KR102155222B1 - Menufacturing method of metal oxide particles for cmp slurry - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스크래치 저감 CMP용 고상 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 금속산화물 입자, 금속산화물 입자의 제조방법 및 이를 포함하는 스크래치 저감 고상 세리아 슬러리에 관한 것이다.The present invention relates to a solid slurry composition for scratch-reducing CMP, and more particularly, to a metal oxide particle, a method for producing a metal oxide particle, and a scratch-reducing solid ceria slurry comprising the same.
화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마 입자가 포함된 슬러리를 기판 상에 투입하고 연마 장치에 장착된 연마 패드를 이용하여 실시하게 된다. 이 때, 연마입자는 연마 장치로부터 압력을 받아 기계적으로 표면을 연마하게 되고, 슬러리 조성물에 포함된 화학적 성분이 기판의 표면을 화학적으로 반응시켜 기판의 표면 부위를 화학적으로 제거하게 된다. 일반적으로 슬러리 조성물은 제거 대상의 종류 및 특성에 따라 다양한 종류가 있다. 그 중에서 특정 피연마막을 선택적으로 제거하는 슬러리 조성물은 매우 다양하나 최근 반도체 장치 구조에서는 실리콘산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막을 동시에 연마할 수 있는 슬러리 조성물이 필요하다. 그러나, 종래의 슬러리 조성물은 실리콘산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막을 선택적으로 연마할 수 없고, 원하는 수준의 연마 속도를 얻지 못하거나 결함 및 스크래치가 발생하고 낮은 분산 안정성으로 응집이 일어나는 문제가 있다. 또한, 건식 세리아 입자는 제조 방식의 한계로 인해 각진 결정 립 형상과 광범위한 입경 분포를 가지기 때문에 폴리실리콘막의 마이크로 스크래치의 발생이 불가피하게 된다. 이에 비해, 습식 세리아 입자는 건식 세리아 입자에 비해 입자 분포가 좁고 2차 입경이 큰 입자가 생성되지 않으며 다면체 구조를 가지고 있어 기존의 건식 세리아 입자에 비해 마이크로 스크래치를 크게 개선할 수 있다. 그러나, 습식 세리아 입자는 크기가 40 nm 이하일 경우 절연막 연마율이 매우 낮고, 입경이 100 nm 이상일 경우 다면체 구조의 날카로운 결정면 부분에 의해서 마이크로 스크래치 수가 급격히 증가하게 된다.In the chemical mechanical polishing (CMP) process, a slurry containing abrasive particles is put on a substrate, and a polishing pad mounted on a polishing device is used. At this time, the abrasive particles mechanically polish the surface under pressure from the polishing apparatus, and chemical components contained in the slurry composition chemically react the surface of the substrate to chemically remove the surface portion of the substrate. In general, there are various types of slurry compositions depending on the type and characteristics of the object to be removed. Among them, there are a wide variety of slurry compositions for selectively removing a specific film to be polished, but a recent semiconductor device structure requires a slurry composition capable of simultaneously polishing a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polysilicon film. However, in the conventional slurry composition, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polysilicon film cannot be selectively polished, a desired level of polishing rate is not obtained, defects and scratches occur, and aggregation occurs due to low dispersion stability. In addition, the dry ceria particles have an angular crystal grain shape and a wide particle size distribution due to the limitation of the manufacturing method, so that micro-scratches of the polysilicon film are inevitable. In contrast, wet ceria particles have a narrower particle distribution than dry ceria particles, do not generate particles having a large secondary particle diameter, and have a polyhedral structure, so that micro-scratch can be significantly improved compared to conventional dry ceria particles. However, when the size of the wet ceria particles is 40 nm or less, the insulating film polishing rate is very low, and when the particle diameter is 100 nm or more, the number of micro scratches rapidly increases due to the sharp crystal surface portion of the polyhedral structure.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 고상법을 이용하여 제조된, 구형이면서 매우 크기가 작은 하소된 금속산화물 입자 및 이의 제조방법을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a calcined metal oxide particle having a spherical shape and a very small size, and a method of manufacturing the same, manufactured using a solid phase method.
또한, 상기 금속산화물 입자를 포함하는 스크래치 및 디싱 개선된 스크래치 저감 CMP용 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.In addition, to provide a scratch and dishing improved scratch-reducing CMP slurry composition comprising the metal oxide particles.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법은, 금속산화물 전구체를 1차 건식 밀링(Dry-Milling)하는 단계; 상기 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계; 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계; 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계; 상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계; 및 상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a metal oxide particle according to an embodiment of the present invention includes the steps of first dry-milling a metal oxide precursor; Secondary wet-milling the dry-milled metal oxide precursor; Preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors; Drying the metal oxide particles in a powder state; Calcining the dried metal oxide particles; And third milling the calcined metal oxide particles.
