선 윈도우(IR Window) 제조에 있어서 황화아연(ZnS)이 사용되어 왔다. In general, zinc sulfide (ZnS) has been used in the manufacture of IR windows.

황화아연을 소재로 하는 적외선 윈도우는 초기에 열간 압축법으로 제조되었다. 열간 압축법에 의한 적외선 윈도우 제조는 주형에 황화아연 분말을 넣은 다음 진공 처리함으로써 다결정질로 이루어진 광학소자를 제조하는 방식으로서, 황화아연을 1420-1770℉(예컨대 1550℉)의 고온까지 가열한 다음, 고압을 유지하면서 유압 프레스에 의해 20,000-40,000 psi의 압력을 5-35분 동안 가한다. An infrared window made of zinc sulphide was initially prepared by hot compression. The infrared window fabrication by the hot pressing method is a method of preparing an optical element made of polycrystalline by putting zinc sulfide powder in a mold and then performing a vacuum treatment and heating the zinc sulfide to a high temperature of 1420-1770 ((for example, 1550 다음) , Pressure of 20,000-40,000 psi is applied by hydraulic press for 5-35 minutes while maintaining high pressure.

그러나 전술한 초기의 황화아연은 일정수준 이상의 크기로 제조하기가 어렵기 때문에, 광학 특성이 보다 더 우수한 큰 크기의 황화아연 모재에 대한 요구가 증가하였다. 그 결과 다결정질 적외선 윈도우를 제조하기 위한 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)공법이 개발되었다. CVD공법은 기화된 아연을 고온에서 황화수소와 반응시켜 그라파이트(graphite, 흑연)소재의 기판에 황화아연을 증착 및 성장시키는 방식이다. However, since the initial zinc sulfide described above is difficult to produce at a certain level or more, there is an increased demand for large-sized zinc sulfide base materials having better optical characteristics. As a result, a chemical vapor deposition (CVD) method has been developed for manufacturing a polycrystalline infrared window. The CVD method is a method in which vaporized zinc is reacted with hydrogen sulfide at a high temperature to deposit and grow zinc sulfide on a substrate made of graphite.

CVD공법에 의해 성장된 황화아연은 표면에 불투명한 막이 형성되는데, 광학특성을 저해하지 않으면서도 적정한 강도와 높은 투명도를 가져야 하는 적외선 윈도우의 특성 상 CVD공법으로 성장된 황화아연의 표면에 형성된 불투명막을 제거하기 위한 연마공정이 필수적으로 요구된다. Zinc sulphide grown by the CVD method forms an opaque film on the surface. Due to the characteristics of an infrared window which must have proper strength and transparency without hindering the optical properties, the opaque film formed on the surface of zinc sulfide grown by the CVD method A polishing process for removing the polishing pad is indispensably required.

종래의 연마공정은 실리콘 웨이퍼나 쿼츠에 초점이 맞추어져 있기 때문에, 전혀 다른 물성을 갖는 황화아연을 연마하기 위해서는 황화아연의 물성에 적합한 연마조건이 요구된다.Since conventional polishing processes are focused on silicon wafers or quartz, polishing conditions suitable for the physical properties of zinc sulfide are required to polish zinc sulfide having completely different physical properties.

황화아연의 연마방법 중 일명 '구라모토 연마법'이 주로 이용된다. 구라모토 연마법은 '구라모토 연마기'를 사용하는 연마방식으로서, 작업자의 오랜 경험과 노하우에 의하여 연마품질이 결정되는 비정량적인 연마방법이기 때문에 작업을 표준화시키지 못하는 비효율적인 문제점이 있다.One of the polishing methods of zinc sulfide is called "Kuramoto Yanji". The Kuramoto soft polishing method is a polishing method using a 'Kuramoto polishing machine'. Since it is a non-quantitative polishing method in which the polishing quality is determined by the operator's long experience and know-how, there is an inefficient problem that the work can not be standardized.

그러므로 황화아연의 연마에 가장 효율적인 조건을 정량적으로 도출하고 연마 시 이를 적용함으로써 표준화된 황화아연 연마방법을 제공할 수 있는 방안이 시급한 실정이다. Therefore, it is urgent to provide a standardized zinc sulphide polishing method by quantitatively deriving the most efficient conditions for polishing zinc sulphide and applying it to polishing.

