KR20090048518A - 농축된 연마재 슬러리 조성물, 이의 제조방법 및 이의 사용방법 - Google Patents

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KR20090048518A
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abrasive slurry
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아바야 케이. 박시
제이슨 에이. 셜록
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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 유리 연마재 기계가공 공정에 사용하기 위한 농축된 슬러리 조성물, 특히 와이어 소우 공정에 사용하기 위한 농축된 연마재 슬러리에 관한 것이다. 이들 농축된 슬러리 조성물은 비히클 내에 균질하고 안정하게 분산된 연마재 입자들을 포함한다. 상기 농축된 슬러리 조성물은 물 및/또는 비히클로 간단하게 희석하고 혼합함으로써 작업용 슬러리 조성물로 용이하게 전환된다.
농축된 슬러리 조성물, 유리 연마재 기계가공, 와이어 소우

Description

농축된 연마재 슬러리 조성물, 이의 제조방법 및 이의 사용방법 {Concentrated abrasive slurry compositions, methods of production, and methods of use thereof}
본원은 2006년 8월 30일에 출원된 미국 가특허원 제60/841,423호의 이점을 청구하며, 상기 미국 가특허원은 전문이 본원에 참조로 인용되어 있다.
본 발명은 일반적으로 유리 연마재(loose-abrasive) 기계가공 공정에 사용하기 위한 농축된 슬러리 조성물에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 와이어 소우(wire saw) 공정에서 사용하기 위한 농축된 연마재 슬러리에 관한 것이다.
와이어 소우는 태양 및 전자공학 분야에서 규소를 슬라이싱하는 데 광범위하게 사용된다. 이들은 또한 규소 이외에 사파이어, GaAs, InP, SiC, 석영 및 유리를 포함하는 각종 물질을 슬라이싱하는 데에도 사용된다.
와이어 소우는 일반적으로 장력하에 배향된 다수의 와이어들을 포함한다. 상기 와이어는 연마재 슬러리가 와이어와 가공물(workpiese)에 공급됨과 동시에 구 동된다. 상기 슬러리가 상기 가공물을 다수의 피스(piece)로 연마하도록 작용함에 따라, 상기 가공물은 상기 와이어를 통해 가압된다. 상기 방법은 특정 두께, 편평도 및 표면 평활도를 갖는 다수의 슬라이싱된 피스를 제조할 수 있다.
상기 슬러리는 "비히클" 또는 "캐리어"로 지칭되는 액체 중의 연마재 입자들의 현탁액이다. 상기 연마재로서, 탄화규소(SiC), 다이아몬드 및 탄화붕소(B4C)와 같은 물질들이 사용되어 왔다. 특정한 비히클이 이들 연마재 슬러리에 사용되어 왔다.
와이어 소우 절삭 동안, 상기 와이어는 절삭을 하는 것이라기 보다는 연마재 슬러리를 운반하는 작용을 하며, 상기 연마재 슬러리가 절삭을 한다. 이러한 형태의 공정은 "유리 연마재 기계가공"이라고 한다. 유리 연마재 기계가공의 다른 예는 슬러리계 랩핑(lapping) 및 폴리싱, 초음파 기계가공, 워터젯 절삭 및 샌드블래스팅(sandblasting)을 포함한다.
상기 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용되는 슬러리는 수득되는 결과에 있어 매우 결정적일 수 있다. 이와 같이, 고품질 연마재 및 비히클이 일반적으로 선택된다. 상기 가공물에 연마재 입자를 공급하고 특정한 절삭 성능을 제공하기 위해, 상기 연마재 입자들은 바람직하게는 상기 비히클 내에 안정하고 균질하게 분산되고, 상기 슬러리 비히클은 와이어에 연마재 입자들을 유지시키는 점도를 갖는다.