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 전구체는, 탄산세륨, 수산화세륨 및 질산세륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the metal oxide precursor may include at least one selected from the group consisting of cerium carbonate, cerium hydroxide, and cerium nitrate.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링(Dry-Milling) 및 2차 습식 밀링(Wet-Milling)된 금속산화물 전구체의 크기는 200 nm 이하인 것일 수 있다.According to one aspect, the size of the first dry milling (Dry-Milling) and the second wet milling (Wet-Milling) the metal oxide precursor may be less than 200 nm.
일 측면에 따르면, 상기 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계는, 상기 1차 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 음이온계 분산제에 분산한 후, 600 RPM 내지 700 RPM의 회전속도로 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the second wet-milling step may be performed at a rotation speed of 600 RPM to 700 RPM after dispersing the first dry milled metal oxide precursor in an anionic dispersant. have.
일 측면에 따르면, 상기 음이온계 분산제는 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체, 4,5-다이하이드록시-1,3-벤젠다이설포닉산, 다이소듐염, 폴리카복실산 및 암모늄 폴리메타크릴레이트으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the anionic dispersant is polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene/acrylic acid copolymer, polyacrylamide /Acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, polyacrylic acid/malonic acid copolymer, 4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid, disodium salt, poly It may include at least one selected from the group consisting of carboxylic acid and ammonium polymethacrylate.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계는, 400 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건에서 10 분 내지 3 시간 동안 수행하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors is performed for 10 minutes to 3 hours at a temperature condition of 400° C. to 1,000° C. I can.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계는, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 및 NH4OH으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 촉매제를 첨가하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors, NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 and NH 4 It may be to add at least one catalyst selected from the group consisting of OH.
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계는, 분무 건조방법을 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the metal oxide particles in a powder state may be performed through a spray drying method.
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계를 통해 구형의 입자를 형성하는 것일 수 있다.According to one aspect, it may be to form spherical particles through the step of drying the metal oxide particles in a powder state.
일 측면에 따르면, 상기 분무 건조는, 스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 통해 수행되는 것이고, 100 ℃내지 120 ℃의 인렛(Inlet) 온도 조건 및 70 ℃내지 90 ℃의 챔버 내부 온도 조건을 유지하면서 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the spray drying is performed through a spray dryer, and is performed while maintaining an inlet temperature condition of 100°C to 120°C and an internal temperature condition of the chamber of 70°C to 90°C. Can be.
일 측면에 따르면, 상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계는, 500 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건으로 수행되는 것일 수 있다.According to an aspect, the calcining of the dried metal oxide particles may be performed under a temperature condition of 500°C to 1,000°C.
일 측면에 따르면, 상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계는, 300 RPM 내지 400 RPM의 회전속도로 수행되는 것일 수 있다.According to an aspect, the third milling of the calcined metal oxide particles may be performed at a rotation speed of 300 RPM to 400 RPM.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자는, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법을 통해 제조된 것이고, 10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 크기를 가지고, 2 m2/g 내지 30 m2/g의 비표면적을 가지며, 구형인 것이다.The metal oxide particles according to an embodiment of the present invention are prepared through the method of manufacturing the metal oxide particles according to an embodiment of the present invention, have a primary particle size of 10 nm to 100 nm, and 2 m 2 / It has a specific surface area of g to 30 m 2 /g and is spherical.
본 발명에 따르면, 두 단계에 걸쳐 전처리된 전구체를 통해 금속산화물 입자를 제조함으로써, 구형이면서 크기가 작으면서도 크기 분포가 균일한 금속산화물 입자를 제조할 수 있다.According to the present invention, metal oxide particles having a spherical shape and a small size and a uniform size distribution can be manufactured by preparing metal oxide particles through a precursor that has been pretreated in two steps.
또한, 상기 금속산화물 입자를 CMP용 슬러리에 적용함으로써, 스크래치 및 디싱이 크게 개선된 스크래치 저감 CMP용 슬러리 조성물을 구현할 수 있다.In addition, by applying the metal oxide particles to the CMP slurry, it is possible to implement a scratch-reducing CMP slurry composition with significantly improved scratches and dishing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 전구체와 아무런 처리가 이루어지지 않은 전구체의 크기를 비교하기 위한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 전구체와 아무런 처리가 이루어지지 않은 전구체의 크기 분포를 비교하기 위한 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 분무 건조방법을 통해 건조된 금속산화물 입자와 기존의 진공 건조방법을 통해 건조된 금속산화물 입자를 비교하기 위한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CMP용 슬러리 조성물 및 비교예의 CMP용 슬러리 조성물에 포함되는 연마입자를 확인하기 위한 이미지이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal oxide particle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an image for comparing the size of a precursor subjected to primary dry milling and secondary wet milling according to an embodiment of the present invention and a precursor to which no treatment has been performed.
3 is a table for comparing the size distribution of the precursors subjected to the first dry milling and the second wet milling according to an embodiment of the present invention and the precursor to which no treatment has been performed.
