KR20040095615A - Abrasive slurry having high dispersion stability and manufacturing method for a substrate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided are a polishing agent slurry which is improved in dispersion stability for a long time, has a good re-dispersion and is free from an organic dispersant, and a method for preparing a substrate by using the slurry. CONSTITUTION: The polishing agent slurry comprises a polishing microparticle comprising at least one kind of oxide; a colloidal oxide microparticle having an average diameter smaller than that of the polishing microparticle; and a dispersing medium for dispersing the polishing microparticle and the colloidal oxide microparticle. Preferably the polishing microparticle has an average diameter (Dp) of 100-5,000 nm and the colloidal oxide microparticle has an average diameter (Dc) of 10-300 nm, and the ratio of Dp/Dc is 10 or less. Preferably the polishing microparticle is cerium oxide; the colloidal oxide microparticle is colloidal silica; and the dispersing medium is water or an aqueous dispersing medium mainly comprising water.

Description

분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리 및 기판의 제조방법{Abrasive slurry having high dispersion stability and manufacturing method for a substrate}Abrasive slurry having high dispersion stability and manufacturing method for a substrate

이 발명은 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리에 관한 것으로, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 반도체 제조공정이나 정전 척(chuck) 제조공정에서 행하여지는 기판 표면의 평탄화를 위한 표면 연마를 비롯하여, 포토마스크 블랭크(photomask blank), 유리디스크, 광학 렌즈 등의 피연마면의 연마에 폭넓게 채용되고 있는 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 "CMP"라고 함)의 용도로 이용하는데 적합한 연마제 슬러리에 관한 것이다.The present invention relates to an abrasive slurry having excellent dispersion stability, and is not particularly limited, but also includes photomask blanks, including surface polishing for planarizing the surface of a substrate performed in a semiconductor manufacturing process or an electrostatic chuck manufacturing process. The present invention relates to an abrasive slurry suitable for use in chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as "CMP"), which is widely employed for polishing polishing surfaces such as glass disks and optical lenses.

예를 들어, 반도체 제조공정에서 이용되는 실리콘 기판이나 정전 척 제조공정에서 이용되는 알루미늄 기판 등의 기판에 대해서는, 매우 높은 정밀도의 평탄성이 요구되고 있어, 그 피연마면인 기판 표면을 평탄화하는 기술로서, 연마 미립자에 의한 기계적 연마와 에칭액에 의한 화학적 연마를 조합한 CMP에 의해, 기판 표면에 손상을 주지 않고 기판 표면을 고도로 평탄화하는 평탄화 기술이 채용되고 있다.For example, very high precision flatness is required for a substrate such as a silicon substrate used in a semiconductor manufacturing process or an aluminum substrate used in an electrostatic chuck manufacturing process, and as a technique for flattening the substrate surface that is the surface to be polished. CMP, which combines mechanical polishing with abrasive fine particles and chemical polishing with etching liquid, employs a planarization technique for highly planarizing the substrate surface without damaging the substrate surface.

그리고, 이러한 평탄화 기술에서 이용하는 연마제로서는, 일반적으로 연마대상이 되는 기판의 종류나 평탄화 기술에서 요구되는 가공 속도 등에 따라서, 여러가지 크기(평균 입경)를 가지는 산화세륨(CeO2), 이산화망간(MnO2) 등의 금속 산화물이나, 침강 실리카, 퓸드 실리카(fumed silica), 콜로이달 실리카 등의 규소 산화물(SiO2)이나, 퓸드 알루미나, 콜로이달 알루미나 등의 알루미늄 산화물(Al2O3) 등의 여러가지 종류의 연마 미립자를 물 등의 분산매 중에 분산시켜서 얻어진 슬러리가 이용되고 있다.As the abrasive used in such a planarization technique, cerium oxide (CeO 2 ) and manganese dioxide (MnO 2 ) having various sizes (average particle diameters) generally vary depending on the type of substrate to be polished, the processing speed required by the planarization technique, and the like. Various kinds of metal oxides such as precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, silicon oxide (SiO 2 ), and aluminum oxide such as fumed alumina and colloidal alumina (Al 2 O 3 ). A slurry obtained by dispersing abrasive fine particles in a dispersion medium such as water is used.

그런데, 이들의 연마 미립자는 그 종류나 크기에 따라서는 분산매 중에서의 분산 안정성이 나쁘고, 예를 들어 산화세륨 입자의 경우에는 비교적 큰 비중을 가지기 때문에, 산화세륨 입자를 분산매 중에 분산시켜서 연마제 슬러리를 조제하면, 조제 후 당분간은 균일하게 분산하지만, 그 후 비교적 단시간에 산화세륨 입자가 분산하기 시작하고, 침강하여, 이윽고 입자의 응집을 일으켜서 그 입경이 커지고, 입도 분포가 넓어진다는 침강·응집의 문제를 일으켜, 가공 속도가 경시적으로 변화하고, 또한 기판 표면이 손상하는 등의 문제가 생긴다.However, these abrasive fine particles have poor dispersion stability in the dispersion medium depending on the type and size thereof, and, for example, have relatively large specific gravity in the case of cerium oxide particles. Thus, cerium oxide particles are dispersed in the dispersion medium to prepare an abrasive slurry. If the particles are uniformly dispersed for a while after preparation, the cerium oxide particles begin to disperse in a relatively short time thereafter, and then settle and settle, causing the particles to coagulate, leading to a larger particle diameter and broader particle size distribution. This causes problems such as a change in processing speed with time and damage to the substrate surface.

이 때문에, 종래에 있어서는 이러한 연마제 슬러리에 있어서의 침강·응집의 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어, 연마제 슬러리의 사용 직전에 교반하여 연마 미립자를 다시 분산시키는 재분산 처리나, 응집하여 소정의 입경보다 커진 이상(異常) 응집 입자를 여과하여 분리 제거하는 분리 제거 처리 등이 행하여지고 있어, 기판 등의 평탄화 공정에서의 큰 부담이 되고 있다.For this reason, conventionally, in order to solve the problem of sedimentation and aggregation in such an abrasive slurry, for example, a redispersion process for stirring again immediately before use of the abrasive slurry to disperse the abrasive fine particles or agglomerating to a predetermined particle size Separation removal processing, etc. which filter and isolate | separate larger abnormal aggregated particle | grains are performed, and it has become a big burden in planarization processes, such as a board | substrate.

그래서, 종래에 있어서도 이 연마제 슬러리의 침강·응집의 문제를 해결하기위하여 몇 가지 제안이 이루어지고 있다.Therefore, some proposals have been made to solve the problem of sedimentation and aggregation of the abrasive slurry in the related art.