전형적으로, 와이어 소우 작업자들은 상기 연마재 입자들과 상기 유체 비히클을 별도로 구입하여 이들을 슬러리 제조 위치에서 혼합한다. 그러나, 상기 연마 재와 비히클이 부정확하게 또는 불완전하게 혼합되는 경우, 생성된 슬러리는 목적하는 절삭 성능에 필요한 특성들을 갖지 못할 것이다. 추가로, 적절한 장치 및 분진 수거 시스템이 사용되지 않는 경우, 작업 위치 상의 슬러리 성분들의 혼합물은 작업자들을 분진 환경에 노출시킨다. 상기 슬러리 제조 단계는 또한, 작업자가 웨이퍼를 기계가공 및 슬라이싱하는 주요 업무에 도달할 때까지 작업 시간이 수 시간 소요된다.
또 다른 견해는 작업 위치에서 슬러리 성분들을 혼합하기 보다는 예비혼합된 슬러리를 사용하는 것이다. 예비혼합된 슬러리가 작업 위치에서 슬러리 성분들을 혼합하는 것에 비해 몇몇 이점을 제공하는 반면, 예비혼합된 슬러리 중의 고체가 취급, 저장 및 운반 동안 상기 슬러리로부터 침전하는 경향이 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 슬러리 컨테이너의 바닥에 단단하게 밀집될 수 있으며, 종종 재현탁이 어려워진다. 희석 슬러리에서 재현탁이 불완전해지며, 이에 따라 절삭 성능이 감소된다. 이러한 문제를 해결하려는 한 가지 시도는 상기 슬러리에 복합 점도 개질제를 첨가하는 것을 포함한다. 그러나, 점도 개질제의 첨가는 상기 슬러리를 희석시킬 수 있으며, 슬러리의 절삭 성능을 간섭하고 생산성을 손실시킬 수 있다. 또한, 고형분 침전을 방지하게 위해, 시멘트 혼합 트럭과 유사한 혼합 탱크에 예비혼합된 슬러리를 선적할 것이 제안되어 왔다. 그러나, 혼합 탱크를 사용한 선적은 비용 및 주행거리에 의해 제한되며, 상기 슬러리가 선적 위치에 인접한 곳에서 제조되는 것이 추가로 요구된다. 또한, 슬러리 성분들을 선적 위치에서보다는 현지에서 구입하는 것이 일반적으로 더 저렴하므로, 예비혼합된 슬러리는 종종 더욱 고 가로 구입된다.
당해 기술분야에서 관찰되는 이러한 결함 및 기타 결합을 고려하면, 개선된 슬러리 조성물의 제공이 크게 요망된다.
요지
본 발명은 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기 위한 농축된 슬러리 조성물을 제공한다. 상기 농축된 슬러리는 작업용(working) 슬러리 조성물을 제공하기 위해 작업 위치에서 희석될 수 있다. 본 발명의 슬러리 조성물은 와이어 소우 절삭 용도에서 특히 유용하다.
상기 슬러리 조성물을 기술하기 위해 본원에서 사용되는 용어 "농축된"은 비히클 내에 분산된 연마재 입자들을 함유하는 임의의 슬러리 조성물을 지칭하기 위해 사용되며, 상기 연마재 입자들은 소정의 유리 연마재 기계가공 공정에 사용 가능한 농도보다 더 높은 농도로 존재한다. 상기 농축된 슬러리 조성물에 물 및/또는 글리콜 또는 광유를 단순히 첨가함으로써, 상기 농축된 슬러리는 희석되어 작업용 슬러리 조성물로 전환된다. 본원에서 사용되는 "작업용 슬러리 조성물"은 비히클 내에 분산된 연마재 입자들을 함유하는 임의의 슬러리 조성물이며, 여기서 상기 연마재 입자들은 소정의 유리 연마재 기계가공 공정에 적합한 농도로 존재한다.