KR 10-1995-0029212 A (1995.11.22)KR 10-1995-0029212 A (1995.11.22) US 3,131,025 B1 (1964.04.28)US 3,131,025 B1 (1964.04.28) US 3,131,238 B1 (1964.04.28)US 3,131,238 B1 (1964.04.28) US 3,131,026 B1 (1964.04.28)US 3,131,026 B1 (1964.04.28) US 3,454,685 B1 (1969.07.08)US 3,454,685 B1 (July 19, 1969) US 4,366,141 B1 (1982.12.28)US 4,366,141 B1 (Dec. 28, 1982) KR 10-2014-0148467 A (2014.12.31)KR 10-2014-0148467A (2014.12.31)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 기존의 황화아연의 연마방법이 지닌 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어, 황화아연의 연마에 가장 효율적인 조건을 도출하고 이를 정량적으로 적용함으로써 황화아연 연마방법을 표준화시킬 수 있는 새로운 연마방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the present inventor has focused on solving the limitations and problems of the conventional zinc sulfide polishing method by comprehensively taking into consideration the above-mentioned matters, and by deriving the most efficient conditions for polishing the zinc sulfide and quantitatively applying it, As a result, the inventors of the present invention have invented the present invention as a result of intensive efforts to develop a new polishing method capable of standardizing the polishing method.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 황화아연 연마 시 필요한 압력, 정반 회전속도, 슬러리 농도에 대한 최적 조건을 정량적으로 도출하고, 이를 표준화시킬 수 있는 다결정 황화아연 연마방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a polycrystalline zinc sulfide polishing method capable of quantitatively deriving optimum conditions for a pressure, a surface rotation speed, and a slurry concentration required for zinc sulfide polishing, and standardizing the same.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Herein, the technical object and object to be solved by the present invention are not limited to the technical object and purpose mentioned above, and another technical object and purpose not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법은, CVD공법에 의하여 성장시킨 황화아연 시편을 연마기의 정반에 장착하고, 슬러리농도 및 정반회전속도를 3단계로 설정하되, 상기 슬러리농도는 제1단계는 100g/L, 제2단계는 200g/L 및 제3단계는 400g/L로 설정하고, 상기 정반회전속도는 제1, 2, 3단계를 각각 50RPM, 100RPM 및 150RPM로 설정하며, 상기 연마축압력은 제1, 2단계를 각각 0MPa 및 0.3MPa로 설정하며, 연마축압력을 2단계로 설정하는 제1과정; 제1단계 슬러리농도로 슬러리를 공급하고, 제1단계 연마축압력 하에서, 상기 황화아연 시편의 표면조도를 주기적으로 측정하여 표면조도가 표면조도측정파장(λ)/2이하가 될 때까지 정반회전속도를 제1단계에서 제3단계까지 순차적으로 변경하면서 상기 황화아연 시편을 연마하는 제2과정; 상기 제1단계 연마축압력을 제2단계 연마축압력으로 변경하고, 상기 제2단계 연마축압력 하에서, 상기 황화아연 시편의 표면조도를 주기적으로 측정하여 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지 정반회전속도를 제1단계에서 제3단계까지 순차적으로 변경하면서 상기 황화아연 시편을 연마하는 제3과정; 상기 제1단계 슬러리농도를 제2단계 슬러리농도로 변경하여 슬러리를 공급하고, 상기 제2과정 및 상기 제3과정을 반복하는 제4과정; 상기 제2단계 슬러리농도를 제3단계 슬러리농도로 변경하여 슬러리를 공급하고, 상기 제2과정 및 상기 제3과정을 반복하는 제5과정; 상기 제2과정 내지 상기 제5과정에서 측정된 황화아연 시편의 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지의 시간이 가장 짧게 측정된 연마과정에서 적용된 슬러리농도, 연마축압력 및 정반회전속도를 상기 황화아연 시편의 표준 가공조건으로 설정하는 제6과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a polycrystalline zinc sulfide polishing method comprising the steps of: mounting a zinc sulfide specimen grown by a CVD method on a surface of a polishing machine; setting a slurry concentration and a surface rotation speed in three steps, The concentration was set to 100 g / L for the first stage, 200 g / L for the second stage and 400 g / L for the third stage, and the first, second and third stages were set to 50RPM, 100RPM and 150RPM, A first process of setting the polishing shaft pressure to two stages, setting the first and second stages to 0 MPa and 0.3 MPa, respectively, and setting the polishing shaft pressure to two stages; The surface roughness of the zinc sulfide specimen was periodically measured under the pressure of the first stage polishing slurry and the surface roughness was measured at the surface roughness measuring wavelength? A second step of polishing the zinc sulfide specimen while sequentially changing the speed from the first step to the third step; The surface roughness of the zinc sulfide specimen is periodically measured under the second-stage polishing shaft pressure until the surface roughness becomes less than? / 2 A third step of polishing the zinc sulfide specimen while sequentially changing the rotational speed of the surface of the specimen from the first step to the third step; A fourth step of changing the concentration of the first step slurry to a second step slurry concentration to supply the slurry, and repeating the second step and the third step; A fifth step of changing the second slurry concentration to a third slurry concentration to supply the slurry, and repeating the second and third steps; The slurry concentration, the polishing axis pressure, and the surface rotation speed, which are applied in the measured polishing process, are measured in the shortest time until the surface roughness of the zinc sulfide specimen measured in the second to fifth steps becomes? / 2 or less, And a sixth step of setting standard working conditions of the zinc sulfide specimen.