즉, 산화세륨 입자, 아크릴산암모늄염과 아크릴산메틸과의 공중합체, 및 물을 포함하고, 침강하기 어려우며, SiO2절연막 등의 피연마면을 손상하지 않고 고속으로 연마 가능한 산화세륨 연마제가 제안되어 있다(일본국 특허 공개공보 2000-17195호 참조).That is, a cerium oxide abrasive containing cerium oxide particles, a copolymer of ammonium acrylate salt and methyl acrylate, and water, which is difficult to settle, and which can be polished at high speed without damaging the surface to be polished, such as an SiO 2 insulating film, has been proposed ( See Japanese Patent Laid-Open No. 2000-17195).

또한, 분산제로서 수용성 유기 고분자, 수용성 음이온성 계면활성제, 수용성 비이온성 계면활성제 및 수용성 아민에서 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함하고, 최대 침강 속도가 1㎛/s이하이고, 침강이 적고, 교반에 의한 균일화가 용이하며, SiO2절연막 등의 피연마면을 손상하지 않고 고속으로 연마 가능한 산화세륨 연마제가 제안되어 있다(일본국 특허 공개공보 2001-138214호 참조).The dispersant contains at least one compound selected from a water-soluble organic polymer, a water-soluble anionic surfactant, a water-soluble nonionic surfactant, and a water-soluble amine, and has a maximum sedimentation rate of 1 µm / s or less, less settling, and less stirring. A cerium oxide abrasive is proposed which is easy to homogenize and which can be polished at high speed without damaging the surface to be polished, such as an SiO 2 insulating film (see Japanese Patent Laid-Open No. 2001-138214).

더욱이, 산화세륨 입자, 폴리아크릴산의 전체 카르복실기의 90% 초과를 암모니아로 중화시킨 제 1 폴리아크릴산염, 폴리아크릴산의 전체 카르복실기의 15∼50%를 암모니아로 중화시킨 제 2 폴리아크릴산염, 및 물을 포함하고, 제 1 폴리아크릴산염과 제 2 폴리아크릴산염의 합계 함유량이 0.15∼1중량%이고, 안정성이 좋으며, 2층 분리나 응집 침강 고결, 점도 변화를 일으키지 않는 산화세륨 연마제가 제안되어 있다(일본국 특허 공개공보 2002-353175호 참조).Furthermore, cerium oxide particles, first polyacrylates in which more than 90% of all carboxyl groups of polyacrylic acid are neutralized with ammonia, second polyacrylates in which 15 to 50% of all carboxyl groups of polyacrylic acid are neutralized with ammonia, and water And a cerium oxide abrasive having a total content of the first polyacrylate salt and the second polyacrylate salt in the range of 0.15 to 1% by weight, good stability and not causing two-layer separation, coagulation sedimentation solidification, or viscosity change. See Japanese Patent Laid-Open No. 2002-353175).

그러나, 이들 분산제를 포함하는 산화세륨 연마제에 대해서도 1개월 또는 그 이상의 장기간에 걸쳐서 침강·응집의 문제를 해결하여, 재분산성이 양호한 상태로유지하는 것은 곤란하고, 또한 제조공정에 있어서는 응집한 연마제에 의한 장치 배관내의 막힘 등의 발생 사례도 보여져, 이들의 여러 문제를 반드시 완전하게 해결할 수는 없다는 문제가 있다.However, for cerium oxide abrasives containing these dispersants, it is difficult to solve the problem of sedimentation and aggregation over a long period of one month or more, and to maintain a good redispersibility. Occurrences of blockages in the piping of the apparatus due to this are also shown, and there is a problem that these various problems cannot be completely solved.

또한, 이들 모든 산화세륨 연마제도, 분산제로서 수용성 유기 고분자, 수용성 음이온성 계면활성제, 수용성 비이온성 계면활성제, 수용성 아민 등의 유기 화합물을 비교적 다량(0.1∼5중량%) 포함하는 것으로, 연마 처리 후의 폐액 중에는 산화세륨 입자의 무기물질과 분산제 등의 유기물질이 혼재하여, 이 폐액 처리에 많은 수고와 비용을 요한다는 문제도 있다.In addition, all of these cerium oxide polishing agents contain relatively large amounts (0.1 to 5% by weight) of organic compounds such as water-soluble organic polymers, water-soluble anionic surfactants, water-soluble nonionic surfactants, and water-soluble amines as dispersants. In the waste liquid, there is a problem in that inorganic materials of cerium oxide particles and organic substances such as dispersants are mixed, which requires a great deal of effort and cost for the waste liquid treatment.

덧붙여서, 이러한 연마제 슬러리에 대해서는 그 제조 비용이나 수송 비용을 가급적 감소한다는 관점에서, 제조시에는 가능한 한 고농도의 것을 제조하고, 사용시에 소정의 농도까지 희석하여 사용하는 것이 바람직하지만, 침강·응집의 문제는 고농도일수록 발생하기 쉬워, 보다 한층 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리의 개발이 요망되고 있다.In addition, from the viewpoint of reducing the production cost and transportation cost of the abrasive slurry as much as possible, it is preferable to manufacture as high a concentration as possible at the time of production, and to dilute to a predetermined concentration during use, but it is a problem of sedimentation and aggregation. Is more likely to occur at higher concentrations, and further development of an abrasive slurry excellent in dispersion stability is desired.

그래서, 본 발명자들은 장기간에 걸쳐서 분산 안정성이 우수하고, 또한 재분산성이 양호하며, 침강·응집의 문제를 가급적 해소할 수 있는 이외에, 유기계 분산제를 전혀 사용하지 않는 분산제 프리(free)에서의 사용이 가능한 연마제 슬러리에 대하여 예의검토한 결과, 콜로이드 형상 산화물로서 연마 미립자보다 작은 평균 입경을 가지는 콜로이달 미립자를 첨가함으로써, 연마 미립자의 침강·응집을 가급적 억제할 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors have excellent dispersion stability over a long period of time, good redispersibility, and can solve the problem of sedimentation and aggregation as much as possible, and use in a dispersant free which does not use an organic dispersant at all is possible. As a result of earnestly examining the possible abrasive slurry, it has been found that by adding colloidal fine particles having an average particle diameter smaller than the abrasive fine particles as the colloidal oxide, the sedimentation and aggregation of the abrasive fine particles can be suppressed as much as possible.

따라서, 본 발명의 목적은 장기간에 걸쳐서 분산 안정성이 우수하고, 또한재분산성이 양호하며, 침강·응집의 문제를 가급적 해소할 수 있는 이외에, 유기계 분산제를 전혀 사용하지 않는 분산제 프리에서의 사용이 가능한 연마제 슬러리를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide excellent dispersion stability over a long period of time, good redispersibility, and to solve the problem of sedimentation and aggregation as much as possible, and to be used in a dispersant free which does not use an organic dispersant at all. To provide an abrasive slurry.

또한, 본 발명의 다른 목적은 이러한 연마제 슬러리를 이용하여, CMP에 의해 반도체 제조공정에서 이용되는 실리콘 기판이나 정전 척 제조공정에서 이용되는 알루미늄 기판 등의 기판을 공업적으로 유리하게 제조하기 위한 기판의 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a substrate for producing industrially advantageous substrates such as silicon substrates used in the semiconductor manufacturing process by CMP and aluminum substrates used in the electrostatic chuck manufacturing process by using such abrasive slurry. It is to provide a manufacturing method.