4 is an image for comparing metal oxide particles dried by a spray drying method and metal oxide particles dried by a conventional vacuum drying method according to an embodiment of the present invention.
5 is an image for confirming the abrasive particles included in the slurry composition for CMP and the slurry composition for CMP according to the comparative example according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.
이하, 본 발명의 스크래치 저감 CMP용 고상 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to Examples and the drawings with respect to the scratch-reducing CMP solid slurry composition of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal oxide particle according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법은, 금속산화물 전구체를 1차 건식 밀링(Dry-Milling)하는 단계(S100); 상기 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계(S200); 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계(S300); 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계(S400); 상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계(S500); 및 상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계(S600);를 포함한다.A method of manufacturing a metal oxide particle according to an embodiment of the present invention includes the steps of first dry-milling a metal oxide precursor (S100); Second wet-milling the dry-milled metal oxide precursor (S200); Preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors (S300); Drying the metal oxide particles in a powder state (S400); Calcining the dried metal oxide particles (S500); And third milling the calcined metal oxide particles (S600).
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 전구체는, 세륨염을 포함하는 화합물로, 탄산세륨, 수산화세륨 및 질산세륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, CMP 연마용 슬러리에 적용할 수 있는 금속산화물의 전구체라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 금속산화물 전구체 입자 크기에 따라 최종적으로 제조되는 금속산화물 입자의 크기를 제어할 수 있으며, 비정상적으로 큰 입자의 생성을 제어할 수 있다.According to one aspect, the metal oxide precursor is a compound containing a cerium salt, and may include at least one selected from the group consisting of cerium carbonate, cerium hydroxide, and cerium nitrate. However, the present invention is not limited thereto, and any precursor of a metal oxide applicable to the CMP polishing slurry may be used without limitation. According to the size of the metal oxide precursor particles, the size of the finally produced metal oxide particles may be controlled, and generation of abnormally large particles may be controlled.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링(Dry-Milling) 및 2차 습식 밀링(Wet-Milling)된 금속산화물 전구체의 크기는 200 nm 이하인 것일 수 있다.According to one aspect, the size of the first dry milling (Dry-Milling) and the second wet milling (Wet-Milling) the metal oxide precursor may be less than 200 nm.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 전구체와 아무런 처리가 이루어지지 않은 전구체의 크기를 비교하기 위한 이미지이다.FIG. 2 is an image for comparing the size of a precursor subjected to primary dry milling and secondary wet milling according to an embodiment of the present invention and a precursor to which no treatment has been performed.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 전구체와 아무런 처리가 이루어지지 않은 전구체의 크기 분포를 비교하기 위한 표이다.3 is a table for comparing the size distribution of the precursors subjected to the first dry milling and the second wet milling according to an embodiment of the present invention and the precursor to which no treatment has been performed.
도 2를 참조하면, 아무런 처리가 이루어지지 않은 전구체(No Treatment)의 경우 입자의 크기가 크고 크기의 분포가 일정하지 않은 것을 알 수 있다. 반면, 본 발명에 따라 1차 건식 밀링(Dry-Milling) 및 2차 습식 밀링(Wet-Milling)된 전구체(Treatment Material)의 경우 입자의 크기가 200 nm 이하이면서, 크기의 분포가 일정한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that in the case of a precursor to which no treatment has been performed, the size of the particles is large and the size distribution is not constant. On the other hand, in the case of the first dry milling (Dry-Milling) and the second wet-milling (Treatment Material) according to the present invention, it can be seen that the particle size is 200 nm or less, and the size distribution is constant. have.
또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 1차 건식 밀링(Dry-Milling) 및 2차 습식 밀링(Wet-Milling)된 전구체(Treatment Material)의 경우 크기가 작을 뿐만 아니라 크기의 분포가 매우 균일한 것을 알 수 있다.In addition, referring to Figure 3, in the case of the first dry milling (Dry-Milling) and the second wet-milling (Wet-Milling) precursor (Treatment Material) according to the present invention, not only the size is small, but also the size distribution is very uniform. I can see that I did.
이러한 밀링 방식으로 전처리된 금속산화물 전구체는, Chemical 반응에 의해 구형으로 성장 후 형태를 유지하는 것이 용이하고, 저온 하소를 통하여 낮은 경도(hardness)를 가지는 입자를 구현하기 용이하다.The metal oxide precursor pretreated by such a milling method is easy to maintain its shape after growing into a sphere by a chemical reaction, and it is easy to implement particles having low hardness through low temperature calcination.
일 측면에 따르면, 상기 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계는, 상기 1차 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 음이온계 분산제에 분산한 후, 600 RPM 내지 700 RPM의 회전속도로 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the second wet-milling step may be performed at a rotation speed of 600 RPM to 700 RPM after dispersing the first dry milled metal oxide precursor in an anionic dispersant. have.