한 측면에서, 일반적으로 본 발명은 연마재 입자 30용적% 이상, 및 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클을 포함하는 농축된 연마재 슬러리 조성물에 관한 것이다. 상기 광유 또는 수용성 글리콜은, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물 중에 약 15 내지 약 70용적%의 양으로 존재한다. 몇몇 양태에서, 상기 연마재 입자들은 상기 비히클 내에 균질하게 분포될 수 있으며, 30일 이상 동안 침전되지 않으면서 상기 비히클 내에 균질하게 분포된 상태로 유지될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "균질하게 분포된"은, 상기 연마재 입자들이 상기 비히클 전체에 걸쳐서 고르게 분포됨을 의미하는 것으로 이해된다. 본원에서 사용되는 용어 "침전"은, 실온에서 상기 연마재 입자들이 상기 비히클 내에서 안정하지 않아서, 상기 연마재 입자들이 컨테이너 바닥에 침전물을 형성하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 실온에서 상기 조성물 중의 연마재 입자들의 약 50% 이상이 컨테이너 바닥에서 (육안으로 검측되는) 침전을 형성하는 경우, 상기 연마재 입자들은 "침전"되었다고 언급할 수 있다.
본 발명의 상기 측면에 따른 양태는 다음 특징을 포함할 수 있다. 상기 연마재 입자들은 (탄화규소, 알루미나, 다이아몬드 및 탄화붕소를 포함하는) 유리 연마재 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 연마재 입자로부터 선택될 수 있다. 상기 조성물은 연마재 입자들을 약 30 내지 약 80용적%, 약 40 내지 약 70용적%, 또는 50 내지 약 60용적% 함유할 수 있다. 상기 조성물은 비수성 조성물일 수 있으며, 상기 비히클은 광유를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 수용성일 수 있으며, 상기 비히클은 폴리에틸렌 글리콜과 같은 수용성 글리콜을 포함할 수 있다. 상기 비히클은 물을 추가로 포함할 수 있다. 물은, 상기 농축된 슬러리 조성물의 전체 고형분이 약 30용적% 이상이 되도록 첨가한다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 물을 약 20용적% 이하 함유하고, 몇몇 양태에서 약 2 내지 약 15용적% 함유한다. 상기 비히클은 하나 이상의 점도 개질제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 점도 개질제는 합성 점토, 천연 점토, Carbopol®, 카복시메틸셀룰로즈, 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검과 같은 통상의 점도 개질제로부터 선택될 수 있다. 상기 점도 개질제는 점도가 약 400 내지 약 10,000cPs 범위인 조성물을 제공하도록 첨가될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 약 5용적% 이하 함유한다. 상기 비히클은 하나 이상의 활성화제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 활성화제는 트리에탄올아민 및 아민 보레이트와 같은 통상적인 활성화제로부터 선택될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 조성물은 하나 이상의 활성화제를 약 3용적% 이하 함유한다. 상기 비히클은 하나 이상의 살진균제 약 2용적% 이하를 추가로 함유할 수 있다. 상기 비히클은 하나 이상의 살생물제 약 2용적% 이하를 추가로 함유할 수 있다. 상기 비히클은 하나 이상의 방청제 약 5용적% 이하를 추가로 함유할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 SiC 30용적% 이상, PEG 15 내지 60용적%, 물 20용적% 이하, 하나 이상의 점도 개질제 5용적% 이하, 하나 이상의 활성화제 3용적% 이하, 하나 이상의 살진균제 2용적% 이하, 하나 이상의 살생물제 2용적% 이하 및 하나 이상의 방청제 5용적% 이하를 포함한다.
바람직한 측면에서, 나노크기의 연마재 물질을 본 발명의 조성물에 사용할 수 있다. 무엇보다도, 나노크기의 연마재 물질(예: SiC, 알루미나 등)은 유체 조성물에서 보다 용이하게 분산되고 유지될 수 있다(즉, 시간 경과에 따른 침전이 없다). 본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 나노 크기의 연마재 물질은 평균 입자 크기가 약 1000nm 이하, 1500nm 이하, 2000nm 이하 또는 3000nm 이하인 연마재 물질을 포함하며, 평균 입자 크기가 약 50 내지 2000nm, 또는 50 또는 100nm 내지 1000 또는 1500nm인 물질들이 다수의 용도에 적합하다. 기타 양태들은 약 800nm 이하, 750nm 이하, 600nm 이하, 500nm 이하, 400nm 이하와 같이 보다 더 미세한 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 심지어 300nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자들이 미립자 물질을 나타낸다. 특정 양태의 공정 제한 요소로 인해, 최소 평균 입자 크기는 약 50nm 이상, 75nm 이상 또는 100nm 이상과 같이 제한될 수 있다.