즉, 본 발명은 1종 또는 2종 이상의 산화물로 이루어진 연마 미립자; 콜로이드 형상 산화물로서 상기 연마 미립자보다 작은 평균 입경을 가지는 콜로이달 미립자; 이들 연마 미립자 및 콜로이달 미립자를 분산시키는 분산매; 를 포함하는 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리에 관한 것이다.That is, the present invention is an abrasive fine particles consisting of one or two or more oxides; Colloidal fine particles having a colloidal oxide having an average particle diameter smaller than that of the abrasive fine particles; A dispersion medium for dispersing these abrasive fine particles and colloidal fine particles; It relates to an abrasive slurry excellent in dispersion stability comprising a.

또한, 본 발명은 무기질의 기판을 제조하는 방법으로서, 상기의 연마제 슬러리를 이용하여 기판을 연마하는 연마 공정을 포함하는 기판의 제조방법에 관한 것이다.Moreover, this invention relates to the manufacturing method of a board | substrate including the grinding | polishing process of grind | polishing a board | substrate using said abrasive slurry as a method of manufacturing an inorganic board | substrate.

본 발명에 있어서, 연마 미립자로서 이용되는 산화물로서는, 종래 이 종류의 연마 미립자로서 이용되는 것을 그대로 사용할 수 있고, 구체적으로는 산화세륨(CeO2), 이산화망간(MnO2) 등의 금속 산화물이나, 침강 실리카, 퓸드 실리카, 콜로이달 실리카 등의 규소 산화물(SiO2)이나, 퓸드 알루미나, 콜로이달 알루미나 등의 알루미늄 산화물(Al2O3) 등을 들 수 있다. 이들은 그 1종만을 단독으로 이용할 수 있는 이외에, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다.In the present invention, as the oxide used as the abrasive fine particles, those conventionally used as this kind of abrasive fine particles can be used as they are, and specifically, metal oxides such as cerium oxide (CeO 2 ), manganese dioxide (MnO 2 ), and sedimentation there may be mentioned silica, fumed silica, silicon oxide, such as colloidal silica (SiO 2) or, fumed alumina, aluminum oxide, such as colloidal alumina (Al 2 O 3) or the like. These can be used individually by 1 type, and can also mix and use 2 or more types.

이들의 산화물 중, 본 발명에서 연마 미립자로서 이용하기에 바람직한 것은 예를 들어 산화세륨 입자, 산화알루미늄 입자 등과 같이, 비교적 비중이 높고, 또는 비교적 평균 입경이 크고, 그 자체로는 칩강·응집을 일으키기 쉬운 것이 좋고, 이러한 연마 미립자에 대하여 특히 유효하다.Among these oxides, those preferred for use as abrasive fine particles in the present invention are relatively high in specific gravity or relatively large in average particle diameter, such as, for example, cerium oxide particles and aluminum oxide particles. It is good to be easy and it is especially effective with respect to such abrasive fine particles.

본 발명에서 이용하는 연마 미립자의 평균 입경(Dp)에 대해서는 특별히 제한은 없고, 또한 종류에 따라서도 다르지만, 산화세륨 입자의 경우에는 통상 100∼5,000㎚, 바람직하게는 500∼2,000㎚인 것이 좋고, 연마 미립자의 종류에 따라서는 평균 입경(Dp)이 100㎚보다 작으면 연마 능력이 충분히 발휘되지 않는 경우가 있고, 반대로 5,000㎚보다 크면 연마면에 흠집이 생기기 쉽다는 문제가 있다.There is no restriction | limiting in particular about the average particle diameter (Dp) of the abrasive microparticles | fine-particles used by this invention, Although it changes also with a kind, In the case of a cerium oxide particle, it is good that it is usually 100-5,000 nm, Preferably it is 500-2,000 nm, and polishing Depending on the type of fine particles, the polishing particle may not be sufficiently exhibited when the average particle diameter Dp is smaller than 100 nm. On the contrary, when the average particle diameter Dp is larger than 5,000 nm, scratches tend to occur on the polishing surface.

또한, 이 연마 미립자와 함께 이용되는 콜로이달 미립자에 대해서는 예를 들어 콜로이달 실리카, 콜로이달 알루미나 등의 콜로이드 형상 산화물을 들 수 있고, 이들은 그 1종만을 단독으로 이용할 수 있는 이외에, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다.Moreover, about colloidal microparticles used with this abrasive microparticle, a colloidal oxide, such as colloidal silica and colloidal alumina, is mentioned, for example, These can use 2 or more types besides being able to use only 1 type alone. It can also mix and use.

그리고, 이 콜로이달 미립자의 평균 입경(Dc)에 대해서는 적어도 상기 연마 미립자보다 작을 필요가 있고, 종류에 따라서도 다르지만, 콜로이달 실리카의 경우를 포함하여 많은 경우, 통상 10∼300㎚, 바람직하게는 20∼200㎚이고, 상기 연마 미립자의 평균 입경(Dp)과 이 콜로이달 미립자의 평균 입경(Dc)의 입경비(Dc/Dp)가10이하, 바람직하게는 0.01∼3정도인 것이 좋다. 이 콜로이달 미립자의 평균 입경(Dc)이 10㎚보다 작으면 제조시에 불안정하여 겔화되기 쉽고, 반대로, 300㎚보다 크면 입경에 편차가 생기기 쉽고, 또한 입경비(Dc/Dp)가 10을 초과하면 결과적으로 연마 미립자가 너무 작아져서 연마 능력이 충분히 발휘되지 않는다.In addition, the average particle diameter (Dc) of the colloidal fine particles needs to be at least smaller than the above-described abrasive fine particles, and varies depending on the type, but in many cases including the case of colloidal silica, usually 10 to 300 nm, preferably It is 20-200 nm, It is good that the particle diameter ratio (Dc / Dp) of the average particle diameter (Dp) of the said abrasive grain and the average particle diameter (Dc) of this colloidal microparticle is 10 or less, Preferably it is about 0.01-3. If the average particle diameter (Dc) of these colloidal fine particles is less than 10 nm, it is unstable at the time of manufacture, and it is easy to gelate. On the contrary, if it is larger than 300 nm, the particle size is easily varied and the particle size ratio (Dc / Dp) exceeds 10. As a result, the abrasive fine particles become too small and the polishing ability is not sufficiently exhibited.