일 측면에 따르면, 상기 음이온계 분산제는, 공명구조 작용기 형태의 공중합체, 카르복실기 함유 폴리머 및 카르복실기 함유 유기산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to one aspect, the anionic dispersant may include at least one selected from the group consisting of a copolymer in the form of a resonance structure functional group, a carboxyl group-containing polymer, and a carboxyl group-containing organic acid.
일 측면에 따르면, 상기 음이온계 분산제는 암모늄 폴리메타크릴레이트 (Ammonium Polymethacrylate), 4,5-디하이드록시-1,3-벤젠디설포닉산 디소듐염(4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid disodium salt) 및 폴리카르복실산 (Polycarboxylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the anionic dispersant is ammonium polymethacrylate, 4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid disodium salt (4,5-dihydroxy-1,3- It may include at least one selected from the group consisting of benzenedisulfonic acid disodium salt) and polycarboxylic acid.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계(S300)는, 400 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건에서 10 분 내지 3 시간 동안 수행하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step (S300) of preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors is performed at a temperature condition of 400° C. to 1,000° C. for 10 minutes to 3 hours. It may be to perform.
상기 산화반응 단계를 400 ℃미만의 온도 조건에서 수행할 경우 결정성 및 입자 응집 등의 문제점이 발생할 수 있고, 1,000 ℃를 초과하는 온도 조건에서 수행할 경우 경도(Hardness)가 증가하여 스크래치를 유발하는 문제점이 발생할 수 있다.If the oxidation reaction step is performed under a temperature condition of less than 400°C, problems such as crystallinity and particle agglomeration may occur, and when performed under a temperature condition exceeding 1,000°C, hardness increases, causing scratches. Problems can arise.
또한, 상기 산화반응 단계를 10 분 미만으로 수행할 경우 결정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 3 시간을 초과하여 수행할 경우 입자 강도가 증가하여 이로 인해 연마 후 스크래치가 다량 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.In addition, if the oxidation reaction step is performed in less than 10 minutes, there may be a problem in that crystallinity is deteriorated, and if it is performed for more than 3 hours, the particle strength increases, resulting in a problem that a large amount of scratches after polishing occurs. I can.
일 측면에 따르면, 상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계는, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 및 NH4OH으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 촉매제를 첨가하는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors, NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 and NH 4 It may be to add at least one catalyst selected from the group consisting of OH.
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계는, 분무 건조방법을 통해 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the step of drying the metal oxide particles in a powder state may be performed through a spray drying method.
일 측면에 따르면, 상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계를 통해 구형의 입자를 형성하는 것일 수 있다.According to one aspect, it may be to form spherical particles through the step of drying the metal oxide particles in a powder state.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 분무 건조방법을 통해 건조된 금속산화물 입자와 기존의 진공 건조방법을 통해 건조된 금속산화물 입자를 비교하기 위한 이미지이다.4 is an image for comparing metal oxide particles dried by a spray drying method and metal oxide particles dried by a conventional vacuum drying method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 분무 건조방법(Spray dry)을 통해 건조된 금속산화물 입자의 경우, 구형의 입자로 성장된 것을 알 수 있다. 반면, 기존의 진공 건조방법을 통해 건조된 금속산화물 입자는 다면체 구조를 가지고, 날카로운 결정면 부분을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that in the case of the metal oxide particles dried through a spray drying method according to an embodiment of the present invention, they are grown into spherical particles. On the other hand, it can be seen that the metal oxide particles dried through the conventional vacuum drying method have a polyhedral structure and have a sharp crystal face portion.
날카로운 결정면에 의해 CMP 공정 시 마이크로 스크래치 수가 급격히 증가되며, 본 발명에 따라 구형의 입자로 성장된 금속산화물 입자를 CMP 공정에 적용할 경우 스크래치 수가 크게 감소하는 효과가 있다.The number of micro scratches rapidly increases during the CMP process due to the sharp crystal plane, and when the metal oxide particles grown into spherical particles according to the present invention are applied to the CMP process, the number of scratches is greatly reduced.
일 측면에 따르면, 상기 분무 건조는, 스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 통해 수행되는 것이고, 100 ℃내지 120 ℃의 인렛(Inlet) 온도 조건 및 70 ℃내지 90 ℃의 챔버 내부 온도 조건을 유지하면서 수행되는 것일 수 있다.According to one aspect, the spray drying is performed through a spray dryer, and is performed while maintaining an inlet temperature condition of 100°C to 120°C and an internal temperature condition of the chamber of 70°C to 90°C. Can be.
상기 온도 조건을 벗어날 경우 온도가 낮을 경우 챔버 내부에 파우더 건조가 이루어 지지 않으며, 온도가 높을 경우 Atomizer 오염 등의 문제점이 발생할 수 있다.If the temperature is out of the above temperature condition, when the temperature is low, the powder is not dried inside the chamber, and when the temperature is high, problems such as contamination of the atomizer may occur.