이때, 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법에 있어서, 상기 황화아연 시편의 표면조도는, 20분마다 측정하는 것이 바람직하다. At this time, in the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention, the surface roughness of the zinc sulfide specimen is preferably measured every 20 minutes.

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또한, 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법에 있어서, 상기 황화아연 시편의 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지의 시간이 가장 짧게 측정된 연마과정이 둘 이상인 경우, 각 연마과정에서 적용된 슬러리농도가 가장 낮은 슬러리농도, 연마축압력 및 정반회전속도를 상기 황화아연 시편의 표준 가공조건으로 설정하는 것이 바람직하다. In the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention, when the surface roughness of the zinc sulfide specimen is less than? / 2 and the polishing time is shorter than the measured time, the slurry applied in each polishing step It is preferable to set the slurry concentration with the lowest concentration, the polishing axis pressure, and the surface rotation speed as standard processing conditions for the zinc sulfide specimen.

전술한 바와 같이 본 발명은 CVD공정에 의하여 성장한 다결정 황화아연을 정량적 지표를 통해 표준화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of standardizing the polycrystalline zinc sulfide grown by the CVD process through quantitative indices.

이에 따라, 본 발명은 황화아연을 숙련자의 경험에 의존하지 않고도 필요로 하는 연마품질을 달성할 수 있는 효과가 있으며, 황화아연의 연마효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention has the effect of achieving the necessary polishing quality without depending on the experience of the skilled person, and has the effect of greatly improving the polishing efficiency of zinc sulfide.

도 1은 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법을 설명하기 위하여 연마기를 간략히 도시한 도면,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법의 표준화에 필요한 정량적 지표를 적용한 표면조도 대비 연마시간의 관계를 나타낸 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a polishing machine for explaining a polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention;
FIGS. 2 to 4 are graphs showing the relationship between surface roughness and polishing time using a quantitative index required for standardization of the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention. FIG.

이하에서는 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, embodiments of a polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The same features of the Figures represent the same reference symbols wherever possible. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.Hereinafter, the attached drawings are exaggerated or simplified in order to facilitate understanding and clarification of the structure and operation of the technology, and it is to be understood that each component does not exactly coincide with the actual size.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. It is to be understood that the same terms as those defined in the commonly used terms are defined in consideration of the functions of the present invention and are to be construed in accordance with the technical idea of the present invention and the meaning commonly understood or commonly recognized in the technical field And is not to be construed as an ideal or overly formal sense unless expressly defined to the contrary.

본 발명은 적외선 스펙트럼, 예로서 0.7-14㎛ 파장 범위의 0.7-1.0㎛ 근적외선 대역, 3-5㎛ 중파장 적외선 대역(MWIR), 8-14㎛의 장파장 적외선 대역(LWIR) 내의 광을 투과시키는 특성에 따라 적외선 윈도우, 돔 및 렌즈의 소재로 사용되는 다결정질 황화아연의 특유한 물성에 적합하도록 정량화된 다결정 황화아연 연마방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for transmitting light in an infrared spectrum, for example, a 0.7-1.0 m near-infrared band in the 0.7-14 mu m wavelength range, a 3-5 mu m medium wavelength infrared band (MWIR) and a 8-14 mu m long wavelength infrared band (LWIR) To a polycrystalline zinc sulphide polishing method quantitatively adapted to the specific properties of polycrystalline zinc sulphide used as a material for infrared windows, dome and lenses depending on the characteristics thereof.