게다가, 연마제 슬러리를 구성하는 분산매에 대해서는, 종래 이 종류의 연마제 슬러리에서 이용되고 있는 분산매를 그대로 이용할 수 있고, 특별히 한정되지 않으며, 이 연마제 슬러리의 용도, 예를 들어 반도체 제조공정에서 이용하는 실리콘 기판이나 정전 척 제조공정에서 이용하는 알루미늄 기판 등의 기판의 평탄화에 이용되는 CMP용의 연마제 슬러리인가, 포토마스크 블랭크, 유리디스크, 광학 렌즈 등의 피연마면의 연마에 이용되는 CMP용의 연마제 슬러리인가, 또한 기타 피연마면의 연마에 이용되는 통상의 연마제 슬러리인가 등에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 물, 또는 물을 주성분으로 하여 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, tert-부탄올 등의 알콜류나, 케톤류, 에스테르류, 에테르류 등의 수용성 용제를 포함하는 수성 분산매가 적합하게 이용된다. 또한, 이 분산매 중에는 종래의 경우와 동일하게, 필요에 따라서 CMP의 시기에 화학적 연마를 행하기 위한 에칭액도 첨가된다.In addition, the dispersion medium constituting the polishing slurry can be used as it is conventionally used in this type of polishing slurry, and is not particularly limited, and the use of the polishing slurry, for example, a silicon substrate used in a semiconductor manufacturing process, Abrasive slurry for CMP used for planarization of substrates such as aluminum substrates used in the electrostatic chuck manufacturing process, abrasive slurry for CMP used for polishing polishing surfaces such as photomask blanks, glass disks, and optical lenses; Although it can select suitably according to the application of the normal abrasive slurry etc. which are used for grinding of the other to-be-polished surface, Preferably it is water, or water based on methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, tert- Alcohols such as butanol and water-soluble solvents such as ketones, esters and ethers The aqueous dispersion medium is used suitably. In addition, in this dispersion medium, etching liquid for chemical polishing at the time of CMP is added as needed, similar to the conventional case.

그리고, 본 발명의 연마제 슬러리를 구성하는 상기 연마 미립자의 입자 농도(Cp)에 대해서는 연마 미립자의 종류에 따라 다르지만, 산화세륨 입자의 경우에는 통상 5∼40중량%, 바람직하게는 5∼30중량%, 보다 바람직하게는 5∼10중량%이고, 또한, 콜로이달 미립자의 입자 농도(Cc)에 대해서는 콜로이달 실리카의 경우를포함하여 많은 경우, 통상 0.1∼5중량%, 바람직하게는 0.5∼2중량%인 것이 좋고, 더욱이 상기 연마 미립자와 콜로이달 미립자의 중량 배합비(Cc/Cp)가 1이하, 바람직하게는 0.5이하인 것이 좋다. 이러한 입자 농도(Cp) 및 입자 농도(Cc)로 조제된 연마제 슬러리는 그대로 입자 농도(Cp) 및 입자 농도(Cc)로, 또는 필요에 따라서 분산매에 의해 소정의 입자 농도(Cp) 및 입자 농도(Cc)까지 희석하여 CMP 등의 연마에 이용된다. 연마 미립자의 입자 농도(Cp)가 5중량%보다 낮으면 연마 능력이 부족하고, 반대로 40중량%보다 높아지면 용해성에 문제가 생긴다. 또한 콜로이달 미립자의 입자 농도(Cc)가 0.1중량%보다 낮으면 침강·응집의 억제 효과가 저하하고, 반대로 5중량%보다 높아지면 응집 현상이 생기기 쉬워진다. 더욱이, 연마 미립자와 콜로이달 미립자의 중량 배합비(Cc/Cp)가 1을 초과하면 응집 현상이 생기기 쉬워진다.The particle concentration (Cp) of the abrasive fine particles constituting the abrasive slurry of the present invention varies depending on the type of abrasive fine particles, but in the case of cerium oxide particles, it is usually 5 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. More preferably, it is 5 to 10 weight%, and about the particle concentration (Cc) of colloidal microparticles, in many cases including colloidal silica, it is usually 0.1 to 5 weight%, Preferably it is 0.5 to 2 weight %, And the weight compounding ratio (Cc / Cp) of the abrasive fine particles and colloidal fine particles is preferably 1 or less, preferably 0.5 or less. The abrasive slurry prepared at such a particle concentration (Cp) and a particle concentration (Cc) may be at the particle concentration (Cp) and the particle concentration (Cc) as it is, or, if necessary, with a predetermined particle concentration (Cp) and particle concentration ( It is diluted to Cc) and used for grinding | polishing of CMP etc. If the particle concentration (Cp) of the abrasive fine particles is lower than 5% by weight, the polishing ability is insufficient. On the contrary, if the particle concentration (Cp) of the abrasive fine particles is higher than 40% by weight, solubility is caused. If the particle concentration (Cc) of the colloidal fine particles is lower than 0.1% by weight, the effect of inhibiting sedimentation and aggregation is lowered. On the contrary, if the particle concentration (Cc) of the colloidal fine particles is higher than 5% by weight, aggregation phenomenon tends to occur. Furthermore, when the weight compounding ratio (Cc / Cp) of the abrasive fine particles and colloidal fine particles exceeds 1, aggregation phenomenon tends to occur.

본 발명의 연마제 슬러리는 특히 수용성 유기 고분자, 수용성 음이온성 계면활성제, 수용성 비이온성 계면활성제 및 수용성 아민 등의 유기계 분산제를 첨가하지 않아도 장기간에 걸쳐 분산 안정성이 우수하고, 또한 재분산성이 양호하며, 침강·응집의 문제를 가급적 해소할 수 있다.The abrasive slurry of the present invention has excellent dispersion stability over a long period of time even without adding organic dispersants such as water-soluble organic polymers, water-soluble anionic surfactants, water-soluble nonionic surfactants, and water-soluble amines, and has good redispersibility. · You can solve the problem of aggregation.

또한, 본 발명에 있어서, 연마제 슬러리를 조제하는 방법에 대해서도 그 구성 성분인 연마 미립자, 콜로이달 미립자 및 분산매가 균일하게 혼합되고, 분산매 중에 연마 미립자 및 콜로이달 미립자가 균일하게 분산된 슬러리가 되면 좋다. 특별히 한정하지 않고, 통상의 교반기를 이용하여 조제할 수 있는 이외에, 필요에 따라 초음파 분산기, 호모게나이저, 볼 밀, 진동 볼 밀, 유성 볼 밀, 매체 교반식 밀등의 습식 분산기를 이용할 수 있다.In addition, in the present invention, the method for preparing the abrasive slurry may be a slurry in which the abrasive particles, colloidal particles and dispersion medium which are constituents thereof are uniformly mixed, and the abrasive particles and colloidal particles are uniformly dispersed in the dispersion medium. . It does not specifically limit, In addition to being able to prepare using a normal stirrer, wet dispersers, such as an ultrasonic disperser, a homogenizer, a ball mill, a vibration ball mill, a planetary ball mill, a medium stirring mill, can be used as needed.