본원에서 사용되는 "평균 입자 크기"를 사용하여 연마재 물질의 평균 최장 또는 길이 치수를 한정하는 데 사용된다. 특성평가 기술(characterization technology)은 일반적으로 입자가 구형이거나 거의 구형이라는 가정을 토대로 하므로, 몇몇 물질의 연장된 형상으로 인해 통상적인 특성평가 기술은 평균 입자 크기를 측정하기에 불충분할 수 있다. 따라서, 평균 입자 크기는 다수의 대표적인 샘플들을 취하고 대표적인 샘플에서 발견되는 입자 크기를 물리적으로 측정함으로써 결정할 수 있다. 이러한 샘플은 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 각종 특성평가 기술에 의해 취할 수 있다. 또한, "평균 입자 크기"라는 용어는 분산되거나 응집된 형태의 개별적으로 확인되는 입자들과 관련된 1차 입자 크기를 나타낸다.
본원에서 지칭되는 점도값은 25℃에서 측정된 것이다. 적합하게는, 점도값은 브룩필드 스핀들(예: #2 또는 #4)을 사용하여 60rpm에서 측정하였다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 조성물의 바람직한 연마재 물질은 알파-알루미나 뿐만 아니라 전이 형태의 알루미나(감마-알루미나, 델타-알루미나 및 쎄타-알루미나 포함)를 포함하는 알루미나를 포함할 수 있다. 적합한 알루미나 연마재 물질은 뵈마이트를 포함하는 알루미나 전구체에 의해 적합하게 제공될 수 있다. 따라서, 적합한 제조에서, 뵈마이트 전구체 및 뵈마이트 시드는 현탁액 중에 제공되며, 이후 상기 현탁액(또는 졸 또는 슬러리)을 열처리(예를 들면, 열수처리)하여 상기 뵈마이트 전구체를, 예를 들면, 입자 또는 결정체로 형성된 뵈마이트 입자 물질로 전환시킨다. 이어서, 상기 뵈마이트 입자 물질에 열처리를 수행하여 알루미나로 다형체전이(polymorphic transformation)시킨다. 일반적으로 "뵈마이트"는, 전형적으로 Al2O3ㆍH2O이며 함수량이 15%인 무기 뵈마이트 뿐만 아니라 함수량이 15%를 초과하는(예를 들면, 20 내지 38중량%인) 슈도뵈마이트를 포함하는 알루미나 수화물을 나타내기 위해 사용된다. 뵈마이트(슈도뵈마이트 포함)는 특정한 확인되는 결정 구조를 가짐에 따라 독특한 X선 회절 패턴을 가지므로, 이는, 뵈마이트 입자 물질의 제조에 사용될 수 있는 통상적인 전구체 물질인 ATH(삼수산화알루미늄)과 같은 기타 수화된 알루미나를 포함하는 기타 알루미늄 함유 물질과는 구별된다. 뵈마이트 및 알루미나 물질은 미국 특허원 공보 제2003/0197300호, 제2004/0265219호 및 제2006/0104895호에 기재되며, 상기 공보는 모두 전문이 참조로 본원에 인용되어 있다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 연마재 입자 30용적% 이상 및 폴리에틸렌 글리콜 약 15 내지 70용적%를 포함하는, 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기 위한 농축된 연마재 슬러리에 관한 것이다. 상기 농축된 연마재 슬러리는 물 및/또는 추가의 폴리에틸렌 글리콜의 첨가에 의해 작업용 슬러리로 전환시킬 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 일반적으로 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클 내에 균질하게 분산된 연마재 입자들을 포함하는, 농축된 와이어 소우 슬러리에 관한 것이다. 상기 슬러리는 연마재 입자 30용적% 이상들을 함유하며, 상기 슬러리는 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜의 첨가에 의해 또는 광유의 첨가에 의해 작업용 와이어 소우 슬러리로 전환 가능하다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 연마재 입자 30용적% 이상을 약 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클과 혼합하는 단계를 포함하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 측면은 다음 특징들을 포함할 수 있다. 상기 연마재 입자들은 상기 비히클과 혼합되어, 이들 연마재 입자가 상기 비히클 내에 균질하게 분산되고 상기 연마재 입자들이 30일 이상 동안 침전되지 않으면서 상기 비히클 내에 균질하게 분산된 상태로 유지될 수 있다. 상기 비히클은 수용성 글리콜을 포함할 수 있다. 