먼저, 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법은 황화아연 연마 시, 연마시간을 최소화하고 표면조도를 효과적으로 낮추기 위한 최적의 조건(정반 회전속도, 압력, 슬러리 농도)을 정량적으로 도출하고 이를 적용한 연마방법의 연마효과를 검증한다.First, the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention quantitatively derives optimum conditions (surface rotation speed, pressure, slurry concentration) for minimizing the polishing time and effectively lowering the surface roughness in the polishing of zinc sulfide, The abrasive effect is verified.

도 1은 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법을 설명하기 위하여 연마기를 간략히 도시한 것으로서, 제1회동수단(120)에 의하여 회전하는 정반(110) 위에 장착된 연마패드(130)에 노즐(160)을 통하여 슬러리(Slurry)가 공급되면서 제2회동수단(140)에 의하여 회전 및 연마축 (150)에 의하여 소정 압력 및 패턴으로 이동하면서 하부에 장착된 황화아연 시편(101) 표면을 연마패드(130)에 마찰시켜 연마하는 연마기를 나타내었다.FIG. 1 is a schematic view of a polishing machine for explaining a polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention. In FIG. 1, a nozzle 160 (not shown) is attached to a polishing pad 130 mounted on a base plate 110 rotated by a first rotating means 120 And the surface of the zinc sulfide specimen 101 mounted on the lower surface of the specimen is moved to a polishing pad (not shown) by the second rotating means 140 while being moved in a predetermined pressure and pattern by the rotating and polishing shaft 150 while the slurry is supplied through the polishing pad 130 to grind and polish.

황화아연 시편(101)의 연마품질을 결정하는 주요요인으로는, 연마 시 변경할 수 있는 정량지표는 정반 회전속도(R), 연마축 압력(P) 및 슬러리 농도(C)이므로, 이 세가지 정량지표들을 세분화한 총 18개의 조건을 연마 조건으로 선정하고, 표면조도의 변화를 시간별로 관찰하였다. As a main factor for determining the polishing quality of the zinc sulfide specimen 101, the quantitative indexes that can be changed during polishing are the table rotation speed R, the polishing shaft pressure P, and the slurry concentration C, Were selected as polishing conditions and the change of surface roughness was observed over time.

황화아연의 시편(101)은 Ø30에 6T를 사용하였으며, 슬러리는 알루미나 99.99%로 구성된 유니버설 포토닉스(Universal photonics)의 RHODAX 1.0CR을 사용하였고, 연마패드는 폴리에스테르 계열의 재질을 사용하였다.The specimen (101) of zinc sulfide was 6T in Ø30, and the slurry was RHODAX 1.0CR manufactured by Universal Photonics, which was composed of 99.99% alumina, and the polishing pad was made of a polyester material.

연마시험은 구라모토 연마기를 사용하여, 슬러리를 연마패드에 공급하고 황화아연 시편을 연마패드에 밀착시켜 연마가 이루어지도록 하였다.In the polishing test, a slurry was supplied to the polishing pad using a Kuramoto polishing machine, and the zinc sulfide specimen was brought into close contact with the polishing pad to perform polishing.

(1) 슬러리 농도(C)(1) Slurry concentration (C)

황화아연 시편(101)을 연마하는데 사용되는 알루미나 슬러리(<0.5㎛)의 농도를 100g/L, 200g/L 및 400g/L의 3단계로 나누어 각각의 농도로 연마를 진행하였다. The concentration of the alumina slurry (<0.5 μm) used for polishing the zinc sulfide specimen 101 was divided into three levels of 100 g / L, 200 g / L and 400 g / L, and polishing was carried out at respective concentrations.

(2) 정반 회전속도(R)(2) Platen rotational speed (R)

황화아연 시편과 접촉되는 연마패드의 회전속도인 정반 회전속도를 50RPM, 100RPM 및 150RPM의 3단계로 나누어서 각각의 속도로 연마를 진행하였다.The polishing speed of the polishing pad, which is the rotating speed of the polishing pad in contact with the zinc sulfide specimen, was divided into three steps of 50RPM, 100RPM and 150RPM.

(3) 연마축 압력(P) (3) Polishing axis pressure (P)

황화아연 시편과 연마패드 간에 작용하는 연마축 압력을 0MPa 및 0.3MPa 2단계로 나누어서 각각의 압력 효과를 확인하기 위해 연마를 진행하였다.The polishing pressure was divided into two steps of 0 MPa and 0.3 MPa between the zinc sulfide specimen and the polishing pad.