본 발명의 연마제 슬러리는 반도체 제조공정에서 이용하는 실리콘 기판이나 정전 척 제조공정에서 이용하는 알루미늄 기판 등의 기판의 평탄화뿐만 아니라, 소정의 배선을 가지는 배선판에 형성된 산화규소 절연막 등의 산화막, 유리, 질화규소 등의 무기 절연막, 포토마스크·렌즈·프리즘 등의 광학 렌즈, ITO 등의 무기 도전막, 유리 및 결정질 재료로 구성되는 광집적회로·광스위칭 소자·광도파로, 광파이버의 단면, 신틸레이터(scintillator) 등의 광학용 단결정, 고체 레이저 단결정, 청색 레이저용 LED 사파이어 기판, SiC, GaP, GaAS 등의 반도체 단결정, 자기디스크용 유리기판, 자기헤드 등을 연마하기 위하여 사용된다.The abrasive slurry of the present invention is not only flattening a substrate such as a silicon substrate used in a semiconductor manufacturing process or an aluminum substrate used in an electrostatic chuck manufacturing process, but also an oxide film such as a silicon oxide insulating film formed on a wiring board having predetermined wiring, glass, silicon nitride, and the like. Such as an inorganic insulating film, an optical lens such as a photomask lens prism, an inorganic conductive film such as ITO, an optical integrated circuit, an optical switching element, an optical waveguide composed of glass and crystalline materials, an optical fiber cross section, a scintillator, etc. It is used to polish optical single crystals, solid laser single crystals, blue laser LED sapphire substrates, semiconductor single crystals such as SiC, GaP, GaAS, glass substrates for magnetic disks, magnetic heads, and the like.

예를 들어, 회로소자와 알루미늄 배선이 형성된 단계의 반도체 기판이나, 회로소자가 형성된 단계의 반도체 기판 등의 기판 상에 산화규소 절연막 등의 산화막이 형성된 기판에 대하여, 그 산화막 표면의 요철을 해소하기 위한 평탄화를 목적으로 CMP를 행하는 경우, 기판을 지지하는 홀더와, 연마천(패드)이 부착된 회전반을 구비한 일반적인 연마 장치를 이용하고, 연마천에는 본 발명의 연마제 슬러리를 펌프 등으로 연속적으로 일정량씩 공급하고, 소정의 회전수 및 가압하에서 연마할 수 있다.For example, the unevenness of the surface of the oxide film is eliminated with respect to a semiconductor substrate in which a circuit element and an aluminum wiring are formed, or a substrate in which an oxide film such as a silicon oxide insulating film is formed on a substrate such as a semiconductor substrate in which a circuit element is formed. In the case of performing CMP for the purpose of flattening, a general polishing apparatus having a holder for supporting a substrate and a rotating plate with an abrasive cloth (pad) is used, and the abrasive slurry of the present invention is continuously pumped or the like. By a predetermined amount, and it can grind under predetermined rotation speed and pressure.

그리고, 연마 종료 후의 기판에 대해서는 통상의 후처리의 경우와 동일하게, 흐르는 물에서 잘 세정한 후, 스핀 드라이어 등을 이용하여 기판 상에 부착한 물방울을 떨어뜨리고나서 건조시킨다.The substrate after polishing is rinsed well under running water in the same manner as in the case of normal post-treatment, and then dried after dropping water droplets adhered onto the substrate using a spin dryer or the like.

이 기판의 연마시에 배출되는 폐액에 대해서는, 유기계 분산제를 전혀 사용하지 않는 분산제 프리이기 때문에 종래에 비하여 그 폐액 처리를 매우 경제적으로 행할 수 있다.The waste liquid discharged at the time of polishing the substrate is dispersant-free, which does not use an organic dispersant at all, so that the waste liquid treatment can be performed very economically.

<발명의 실시형태>Embodiment of the Invention

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명의 적합한 실시형태를 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described concretely based on an Example and a comparative example.

실시예 1∼27Examples 1 to 27

[콜로이달 실리카(20㎚)의 조제][Preparation of colloidal silica (20 nm)]

액체 유출구(留出口), 액면 제어 장치 및 교반기를 구비한 덮개가 부착된 1㎥-탱크에, 메틸실리케이트 32㎏, 메탄올 100㎏ 및 순수(純水) 768㎏을 준비하고 혼합하여 A액으로 하였다.32 kg of methyl silicate, 100 kg of methanol, and 768 kg of pure water were prepared and mixed in a 1m <3> -tank with a cover provided with a liquid outlet, a liquid level control device, and a stirrer to prepare an A liquid. .

또한, 교반기를 구비한 3㎥-탱크에, 메틸실리케이트 368㎏, 메탄올 100㎏, 순수 1840g 및 28wt%-암모니아수 12㎏을 준비하고 혼합하여 B액으로 하였다.Further, 368 kg of methyl silicate, 100 kg of methanol, 1840 g of pure water, and 12 kg of 28 wt% ammonia water were prepared and mixed into a 3 m 3 -tank equipped with a stirrer to obtain a B liquid.

다음으로, A액이 들어간 탱크를 스팀 가열하여, 메탄올과 물의 혼합액을 유출(distill)시키고, A액에서 액체가 유출하기 시작한 시점에서 A액의 액면이 일정해지도록 B액을 첨가하고, B액의 전부를 첨가완료한 시점에서, 다시 A액의 액면이 일정해지도록 순순 240㎏을 첨가하여 반응시켰다.Next, the tank containing the liquid A is steam heated to distill the mixed liquid of methanol and water, and the liquid B is added so that the liquid level of the liquid A becomes constant at the time when the liquid starts to flow out of the liquid A, and the liquid B When all of the addition was completed, 240 kg of pure net was added and made to react so that the liquid level of liquid A might become constant again.

반응 종료 후, A액이 들어가 있는 탱크 내에서 반응 생성물을 꺼내어 분석한 결과, 실리카 농도가 20중량%이고 평균 입경이 20㎚인 콜로이드 형상 실리카 생성물(콜로이달 실리카(20㎚))이었다.After the completion of the reaction, the reaction product was taken out and analyzed in a tank containing A liquid. As a result, a silica concentration of 20 wt% and an average particle diameter of 20 nm were colloidal silica products (colloidal silica (20 nm)).

[콜로이달 실리카(70㎚)의 조제]Preparation of Colloidal Silica (70 nm)

교반기를 구비한 덮개가 부착된 3㎥-탱크에, 메탄올 1721.7㎏ 및 순수 306.3㎏ 및 28wt%-암모니아수 88.4㎏을 준비하고 혼합한 후, 액체 온도를 23±1℃로 조정하고, 이어서 액체 온도를 23±1℃로 유지하면서 2∼2.5시간 동안 교반하에 404.4㎏의 메틸실리케이트를 투입하고, 반응시켰다.1721.7 kg of methanol and 306.3 kg of pure water and 88.4 kg of 28 wt% ammonia water were prepared and mixed in a lidded 3 m 3 -tank equipped with a stirrer, and the liquid temperature was adjusted to 23 ± 1 ° C., and then the liquid temperature was adjusted. 404.4 kg of methyl silicate was added and reacted for 2 to 2.5 hours while maintaining at 23 ± 1 ° C.