일 측면에 따르면, 상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계는, 500 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건으로 수행되는 것일 수 있다. 본 발명에 따라 전처리된 금속산화물 입자 전구체를 통해 제조되는 금속산화물 입자는, 작은 크기와 균일한 분포를 가지므로, 500 ℃내지 1,000 ℃의 저온 하소를 통해 하소된 금속산화물 입자로 제조될 수 있으며, 저온 하소를 통하여 낮은 경도의 금속산화물 입자를 구현할 수 있다.According to an aspect, the calcining of the dried metal oxide particles may be performed under a temperature condition of 500°C to 1,000°C. Since the metal oxide particles prepared through the metal oxide particle precursor pretreated according to the present invention have a small size and uniform distribution, they can be prepared as metal oxide particles calcined through low-temperature calcination at 500°C to 1,000°C, Low-hardness metal oxide particles can be implemented through low-temperature calcination.
일 측면에 따르면, 상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계는, 300 RPM 내지 400 RPM의 회전속도로 수행되는 것일 수 있다. 본 발명에 따라 전처리된 금속산화물 입자 전구체를 통해 제조되는 금속산화물 입자는, 작은 크기와 균일한 분포를 가지므로, 낮은 에너지 조건에서 3차 밀링을 수행하여 더욱 균일한 크기 분포를 가지는 금속산화물 입자를 구현할 수 있다.According to an aspect, the third milling of the calcined metal oxide particles may be performed at a rotation speed of 300 RPM to 400 RPM. Since the metal oxide particles prepared through the metal oxide particle precursor pretreated according to the present invention have a small size and uniform distribution, the metal oxide particles having a more uniform size distribution are obtained by performing the third milling under low energy conditions. Can be implemented.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자는, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자의 제조방법을 통해 제조된 것이고, 10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 크기를 가지고, 2 m2/g 내지 30 m2/g의 비표면적을 가지며, 구형인 것이다.The metal oxide particles according to an embodiment of the present invention are prepared through the method of manufacturing the metal oxide particles according to an embodiment of the present invention, have a primary particle size of 10 nm to 100 nm, and 2 m 2 / It has a specific surface area of g to 30 m 2 /g and is spherical.
본 발명의 일 실시예에 따른 CMP용 슬러리 조성물은, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물 입자; 분산제; 및 첨가제;를 포함한다.The slurry composition for CMP according to an embodiment of the present invention includes a metal oxide particle according to an embodiment of the present invention; Dispersant; And additives;
일 측면에 따르면, 상기 CMP용 슬러리 조성물 100 중량% 중, 0.1 중량% 내지 10 중량%의 상기 금속산화물 입자를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는 5 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 용도에 따라 다양하게 적용할 수 있다.According to one aspect, it may include 0.1% to 10% by weight of the metal oxide particles in 100% by weight of the CMP slurry composition. It may preferably contain 5% by weight, and can be applied in various ways depending on the use.
일 측면에 따르면, 상기 분산제는, 암모늄 폴리메타크릴레이트 (Ammonium Polymethacrylate), 4,5-디하이드록시-1,3-벤젠디설포닉산 디소듐염 (4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid disodium salt) 및 폴리카르복실산 (Polycarboxylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dispersant is ammonium polymethacrylate, 4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid disodium salt (4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid). It may include at least one selected from the group consisting of acid disodium salt) and polycarboxylic acid.
일 측면에 따르면, 상기 첨가제는, 음이온성 고분자, 디싱 개선제 및 pH 조절제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the additive may include at least one selected from the group consisting of an anionic polymer, a dishing improving agent, and a pH adjusting agent.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 고분자는, 공명구조 작용기 형태의 공중합체, 카르복실기 함유 폴리머 및 카르복실기 함유 유기산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to an aspect, the anionic polymer may include at least one selected from the group consisting of a copolymer in the form of a resonance structure functional group, a carboxyl group-containing polymer, and a carboxyl group-containing organic acid.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체, 폴리글루타믹산 및 폴리스티렌설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the anionic polymer is polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene/acrylic acid copolymer, polyacrylic It may include at least one selected from the group consisting of amide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, polyacrylic acid/malonic acid copolymer, polyglutamic acid, and polystyrene sulfonate. .
일 측면에 따르면, 상기 디싱 개선제는, 폴리 아크릴산(Poly Acrylic Acid), 구연산(Citric Acid), 말산(Malic Acid), 피콜린산, 폴리아크릴산 코폴리머, 폴리술폰산, 카르복시산, 아미노산, 아세트산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산 및 락트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the dishing improving agent, polyacrylic acid (Poly Acrylic Acid), citric acid (Citric Acid), malic acid (Malic Acid), picolinic acid, polyacrylic acid copolymer, polysulfonic acid, carboxylic acid, amino acid, acetic acid, malonic acid , Maleic acid, oxalic acid, phthalic acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid, glutaric acid, gluconic acid, formic acid, and lactic acid may include at least one selected from the group consisting of.