상기 비히클은 물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 연마재 입자는 상기 비히클과 혼합하기 전에 물을 수용성 글리콜과 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 비히클은 하나 이상의 점도 개질제, 하나 이상의 활성화제, 하나 이상의 살진균제, 하나 이상의 살생물제 및/또는 하나 이상의 방청제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 방법은 상기 연마재 입자들을 상기 비히클과 혼합하기 전에 상기 하나 이상의 점도 개질제, 하나 이상의 활성화제, 하나 이상의 살진균제, 하나 이상의 살생물제 및/또는 하나 이상의 방청제를 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜과 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 일반적으로 농축된 연마재 슬러리 조성물을 유리 연마재 기계가공 공정에 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 연마재 입자 30용적% 이상 및 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클을 포함하는 농축된 연마재 슬러리 조성물(여기서, 상기 광유 또는 수용성 글리콜은 농축된 연마재 슬러리 조성물 중에 약 15 내지 약 70용적% 범위의 양으로 존재한다)을 제공하는 단계, 상기 농축된 연마재 슬러리를 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜로 희석시켜 작업용 슬러리를 형성시키는 단계, 및 상기 작업용 슬러리를 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 연마재 입자 30용적% 이상 및 약 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클을 포함하며 상기 연마재 입자들이 상기 비히클 내에 균질하게 분산되어 있는 농축된 연마재 슬러리 조성물을 사용자에게 제공하는 단계, 상기 농축된 연마재 슬러리를 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜 또는 광유로 희석시켜 작업용 슬러리를 형성시키는 단계, 및 상기 작업용 슬러리를 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 단계를 포함하는, 연마재 슬러리 조성물을 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 일반적으로 본 발명은 액체 비히클 내에 균질하게 분산된 연마재 입자들을 포함하는 농축된 슬러리 조성물 중의 연마재 입자들이 30일 이상 동안 침전되지 않도록 하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 연마재 입자 30용적% 이상을 약 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클과 혼합하는 단계, 및 하나 이상의 활성화제와 배합된 하나 이상의 점도 개질제를 상기 조성물에 첨가하여 상기 조성물의 점도를 조절하고 항복 응력을 개선시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 측면에 따르는 양태는 하기 특징들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 활성화제와 배합된 하나 이상의 점도 개질제가, 상기 점도 개질제가 상기 비히클 중에 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가될 수 있으며, 상기 매트릭스는 상기 비히클의 항복 응력 및/또는 전체 동점도를 증가시킨다.
이해되어야 하는 바와 같이, 특정 조성물에 대해 본원에서 지칭되는 용적%는 상기 조성물의 총 용적을 기준으로 한다.
본 발명의 기타 양태 및 이점은 본 발명의 원리를 오직 예시에 의해 설명하는 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
상세한 설명
본 발명에 의해 제공되는 슬러리 조성물은 와이어 소잉(wire sawing), 슬러리계 랩핑 및 폴리싱, 초음파 기계가공, 워터젯 절삭 및 샌드블래스팅을 포함하는 각종 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기에 적합하다. 이러한 방법은 규소, 반도체 물질(예: 사파이어, GaAs, InP 및 SiC), 광학 물질(예: 석영 유리 및 결정), 및 단단하고 깨지기 쉬운 물질(예: 세라믹)을 비제한적으로 포함하는 각종 물질을 절삭 및 기계가공하기에 적합하다. 하기 기재는 제한시킨다는 의미라기보다는 예시용으로 간주되어야 한다. 예를 들면, 물질 및 농도의 특정한 조합이 제공되면, 이러한 물질 및 농도의 조합은 와이어 소우 절삭을 기준으로 하지만, 이는 다른 형태의 유리 연마재 기계가공 공정을 위해, 및 각종 물질들의 절삭 및 기계가공을 위해 적합하게 개질될 수 있다.