반응 종료 후, 얻어진 반응 혼합물의 조제품(粗製品)을 액체 유출구, 액면 제어 장치 및 교반기를 구비한 덮개가 부착된 1㎥-탱크에 옮기고, 탱크를 스팀 가열하여 메탄올, 물 및 암모니아의 혼합액을 유출시키고, 탱크에서 액체가 유출하기 시작한 시점에서 액면이 일정해지도록 남은 반응 혼합물을 첨가하고, 반응 혼합물의 전부를 첨가완료한 시점에서, 다시 액면이 일정해지도록 순수를 첨가하고, 탱크 내의 액체 온도가 100℃에 도달할 때까지 순수의 첨가를 행하였다.After the completion of the reaction, the crude product of the obtained reaction mixture was transferred to a 1 m 3 -tank tank equipped with a liquid outlet, a liquid level control device, and a stirrer, and the tank was steam heated to pour out a mixture of methanol, water, and ammonia. The remaining reaction mixture is added so that the liquid level becomes constant at the time when the liquid starts to flow out of the tank, and when the addition of all of the reaction mixture is completed, pure water is added again so that the liquid level becomes constant, and the liquid temperature in the tank Pure water was added until it reached 100 degreeC.

액체 온도가 100℃에 도달한 시점에서 가열을 종료하고, 중간 제품으로 하여 냉각하고, 액체 온도가 70℃가 된 시점에서 적량의 28wt%-암모니아수를 첨가하고, 다시 교반하여 혼합한 후, 탱크에서 반응 생성물을 꺼내었다.When the liquid temperature reached 100 ° C., the heating was finished, the intermediate product was cooled down, and when the liquid temperature reached 70 ° C., an appropriate amount of 28 wt% ammonia water was added, stirred and mixed again, and then in the tank. The reaction product was taken out.

얻어진 반응 생성물은 실리카 농도가 30중량%이고 평균 입경이 70㎚인 콜로이드 형상 실리카 생성물(콜로이달 실리카(70㎚))이었다.The obtained reaction product was a colloidal silica product (colloidal silica (70 nm)) having a silica concentration of 30% by weight and an average particle diameter of 70 nm.

[콜로이달 실리카(170㎚)의 조제]Preparation of Colloidal Silica (170 nm)

교반기를 구비한 덮개가 부착된 1.8㎥-탱크에, 메탄올 885.1㎏ 및 순수 63.1㎏ 및 28wt%-암모니아수 113.25㎏을 준비하고 혼합한 후, 온도를 23±1℃로 조정하고, 이어서 액체 온도를 23±1℃로 유지하면서 3시간 동안 교반하에 171.1㎏의 메틸실리케이트를 투입하고, 반응시켰다.In a 1.8 m 3 -tank tank equipped with a stirrer, 885.1 kg of methanol and 63.1 kg of pure water and 113.25 kg of 28 wt% ammonia water were prepared and mixed, and then the temperature was adjusted to 23 ± 1 ° C., and then the liquid temperature was 23 171.1 kg of methyl silicate was added thereto under stirring for 3 hours while maintaining the temperature at ± 1 ° C.

반응 종료 후, 얻어진 반응 혼합물의 조제품을 액체 유출구, 액면 제어 장치 및 교반기를 구비한 덮개가 부착된 1㎥-탱크에 옮기고, 탱크를 스팀 가열하여 메탄올, 물 및 암모니아의 혼합액을 유출시키고, 탱크에서 액체가 유출하기 시작한 시점에서 액면이 일정해지도록 남은 반응 혼합물을 첨가하고, 반응 혼합물의 전부를 첨가완료한 시점에서, 다시 액면이 일정해지도록 순수를 첨가하고, 탱크 내의 액체 온도가 100℃에 도달할 때까지 순수의 첨가를 행하였다.After the completion of the reaction, the crude mixture of the obtained reaction mixture was transferred to a 1 m 3 -tank tank equipped with a liquid outlet, a liquid level control device and a stirrer, and the tank was steam heated to drain a mixture of methanol, water and ammonia, and then The remaining reaction mixture is added so that the liquid level becomes constant at the time when the liquid starts to flow out, and when the addition of all the reaction mixtures is completed, pure water is added again to keep the liquid level constant, and the liquid temperature in the tank reaches 100 ° C. Pure water was added until it was.

액체 온도가 100℃에 도달한 시점에서 가열을 종료하고, 중간 제품으로 하여 냉각하고, 액체 온도가 70℃가 된 시점에서 적량의 28wt%-암모니아수를 첨가하고, 다시 교반하여 혼합한 후, 탱크에서 반응 생성물을 꺼내었다.When the liquid temperature reached 100 ° C., the heating was finished, the intermediate product was cooled down, and when the liquid temperature reached 70 ° C., an appropriate amount of 28 wt% ammonia water was added, stirred and mixed again, and then in the tank. The reaction product was taken out.

얻어진 반응 생성물은 실리카 농도가 22중량%이고 평균 입경이 170㎚인 콜로이드 형상 실리카 생성물(콜로이달 실리카(170㎚))이었다.The obtained reaction product was a colloidal silica product (colloidal silica (170 nm)) having a silica concentration of 22% by weight and an average particle diameter of 170 nm.

[연마제 슬러리의 조제][Preparation of Abrasive Slurry]

연마 미립자로서 평균 입경 1.1㎛ 및 최대 입경 8㎛인 산화세륨 입자(세이미케미컬사 제품 상품명: TE-508)를 이용하고, 콜로이달 미립자로서 위에서 얻어진 3종류의 콜로이달 실리카를 이용하고, 분산매로서 순수를 이용하여, 표 1에 나타내 비율로 배합하고, 교반기로 균일하게 혼합하여, 각 실시예 1∼27의 연마제 슬러리를 조제하였다.As the dispersion medium, three types of colloidal silica obtained above as colloidal fine particles were used, using cerium oxide particles (trade name: TE-508 manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 1.1 mu m and a maximum particle diameter of 8 mu m. Using pure water, it mix | blended in the ratio shown in Table 1, it mixed uniformly with the stirrer, and prepared the abrasive slurry of each Example 1-27.

[침강·응집 상태 및 재분산성의 평가][Evaluation of Sedimentation, Aggregation and Redispersibility]

얻어진 각 실시예 1∼27의 연마제 슬러리에 대하여, 그 50㎖를 100㎖-시험관 내에 넣고, 1개월간 정지(靜止) 방치한 후, 침강·응집의 상태를 육안으로 관찰하였다.About the abrasive slurry of each obtained Example 1-27, 50 ml of this was put in a 100 ml test tube, and left to stand for 1 month, and the state of sedimentation and aggregation was observed visually.