일 측면에 따르면, 상기 pH 조절제는 아르기닌, 수산화암모늄(NH4OH), 프로필아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 테트라메틸아민, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-디메틸아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올,2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에틴올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜탄올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올,N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄 및 트리아이소프로판올아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 일 측면에 따르면, 상기 pH 조절제를 통해 상기 CMP용 슬러리 조성물의 PH를 7 내지 10으로 조절하는 것일 수 있다.According to one aspect, the pH adjusting agent is arginine, ammonium hydroxide (NH4OH), propylamine, triethylamine, tributylamine, tetramethylamine, tetramethylammonium hydroxide, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 2-Amino-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 1-amino-2-propanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino- 1-propanol, 2-amino-1-propanol, 2-dimethylamino-1-propanol, 2-diethylamino-1-propanol, 2-diethylamino-1-ethanol, 2-ethylamino-1-ethanol, 1-(dimethylamino)2-propanol, N-methyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N-isopropyldiethanolamine, N-(2-methylpropyl)diethanolamine, Nn-butyldiethanolamine , Nt-butylethanolamine, N-cyclohexyldiethanolamine, 2-(dimethylamino)ethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dipropylaminoethanol, 2-butylaminoethanol, 2-t-butyl Aminoethanol, 2-cycloaminoethanol, 2-amino-2-pentanol, 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-methyl-1-propanol, 2-[bis(2-hydroxyethyl )Amino]-2-propanol, N,N-bis(2-hydroxypropyl)ethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, tris(hydroxymethyl)aminomethane, and triisopropanolamine It may include at least one selected from. According to one aspect, the pH of the slurry composition for CMP may be adjusted to 7 to 10 through the pH adjusting agent.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are for illustrative purposes only, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
[실시예][Example]
(1) 금속산화물 입자의 제조(1) Preparation of metal oxide particles
금속산화물 전구체(탄산세륨)를 미세화하기 위하여, Dry Mill을 사용한 1차 건식 밀링을 진행하였다. 1차 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 음이온계 분산제(폴리메타크릴산 암모늄염)에 분산하고, 고속으로 습식 비드밀(Netzsch Mill 기준 600 RPM 내지 700 RPM)을 사용한 2차 습식 밀링을 수행하여, 200nm 이하 입자 크기의 금속산화물 전구체를 제조하였다. In order to refine the metal oxide precursor (cerium carbonate), the first dry milling was performed using a dry mill. The first dry-milled metal oxide precursor was dispersed in an anionic dispersant (polymethacrylic acid ammonium salt), and secondary wet milling was performed using a wet bead mill (Netzsch Mill based on 600 RPM to 700 RPM) at high speed, and 200 nm or less. A metal oxide precursor having a particle size was prepared.
여기서, 제조된 금속산화물 전구체의 입자 크기에 따라, 이를 포함하는 최종 슬러리 조성물의 입자 크기를 조절할 수 있으며, 이를 통해 비정상적으로 큰 입자(Large Particle)의 생성을 제어할 수 있다.Here, according to the particle size of the prepared metal oxide precursor, the particle size of the final slurry composition including the same may be adjusted, and generation of abnormally large particles may be controlled through this.
상기 미세화된 금속산화물 전구체를 구형의 입자로 성장시키고 낮은 온도에서 산화세륨(Cerium Oxide)으로 만들기 위해, 촉매제(NaOH)를 첨가하여 800℃의 온도에서 2시간 동안 산화 반응을 진행한 후, 용매 혼합 상태의 금속산화물 전구체를 분말상태로 건조하기 위해 스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 사용하여 분무 건조를 진행하였다. In order to grow the micronized metal oxide precursor into spherical particles and make cerium oxide at a low temperature, an oxidation reaction is carried out at 800°C for 2 hours by adding a catalyst (NaOH), and then the solvent is mixed In order to dry the metal oxide precursor in a powder state, spray drying was performed using a spray dryer.
분무 건조 시 조건은, 인렛(Inlet) 온도 100 ℃내지 120 ℃챔버 내부 온도는 80 ℃를 유지하였다. 분무 건조된 금속산화물 전구체는, 저 스크래치(Low Scratch)의 낮은 경도(hardness)를 유지하기 위해, 대기압 상태, 600 ℃내지 800 ℃의 온도에서 3 시간 내지 5 시간 동안 하소를 진행하여 금속산화물(산화세륨) 입자를 제조하였다.Conditions during spray drying were maintained at an inlet temperature of 100° C. to 120° C. and an internal temperature of 80° C. The spray-dried metal oxide precursor is calcined for 3 to 5 hours at an atmospheric pressure state and a temperature of 600° C. to 800° C. to maintain a low hardness of a metal oxide (oxidation Cerium) particles were prepared.