상기 슬러리 조성물은 농축된 상태로 소비자에게 제공된다. 소비자가 상기 슬러리를 사용하기를 원할 경우, 소비자는 상기 농축된 슬러리를 각종 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기에 목적하는 상태로 간단하게 희석시킨다. 각종 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기 위한 이러한 "희석된" 상태는 본원에서 때때로 "작업용" 슬러리 조성물로서 지칭된다. 상기 농축된 슬러리 조성물에 물 및/또는 글리콜 또는 광유를 단순히 첨가함으로써, 임의의 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용될 수 있는 작업용 슬러리 조성물이 제공된다. 상기 농축된 슬러리에 첨가되는 물, 글리콜 및 광유의 양은 작업용 슬러리 조성물에 맞춤형 절삭 성능을 제공하도록 선택될 수 있다.
퍼센트가 본원에서 각종 성분들의 백분율을 지칭하는 경우, 별도의 언급이 없는 한, 모든 퍼센트는 용적%를 지칭하며, 상기 농축된 슬러리 조성물의 총 용적을 기준으로 한다.
통상적인 작업용 슬러리 조성물은 전형적으로 고형분을 약 20 내지 약 28%용적% 함유한다. 본원에서 사용되는 "고형분"은 상기 연마재 입자들을 지칭한다. 본 발명의 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 고형분을 30 내지 80용적% 함유한다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 고형분을 약 40 내지 약 70용적% 함유하며, 몇몇 양태에서 고형분을 약 50 내지 약 60용적% 함유한다.
슬러리 조성물에 사용하기 위한 임의의 통상적인 연마재 입자들을 본 발명의 입자에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 탄화규소(SiC), 다이아몬드 및 탄화붕소(B4C)를 포함한다. 일반적으로, 와이어 소우에 사용하기 위한 연마재 입자는 입자 크기가 약 6 내지 약 20㎛의 범위이다. 한 가지 양태에서, 상기 연마재 입자들은 SiC 입자들이다.
본 발명의 슬러리는 비수성 또는 수용성 슬러리로서 제공될 수 있다. 따라서, 상기 농축된 슬러리 조성물을 형성하는 데 사용되는 비히클은 구성 성분으로서 광유 및 수용성 글리콜을 포함할 수 있다. 한 가지 양태에서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이 사용된다.
본 발명의 양태에서, 하나 이상의 수용성 글리콜 또는 광유는 상기 농축된 슬러리 조성물 중에 약 15 내지 약 70용적%의 양으로 존재한다. 몇몇 양태에서, 상기 글리콜 또는 광유는 상기 농축된 슬러리 조성물 중에 약 15 내지 약 60용적% 범위의 양으로 존재하며, 몇몇 양태에서는 약 20 내지 약 50용적%의 양으로 존재하며, 몇몇 양태에서는 약 30 내지 약 40용적%의 양으로 존재한다.
몇몇 양태에서, 상기 비히클은 특정량의 물도 함유할 수 있다. 물의 첨가에 의해, 상기 조성물의 점도를 변경시킬 수 있으며 유리 연마재 기계가공 과정에서 상기 조성물이 열을 방산시키는 능력을 증진시킬 수 있다. 예를 들면, 와이어 소우가 가공물을 절삭시킴에 따라, 상기 조성물 중의 물이 절삭 영역에서 증발하여, 이에 따라 열이 방산되고 상기 가공물에 대한 열 관련 응력이 감소된다. 추가로, 물이 증발됨에 따라, 이는 필요에 따라 용이하게 보충될 수 있다. 가공물 및 절삭 피스에 대한 열 관련 응력을 감소시킴으로써, 절삭 동안 절삭 피스의 휨 및 파단이 감소될 것이다.