또한, 50㎖의 연마제 슬러리를 100㎖-폴리에틸렌제 용기내에 넣고, 1개월간 정지 방치하였다. 그 후, 손으로 흔들어 재분산성을 육안으로 관찰함과 동시에, 탁상형 볼 밀 교반기(입공상 회사제: 형식 V-1M)의 위에 가로로 눕혀 놓고, 교반회전수 100rpm 및 교반시간 10분의 조건으로 교반하고, 교반기에 의한 재분산성을 육안으로 관찰하였다.Further, 50 ml of the abrasive slurry was placed in a 100 ml-polyethylene container, and left for one month to stand still. Thereafter, shaking by hand was used to visually observe the redispersibility, and was then laid horizontally on a table-type ball mill stirrer (form V-1M manufactured by a granular company) and subjected to a stirring revolution of 100 rpm and a stirring time of 10 minutes. After stirring, the redispersibility by the stirrer was visually observed.

상기의 침전·응집 상태와 재분산성의 결과를,As a result of the precipitation, aggregation state and redispersibility of the above,

◎: 침전부 전체가 소프트하고, 손으로 흔들어 수초에서 재분산이 가능하고, 또한 교반기에 의해 5분 이내에 재분산이 가능하다,(Double-circle): The whole sedimentation part is soft, it can be redispersed by hand shaking in few seconds, and can be redispersed within 5 minutes by the stirrer,

○: 침전부에 딱딱한 부분이 있지만, 손으로 흔드는 것에 의한 재분산에 30초 정도를 요하고, 또한 교반기에 의한 재분산에 10분 정도 요한다,(Circle): Although there is a hard part in a precipitation part, it requires about 30 second for redispersion by shaking by hand, and about 10 minutes for redispersion by a stirrer,

△: 침전부에 딱딱한 부분이 있지만, 손으로 흔드는 것에 의한 재분산에 2분 이상을 요하고, 또한 교반기에 의한 재분산에 10분 이상을 요한다,(Triangle | delta): Although there is a hard part in a precipitation part, it requires 2 minutes or more for redispersion by shaking by hand, and 10 minutes or more for redispersion by a stirrer,

×: 침전부 전체가 완전히 고화하고, 10분간 손으로 흔들어도 재분산되지 않고, 또한 교반기에 의한 재분산에 10분 정도 요한다, 의 4단계로 평가하였다.X: The whole precipitation part solidified completely, and even if it shakes by hand for 10 minutes, it does not redistribute and it evaluates by four steps of about 10 minutes for redispersion by a stirrer.

결과를 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1.

[석영 기판 연마 속도][Quartz Polishing Rate]

또한, 연마제 슬러리를 초순수로 3배로 희석하고, 연마천을 구비한 CMP용 연마기(나노팩터사 제품: FACT-200)를 이용하고, 회전수 200rpm, 가공압력 500g/㎠, 및 연마제 슬러리의 공급 속도 10㎖/min의 조건하에서, 시료(폭 3.3㎝×2.6㎝, 두께 1.15㎜의 석영 기판)를 10분간 연마하고, 연마 전후의 시료의 두께를 마이크로미터로 측정하여, 연마 전후의 시료의 두께로 석영 기판(SiO2)에 대한 연마 속도(㎛/10min)를 구하였다.In addition, the slurry slurry was diluted three times with ultrapure water, and a rotation speed of 200 rpm, a working pressure of 500 g / cm 2, and a supply rate of the polishing slurry were prepared using a CMP polishing machine (manufactured by Nanofactor, FACT-200) equipped with an abrasive cloth. Under the conditions of ml / min, a sample (a 3.3 cm wide x 2.6 cm wide, 1.15 mm quartz substrate) was polished for 10 minutes, the thickness of the sample before and after polishing was measured by a micrometer, and the quartz thickness of the sample before and after polishing was measured. The polishing rate (μm / 10 min) for the substrate (SiO 2 ) was obtained.

결과를 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1.

비교예 1∼15Comparative Examples 1-15

유기계 분산제로서 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 이용하고, 상기 실시예 1∼27의 경우와 동일하게 하여 비교예 1∼15의 연마제 슬러리를 조제하였다. 얻어진 각 비교예 1∼15의 연마제에 대하여, 각 실시예 1∼27의 경우와 동일하게 하여 침전·응집 상태 및 재분산성을 평가하고, 또한 석영 기판(SiO2)에 대한 연마 속도(㎛/10min)를 구하였다.Polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as the organic dispersant, and the abrasive slurry of Comparative Examples 1 to 15 was prepared in the same manner as in Examples 1 to 27. For each of Comparative Examples 1 to 15 abrasive obtained in the same manner as in each of Examples 1-27 and evaluating the precipitation, coagulation status, and the redispersibility, and the polishing rate (㎛ / 10min on a quartz substrate (SiO 2) ) Was obtained.

결과를 상기 각 실시예 1∼27과 함께 표 1에 나타낸다.The results are shown in Table 1 together with the above Examples 1 to 27.

실시예 No.Example No. 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 연마제조성 (wt%)Polishing Composition (wt%) 산화세륨 입자(CeO2)Cerium oxide particles (CeO 2 ) 55 1515 3030 55 1515 3030 55 1515 3030 콜로이달 실리카(20㎚)Colloidal Silica (20 nm) 1One 1One 1One 22 22 22 55 55 55 분산제Dispersant -- -- -- -- -- -- -- -- -- 침전응고 상태 및 재분산성의 평가Evaluation of Precipitation Coagulation Status and Redispersibility 석영 기판 연마 속도 (3배 희석액:㎛/10min)Quartz substrate polishing rate (3-fold diluent: μm / 10 min) 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 실시예 No.Example No. 1010 1111 1212 1313 1414 1515 1616 1717 1818 연마제조성 (wt%)Polishing Composition (wt%) 산화세륨 입자(CeO2)Cerium oxide particles (CeO 2 ) 55 1515 3030 55 1515 3030 55 1515 3030 콜로이달 실리카(70㎚)Colloidal Silica (70 nm) 1One 1One 1One 22 22 22 55 55 55 분산제Dispersant -- -- -- -- -- -- -- -- -- 침전응고 상태 및 재분산성의 평가Evaluation of Precipitation Coagulation Status and Redispersibility 석영 기판 연마 속도 (3배 희석액:㎛/10min)Quartz substrate polishing rate (3-fold diluent: μm / 10 min) 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 실시예 No.Example No. 1919 2020 2121 2222 2323 2424 2525 2626 2727 연마제 조성 (wt%)Abrasive Composition (wt%) 산화세륨 입자(CeO2)Cerium oxide particles (CeO 2 ) 55 1515 3030 55 1515 3030 55 1515 3030 콜로이달 실리카(170㎚)Colloidal Silica (170 nm) 1One 1One 1One 22 22 22 55 55 55 분산제Dispersant -- -- -- -- -- -- -- -- -- 침전응고 상태 및 재분산성의 평가Evaluation of Precipitation Coagulation Status and Redispersibility 석영 기판 연마 속도 (3배 희석액:㎛/10min)Quartz substrate polishing rate (3-fold diluent: μm / 10 min) 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 비교예 No.Comparative Example No. 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 연마제 조성 (wt%)Abrasive Composition (wt%) 산화세륨 입자(CeO2)Cerium oxide particles (CeO 2 ) 55 1515 3030 55 1515 3030 55 1515 3030 콜로이달 실리카Colloidal silica -- -- -- -- -- -- -- -- -- 분산제Dispersant -- -- -- 1One 1One 1One 33 33 33 침전응고 상태 및 재분산성의 평가Evaluation of Precipitation Coagulation Status and Redispersibility ×× ×× ×× ×× ×× ×× 석영 기판 연마 속도 (3배 희석액:㎛/10min)Quartz substrate polishing rate (3-fold diluent: μm / 10 min) -- -- -- 1010 1010 1010 1010 1010 1010 비교예 No.Comparative Example No. 1010 1111 1212 1313 1414 1515 연마제 조성 (wt%)Abrasive Composition (wt%) 산화세륨 입자(CeO2)Cerium oxide particles (CeO 2 ) 55 1515 3030 55 1515 3030 콜로이달 실리카Colloidal silica -- -- -- -- -- -- 분산제Dispersant 1One 1One 1One 33 33 33 침전응고 상태 및 재분산성의 평가Evaluation of Precipitation Coagulation Status and Redispersibility 석영 기판 연마 속도 (3배 희석액:㎛/10min)Quartz substrate polishing rate (3-fold diluent: μm / 10 min) 1010 1010 1010 1010 1010 1010