이어서, 제조된 금속산화물(산화세륨) 입자를 구형(Spherical Shape)을 유지하는 슬러리로 제조하기 위해 낮은 에너지의 3차 밀링을 실시하였다(Netzsch Mill 300 RPM 내지 400 RPM).Subsequently, in order to prepare the prepared metal oxide (cerium oxide) particles into a slurry maintaining a spherical shape, a third milling of low energy was performed (Netzsch Mill 300 RPM to 400 RPM).
이 때, 앞서 수행된 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링으로 금속산화물 전구체의 입자 크기가 최소화되었기 때문에 기존의 하소 세리아(Ceria)에 비해 낮은 온도에서 산화세륨(Cerium Oxide) 결정을 형성할 수 있으며, 낮은 경도(hardness)를 가지기 때문에 낮은 에너지의 밀링이 가능하게 된다.At this time, since the particle size of the metal oxide precursor is minimized by the first dry milling and the second wet milling performed previously, cerium oxide crystals can be formed at a lower temperature than conventional calcined ceria. However, since it has low hardness, low-energy milling is possible.
(2) 슬러리의 제조(2) Preparation of slurry
상기 제조된 금속산화물 입자를 음이온성 고분자(폴리메타크릴산 암모늄염)를 사용하여 분산시켜, 10 nm 내지 250nm의 입자 크기로 슬러리를 제조하였다(pH 7~10). The prepared metal oxide particles were dispersed using an anionic polymer (polymethacrylic acid ammonium salt) to prepare a slurry having a particle size of 10 nm to 250 nm (pH 7 to 10).
첨가제로는 디싱 개선제(시트르산)와 pH 조절제(수산화암모늄)를 사용하였다. As additives, a dishing improving agent (citric acid) and a pH adjusting agent (ammonium hydroxide) were used.
[비교예][Comparative Example]
금속산화물 전구체(탄산세륨) 1,000 g과 염기성 물질로서 KNO3 10 g, 유기용매로서 폴리에틸렌글리콜 400 g, 물 600 g을 유리 비이커에 넣고, 200 RPM으로 교반 회전시켜 혼합물을 얻었다.1,000 g of a metal oxide precursor (cerium carbonate), 10 g of KNO 3 as a basic material, 400 g of polyethylene glycol as an organic solvent, and 600 g of water were placed in a glass beaker, and stirred and rotated at 200 RPM to obtain a mixture.
상기 혼합물을 박스형 전기로에서 600 ℃내지 900 ℃의 온도 조절을 통하여, 5 시간 동안 대기압 상태에서 하소함으로써 원하는 입자 크기에 따른 산화세륨 입자를 얻었다. The mixture was calcined at atmospheric pressure for 5 hours through temperature control of 600° C. to 900° C. in a box-type electric furnace to obtain cerium oxide particles according to the desired particle size.
1차 입자 크기가 다른 산화세륨 입자에 분산제를 넣고, 수평밀을 이용하여 2차 입자 크기가 150 nm로 동일한 슬러리를 제조하였다.A dispersant was added to cerium oxide particles having different primary particle sizes, and a slurry having the same secondary particle size of 150 nm was prepared using a horizontal mill.
표 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 금속산화물 입자를 포함하는 CMP용 슬러리 조성물 및 별도의 전처리가 이루어지지 않은 일반적인 금속산화물 입자를 포함하는 CMP용 슬러리 조성물(비교예)의 스크레치 특성을 나타낸 표이다.Table 1 shows the scratch characteristics of a slurry composition for CMP including metal oxide particles prepared according to an embodiment of the present invention and a slurry composition for CMP (Comparative Example) including general metal oxide particles that are not subjected to separate pretreatment. It is a table.
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전처리된 금속산화물 입자를 적용한 연마 슬러리의 경우, 크게 개선된 스크레치 특성을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the polishing slurry to which the metal oxide particles pretreated according to the preferred embodiment of the present invention are applied has significantly improved scratch characteristics.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CMP용 슬러리 조성물 및 비교예의 CMP용 슬러리 조성물에 포함되는 연마입자를 확인하기 위한 이미지이다.5 is an image for confirming the abrasive particles included in the slurry composition for CMP and the slurry composition for CMP according to the comparative example according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전처리된 연마입자는 구형태를 유지하면서 크기가 작은 것을 알 수 있으며, 이러한 형태를 통해 스크레치 특성이 크게 개선된 CMP용 슬러리 조성물을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the abrasive particles pretreated according to the preferred embodiment of the present invention have a small size while maintaining a spherical shape, and through this shape, a slurry composition for CMP with greatly improved scratch characteristics can be implemented. .