상기 3가지 연마 정량지표들을 조합한 총 18개의 연마조건에 대하여, 표면조도가 λ/2까지 내려가는 시간을 20분 단위로 측정하여 최적의 조건을 도출하였으며, 그 결과를 도 1의 그래프로 나타내었다. For the total of 18 polishing conditions in which the above three abrasive quantitative indexes were combined, the optimum condition was derived by measuring the time of surface roughness down to? / 2 in 20-minute increments. The results are shown in the graph of FIG. 1 .

총 18개의 연마조건은 하기의 표 1과 같다.A total of 18 polishing conditions are shown in Table 1 below.

Figure 112017068233778-pat00001
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상기 표 1과 같이 총 18개 조건 및 나머지 조건들에 대해서는 일반적인 적외선 윈도우 소재들의 연마조건을 기준으로 시험범위를 선정하고, 황화아연의 표면이 GRIT 600 수준의 샘플에서 표면조도가 λ/2까지 내려가는 시간을 20분 단위로 측정하여 최적의 조건을 찾았으며, 그 결과를 하기의 표 2 및 도 2 내지 4에 나누어 도시하였다. 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법의 표준화에 필요한 정량적 지표를 적용한 표면조도 대비 연마시간의 관계를 나타낸 그래프이다. 하기의 시험 실행 시, 표면조도 값이 0.5(λ/2) 이하로 측정되면 그 이후의 연마는 수행하지 않았다. As shown in Table 1, the test range is selected on the basis of the polishing conditions of general infrared window materials for a total of 18 conditions and the remaining conditions, and the surface of zinc sulfide is reduced to a surface roughness of? / 2 The time was measured in units of 20 minutes to find the optimum condition. The results are shown in the following Table 2 and FIG. 2 to FIG. 4. FIG. 2 to FIG. 4 are graphs showing the relationship between surface roughness and polishing time to which a quantitative index necessary for standardization of the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention is applied. In the following test, when the surface roughness value was measured to be 0.5 (? / 2) or less, subsequent polishing was not performed.

Figure 112017068233778-pat00002
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따라서 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법은 슬러리 농도 200g/L, 압력 0.3MPa, 정반 회전속도는 높을수록 연마속도가 개선되는 경향을 확인하였으나, 연마공법 특성상 150RPM을 넘어선 경우에는 연마지그가 연마장비 홀더에서 이탈하는 경우가 빈번히 발생함에 따라 작업효율을 고려하여, 상기 표 1의 12번째 조건에서 가장 우수한 연마결과를 얻었다. 상기 표 1의 조건12에서 3번째 측정시간(80분)일 때 표면조도 값이 λ/2 수준까지 가장 빨리 도달하였다.Therefore, in the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention, it was confirmed that the polishing rate was improved as the slurry concentration was 200 g / L and the pressure was 0.3 MPa and the rotating speed of the table was higher. However, when the polishing rate was over 150 RPM, The most excellent polishing results were obtained in the 12th condition of Table 1 in consideration of the working efficiency. In the condition 12 of Table 1 above, the surface roughness value reached the? / 2 level at the third measurement time (80 minutes).

이때, 조건15도 조건12와 유사한 경향성을 보였지만, 슬러리를 더 적게 사용하는 조건12가 더 효율적인 것으로 판단하였다.At this time, condition 15 showed similar tendency to condition 12, but condition 12, which used less slurry, was judged to be more efficient.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다결정 황화아연 연마방법은 황화아연 연마 시 필요한 압력, 정반 회전속도, 슬러리 농도에 대한 최적 조건을 정량적으로 도출함으로써, 황화아연의 연마에 가장 효율적인 조건을 표준화시킬 수 있다. As described above, the polycrystalline zinc sulfide polishing method according to the present invention can quantitatively determine the optimum conditions for the pressure, the surface rotation speed, and the slurry concentration required for zinc sulfide polishing to standardize the most efficient conditions for zinc sulfide polishing have.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

101: 황화아연 시편 110: 정반
120: 제1회동수단 130: 연마패드
140: 제2회동수단 150: 연마축
160: 노즐 R: 정반 회전속도
P: 연마축 압력 C: 슬러리 농도
101: Zinc sulphide specimen 110: Plate
120: first rotating means 130: polishing pad
140: second rotating means 150: polishing shaft
160: Nozzle R: Platen rotational speed
P: Polishing axis pressure C: Slurry concentration

Claims (4)