따라서, 특정 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물에 함유된 물의 양은 상기 조성물의 점도를 목적하는 바와 같이 변경시키는 데에 효과적인 양이다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물에 함유되는 물의 양은 열을 분산시키는 데에 효과적인 양이다.
첨가되는 경우, 물은 상기 농축된 슬러리 조성물 중에 약 20용적% 이하의 양으로 함유된다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 물을 약 2 내지 약 15용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 물을 약 5 내지 약 10용적% 함유한다.
상기 농축된 슬러리 조성물은 상기 비히클 중에 하나 이상의 점도 개질제를 포함함으로써 점도가 변경될 수 있다. 상기 점도 개질제는 상기 농축된 슬러리 조성물을 희석하기 전과 희석한 후의 2개 시점 모두에서 고형분 침전의 방지에 추가로 기여할 수 있다. 연마재 슬러리에서 사용하기 위한 임의의 통상적인 점도 개질제가 사용될 수 있으며, 이는 합성 점토, 천연 점토, Carbopol®(이는 카보머로도 지칭되며, 화학식 C3H4O2를 갖는다), 카복시메틸셀룰로즈, 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검을 포함한다. 본 발명의 실시에 유용한 합성 점토의 한 가지 예는 Laponite®, 합성 층상 실리케이트(수화 규산나트륨리튬마그네슘)이다.
몇몇 양태에서, 상기 점도 개질제는 점도가 약 400 내지 약 10,000cPs 범위인 조성물을 제공하도록 첨가될 수 있다.
몇몇 양태에서, 하나 이상의 점도 개질제는 상기 농축된 슬러리 조성물 중에 약 5용적% 이하의 양으로 함유될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 하나 이상의 점도 개질제를 약 0.1 내지 약 5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.2 내지 약 4용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.3 내지 3용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.4 내지 약 2용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.5 내지 약 1용적% 함유한다.
몇몇 양태에서, 하나 이상의 활성화제가 상기 비히클 중에 포함될 수 있다. 임의의 통상적인 활성화제가 사용될 수 있으며, 이는 아민 보레이트 및 트리에탄올아민을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 상기 활성화제는 일반적으로 점도 개질제와 함께 사용되지만, 점도 개질제를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 첨가될 수 있다. 상기 활성화제는 일반적으로 상기 점도 개질제가 상기 유체 중에 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가된다. 이러한 매트릭스는 상기 유체의 항복 응력 또는 전체 동점도를 증가시킬 것이다. 트리에탄올아민과 같은 다수의 활성화제는 부식 억제와 같은 추가의 이점을 제공하며, 상기 점도 개질제의 활성화에 필요한 양보다 과량으로 사용될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 활성화제가 약 5% 이하 첨가된다. 이들 다관능성 활성화제는 추가의 이점이 요구되는 경우 점도 개질제 없이 사용될 수 있다.
광유, 수용성 글리콜, 물, 점도 개질제 및 활성화제 이외에도, 기타 통상적인 성분들이 상기 비히클 중에 제공될 수 있으며, 이는 살진균제, 살생물제 및 방청제를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 살진균제, 살생물제 및/또는 방청제 없이 제공될 수 있으며, 이들 성분 들 중의 하나 이상이, 소비자가 작업 위치에서 희석하는 동안 상기 농축된 슬러리 조성물에 후속적으로 첨가될 수 있다. 예를 들면, 살진균제, 살생물제 및/또는 방청제는, 소비자가 희석하기 전, 희석하는 동안 및/또는 희석한 후 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가될 수 있다.
진균 성장을 억제하기 위해, 하나 이상의 살진균제가 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함될 수 있다. 임의의 통상적인 살진균제가 사용될 수 있으며, 진균 성장을 최소화하거나 억제하는 데 효과적인 양으로 포함될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살진균제는 약 2용적% 이하의 양으로 상기 슬러리에 함유된다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 하나 이상의 살진균제를 약 0.02 내지 약 2용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.1 내지 약 1.5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.5 내지 약 1용적% 함유한다.