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (13)
상기 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계;
상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계;
상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계;
상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계; 및
상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계;를 포함하고,
상기 1차 건식 밀링(Dry-Milling) 및 2차 습식 밀링(Wet-Milling)된 금속산화물 전구체의 크기는 200 nm 이하이며,
상기 하소된 금속산화물 입자를 3차 밀링하는 단계는,
300 RPM 내지 400 RPM의 회전속도로 수행되는 것이고,
10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 크기를 가지고,
2 m2/g 내지 30 m2/g의 비표면적을 가지며,
구형인 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
First dry milling the metal oxide precursor (Dry-Milling);
Secondary wet-milling the dry-milled metal oxide precursor;
Preparing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors;
Drying the metal oxide particles in a powder state;
Calcining the dried metal oxide particles; And
3rd milling the calcined metal oxide particles; Including,
The first dry milling (Dry-Milling) and the second wet-milling (Wet-Milling) the size of the metal oxide precursor is 200 nm or less,
The third milling of the calcined metal oxide particles,
It is performed at a rotational speed of 300 RPM to 400 RPM,
Has a primary particle size of 10 nm to 100 nm,
Has a specific surface area of 2 m 2 /g to 30 m 2 /g,
Spherical,
Method for producing metal oxide particles.
상기 금속산화물 전구체는, 탄산세륨, 수산화세륨 및 질산세륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal oxide precursor comprises at least one selected from the group consisting of cerium carbonate, cerium hydroxide and cerium nitrate,
Method for producing metal oxide particles.
상기 2차 습식 밀링(Wet-Milling)하는 단계는,
상기 1차 건식 밀링된 금속산화물 전구체를 음이온계 분산제에 분산한 후, 600 RPM 내지 700 RPM의 회전속도로 수행되는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of the second wet milling (Wet-Milling),
After dispersing the first dry-milled metal oxide precursor in an anionic dispersant, it is performed at a rotation speed of 600 RPM to 700 RPM,
Method for producing metal oxide particles.
상기 음이온계 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체, 4,5-다이하이드록시-1,3-벤젠다이설포닉산, 다이소듐염, 폴리카복실산 및 암모늄 폴리메타크릴레이트으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 4,
The anionic dispersant, polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene/acrylic acid copolymer, polyacrylamide/acrylic acid copolymer , Polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, polyacrylic acid/malonic acid copolymer, 4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid, disodium salt, polycarboxylic acid and ammonium poly It comprises at least one selected from the group consisting of methacrylate,
Method for producing metal oxide particles.
상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계는,
400 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건에서 10 분 내지 3 시간 동안 수행하는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of producing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors,
It is to be carried out for 10 minutes to 3 hours at a temperature condition of 400 ℃ to 1,000 ℃,
Method for producing metal oxide particles.
상기 1차 건식 밀링 및 2차 습식 밀링된 금속산화물 전구체를 산화반응시켜 금속산화물 입자를 제조하는 단계는,
NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 및 NH4OH으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 촉매제를 첨가하는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of producing metal oxide particles by oxidizing the first dry milling and second wet milling metal oxide precursors,
To add at least one catalyst selected from the group consisting of NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 and NH 4 OH,
Method for producing metal oxide particles.
상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계는,
분무 건조방법을 통해 수행되는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
Drying the metal oxide particles in a powder state,
To be carried out through a spray drying method,
Method for producing metal oxide particles.
상기 금속산화물 입자를 분말상태로 건조시키는 단계를 통해 구형의 입자를 형성하는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
To form spherical particles through the step of drying the metal oxide particles in a powder state,
Method for producing metal oxide particles.
상기 분무 건조는,
스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 통해 수행되는 것이고,
100 ℃내지 120 ℃의 인렛(Inlet) 온도 조건 및 70 ℃내지 90 ℃의 챔버 내부 온도 조건을 유지하면서 수행되는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 8,
The spray drying,
It is performed through a spray dryer,
It is performed while maintaining the inlet temperature condition of 100 ℃ to 120 ℃ and the internal temperature condition of the chamber of 70 ℃ to 90 ℃,
Method for producing metal oxide particles.
상기 건조된 금속산화물 입자를 하소하는 단계는,
500 ℃내지 1,000 ℃의 온도 조건으로 수행되는 것인,
금속산화물 입자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of calcining the dried metal oxide particles,
That is carried out under a temperature condition of 500 ℃ to 1,000 ℃,
Method for producing metal oxide particles.
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|---|---|---|---|---|
| KR20060022408A (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-10 | 주식회사 케이씨텍 | Ceria slurry for chemical mechanical polishing and its fabrication method |
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| KR20080033595A (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing of cerium oxide powder for chemical mechanical polishing and method for preparing of chemical mechanical polishing slurry using the same |
| KR20170077492A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 주식회사 케이씨텍 | Method of manufacturing cerium based complex polishing particle, the cerium based complex polishing particle thereby and slurry composition comprising the cerium based complex polishing particle |
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2019
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