CVD공법에 의하여 성장시킨 황화아연 시편을 연마기의 정반에 장착하고, 슬러리농도 및 정반회전속도를 3단계로 설정하고, 연마축압력을 2단계로 설정하되, 상기 슬러리농도는 제1단계는 100g/L, 제2단계는 200g/L 및 제3단계는 400g/L로 설정하고, 상기 정반회전속도는 제1, 2, 3단계를 각각 50RPM, 100RPM 및 150RPM로 설정하며, 상기 연마축압력은 제1, 2단계를 각각 0MPa 및 0.3MPa로 설정하는 제1과정;
제1단계 슬러리농도로 슬러리를 공급하고, 제1단계 연마축압력 하에서, 상기 황화아연 시편의 표면조도를 주기적으로 측정하여 표면조도가 표면조도측정파장(λ)/2이하가 될 때까지 정반회전속도를 제1단계에서 제3단계까지 순차적으로 변경하면서 상기 황화아연 시편을 연마하는 제2과정;
상기 제1단계 연마축압력을 제2단계 연마축압력으로 변경하고, 상기 제2단계 연마축압력 하에서, 상기 황화아연 시편의 표면조도를 주기적으로 측정하여 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지 정반회전속도를 제1단계에서 제3단계까지 순차적으로 변경하면서 상기 황화아연 시편을 연마하는 제3과정;
상기 제1단계 슬러리농도를 제2단계 슬러리농도로 변경하여 슬러리를 공급하고, 상기 제2과정 및 상기 제3과정을 반복하는 제4과정;
상기 제2단계 슬러리농도를 제3단계 슬러리농도로 변경하여 슬러리를 공급하고, 상기 제2과정 및 상기 제3과정을 반복하는 제5과정;
상기 제2과정 내지 상기 제5과정에서 측정된 황화아연 시편의 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지의 시간이 가장 짧게 측정된 연마과정에서 적용된 슬러리농도, 연마축압력 및 정반회전속도를 상기 황화아연 시편의 표준 가공조건으로 설정하는 제6과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 황화아연 연마방법.
A zinc sulfide specimen grown by a CVD method was mounted on a surface plate of a polishing machine, and the slurry concentration and the surface rotation speed were set to three stages and the polishing axis pressure was set to two stages. The slurry concentration was 100 g / L, 200 g / L for the second step and 400 g / L for the third step, and the first, second and third steps are set to 50 RPM, 100 RPM and 150 RPM, respectively, A first step of setting the first and second stages to 0 MPa and 0.3 MPa, respectively;
The surface roughness of the zinc sulfide specimen was periodically measured under the pressure of the first stage polishing shaft and the surface roughness was measured at the surface roughness measurement wavelength (?) / 2 or less A second step of polishing the zinc sulfide specimen while sequentially changing the speed from the first step to the third step;
The surface roughness of the zinc sulfide specimen is periodically measured under the second-stage polishing shaft pressure until the surface roughness becomes less than? / 2 A third step of polishing the zinc sulfide specimen while sequentially changing the rotational speed of the surface of the specimen from the first step to the third step;
A fourth step of changing the concentration of the first step slurry to a second step slurry concentration to supply the slurry, and repeating the second step and the third step;
A fifth step of changing the second slurry concentration to a third slurry concentration to supply the slurry, and repeating the second and third steps;
The slurry concentration, the polishing axis pressure, and the surface rotation speed, which are applied in the measured polishing process, are measured in the shortest time until the surface roughness of the zinc sulfide specimen measured in the second to fifth steps becomes? / 2 or less, And a sixth step of setting a standard processing condition of the zinc sulfide specimen.
제 1항에 있어서, 상기 황화아연 시편의 표면조도는,
20분마다 측정하는 것을 특징으로 하는 다결정 황화아연 연마방법.
The method according to claim 1, wherein the surface roughness of the zinc sulfide specimen,
Wherein the polishing is carried out every 20 minutes.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 황화아연 시편의 표면조도가 λ/2이하가 될 때까지의 시간이 가장 짧게 측정된 연마과정이 둘 이상인 경우, 각 연마과정에서 적용된 슬러리농도가 가장 낮은 슬러리농도, 연마축압력 및 정반회전속도를 상기 황화아연 시편의 표준 가공조건으로 설정하는 것을 특징으로 하는 다결정 황화아연 연마방법.
The method according to claim 1,
When the surface roughness of the zinc sulfide specimen is less than lambda / 2, the measured slurry concentration has the lowest slurry concentration applied in each polishing process, the polishing rate and the rotational speed Is set as a standard processing condition of the zinc sulfide specimen.
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