표 1에 나타낸 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 각 실시예 1∼27의 연마제 슬러리는 모두 침강·응집 상태 및 재분산성의 평가, 석영기판 연마속도에 있어서 우수한 성능을 발휘하는데 대하여, 콜로이달 미립자 및 분산제를 하나도 첨가하지 않은 비교예 1∼3의 연마제 슬러리는 재분산이 불가능하여 연마 속도가 측정되지 않고, 또한 1중량% 또는 3중량%의 분산제만을 첨가한 비교예 4∼15의 연마제 슬러리는 재분산에 장시간을 요하여, 본 발명의 연마제 슬러리가 특히 침강·응집 상태 및 재분산성에 있어서 우수한 성능을 가진다는 것이 판명되었다.As is clear from the results shown in Table 1, all of the abrasive slurries of Examples 1 to 27 of the present invention exhibited excellent performance in the evaluation of sedimentation / aggregation state and redispersibility, and in quartz substrate polishing rate. And the abrasive slurries of Comparative Examples 1 to 3, in which no dispersant was added, could not be re-dispersed and the polishing rate was not measured. It took a long time for redispersion, and it turned out that the abrasive slurry of this invention has the outstanding performance especially in sedimentation, aggregation state, and redispersibility.

본 발명에 의하면, 장기간에 걸쳐서 분산 안정성이 우수하고, 또한 재분산성이 양호하며, 침강·응집의 문제를 가급적 해소할 수 있고, 또한 유기계 분산제를 전혀 사용하지 않는 분산제 프리에서의 사용이 가능한 연마제 슬러리를 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abrasive slurry which is excellent in dispersion stability over a long period of time, and redispersibility is favorable, can solve the problem of sedimentation and aggregation as much as possible, and can be used in the dispersant free which uses no organic type dispersing agent at all. Can be provided.

또한, 본 발명의 연마제 슬러리를 이용함으로써, CMP에 의해 반도체 제조공정에서 이용되는 실리콘 기판이나 정전 척 제조공정에서 이용되는 알루미늄 기판 등의 기판을 공업적으로 유리하게 제조할 수 있다.In addition, by using the abrasive slurry of the present invention, it is possible to industrially advantageously produce substrates such as silicon substrates used in semiconductor manufacturing steps and aluminum substrates used in electrostatic chuck manufacturing steps by CMP.

Claims (8)

1종 또는 2종 이상의 산화물로 이루어진 연마 미립자; 콜로이드 형상 산화물로서 상기 연마 미립자보다 작은 평균 입경을 가지는 콜로이달 미립자; 이들 연마 미립자 및 콜로이달 미립자를 분산시키는 분산매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.Abrasive fine particles composed of one or two or more oxides; Colloidal fine particles having a colloidal oxide having an average particle diameter smaller than that of the abrasive fine particles; And a dispersion medium for dispersing these abrasive fine particles and colloidal fine particles. 제 1항에 있어서, 연마 미립자의 평균 입경(Dp)이 100∼5,000㎚이고, 콜로이달 미립자의 평균 입경(Dc)이 10∼300㎚이며, 상기 연마 미립자의 평균 입경(Dp)과 콜로이달 미립자의 평균 입경(Dc)의 입경비(Dc/Cp)가 10이하인 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.The average particle diameter (Dp) of the abrasive fine particles is 100 to 5,000 nm, the average particle diameter (Dc) of the colloidal fine particles is 10 to 300 nm, and the average particle diameter (Dp) and the colloidal fine particles of the abrasive fine particles An abrasive slurry excellent in dispersion stability having a particle size ratio (Dc / Cp) of 10 to an average particle diameter (Dc). 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연마 미립자의 입자 농도(Cp)가 5∼30중량%이고, 콜로이달 미립자의 입자 농도(Cc)가 0.1∼5중량%이고, 상기 연마 미립자와 콜로이달 미립자의 중량 배합비(Cc/Cp)가 1이하인 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.The abrasive grain and colloidal fine particles according to claim 1 or 2, wherein the abrasive grain fine particles have a particle concentration (Cp) of 5 to 30% by weight, and the colloidal fine particles have a particle concentration (Cc) of 0.1 to 5% by weight. An abrasive slurry excellent in dispersion stability having a weight compounding ratio (Cc / Cp) of 1 or less. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 분산매가 물 또는 물을 주성분으로 하는 수성 분산매인 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.The abrasive slurry excellent in dispersion stability in any one of Claims 1-3 whose dispersion medium is water or the aqueous dispersion medium which has water as a main component. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 미립자가 산화세륨 입자인 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.The polishing slurry according to any one of claims 1 to 4, wherein the polishing fine particles are cerium oxide particles. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 콜로이달 미립자가 콜로이달 실리카인 분산 안정성이 우수한 연마제 슬러리.The abrasive slurry with excellent dispersion stability according to any one of claims 1 to 5, wherein the colloidal fine particles are colloidal silica. 무기질의 기판을 제조하는 방법으로서, 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 연마제 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 연마 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.A method for producing an inorganic substrate, comprising a polishing step of polishing the substrate using the abrasive slurry according to any one of claims 1 to 6. 제 7항에 있어서, 기판이 그 표면에 산화막을 가지는 기판의 제조방법.The method for producing a substrate according to claim 7, wherein the substrate has an oxide film on its surface.
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