박테리아 성장을 억제하기 위해, 하나 이상의 살생물제가 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 하나 이상의 살생물제는 진균 성장을 추가로 억제할 수 있다. 이들 살생물제는 유리 연마재 기계가공 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 살생물제로부터 선택될 수 있으며, 예를 들면, Bioban™ P-148, Grotan®, Kathon®, 금속 오마딘 또는 글루타르알데히드이다. Bioban™ P-148은 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)로부터 입수할 수 있으며, 두 가지 활성 성분 4-(2-니트로부틸)-모르폴린 및 4,4'-(2-에틸-2-니트로트리메틸렌)디모르폴린을 함유한다. Grotan®은 2-[3,5-비스(2-하이드록시에틸)-1,3,5-트리아지난-1-일]에탄올이고, 화학식 C9H21N3O3을 갖는다. Kathon®은 2-옥틸티아졸-3-온이고 화학식 C11H19NOS을 갖는다. 살생물제는, 박테리아 성장 및 일부 경우 진균 성장을 최소화하거나 억제하는 데 효과적인 양으로 본 발명의 농축된 슬러리 조성물에 첨가될 수 있다. 종종, 살생물제들의 혼합물이 박테리아 성장과 진균 성장 둘 다를 억제하는 데 사용된다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살생물제는 상기 농축된 슬러리 조성물에 약 2용적% 이하의 양으로 함유된다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 하나 이상의 살생물제를 약 0.02 내지 약 2용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.03 내지 약 1.5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.04 내지 약 1용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.05 내지 약 0.09용적% 함유한다.
유리 마모제 기계가공 부품(예: 와이어 및 와이어 소우)의 부식을 억제하기 위해, 방청제가 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함될 수 있다. 상기 방청제는 유리 연마재 기계가공 슬러리에서 사용되는 임의의 통상적인 방청제(예: 트리에탄올아민)를 포함할 수 있다. 상기 방청제는 부식을 효과적으로 방지하는 양으로 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 방청제가 약 5용적% 이하의 양으로 상기 농축된 슬러리 조성물에 포함된다. 몇몇 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 하나 이상의 방청제를 약 0.01 내지 약 5용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.02 내지 약 4.5용적% 함유하며, 몇몇 양태에서 약 0.03 내지 약 4용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.04 내지 약 3.5용적% 함유하며, 몇몇 양태에서 약 0.05 내지 약 3용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.06 내지 약 2.5용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.07 내지 약 2용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 0.08 내지 약 1.5용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 0.09 내지 약 1용적% 함유하고, 몇몇 양태에서 약 0.1 내지 약 0.5용적% 함유한다.
한 가지 양태에서, 상기 농축된 슬러리 조성물은 탄화규소 연마재 입자, PEG, 물 및 하나 이상의 점도 개질제를 함유한다. 특정 양태에서, 상기 농축된 슬러리는 SiC 30용적% 이상, PEG 15 내지 60용적%, 물 20용적% 이하, 하나 이상의 점도 개질제 5용적% 이하, 하나 이상의 활성화제 3용적% 이하, 하나 이상의 살진균제 2용적% 이하, 하나 이상의 살생물제 2용적% 이하 및 하나 이상의 방청제 5용적% 이하를 함유한다. 예시되는 양태에서, 상기 농축된 슬러리는 SiC 약 34.11용적% 이상, PEG 약 48.69용적%, 물 약 15.28용적%, 합성 점토 약 0.41용적%, 활성화제 약 1.19용적%, 살생물제 약 0.11용적% 및 방청제 약 0.20용적%를 함유한다.
본 발명은 농축된 슬러리 조성물의 제조방법을 추가로 제공한다. 상기 방법에 따라, 상기 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 연마재 입자를 비히클과 혼합한다. 몇몇 양태에서, 생성된 조성물은 고형분을 약 30 내지 약 80용적% 함유하고, 몇몇 양태에서는 약 40 내지 약 70용적% 함유하며, 몇몇 양태에서는 약 50 내지 약 60용적% 함유한다. 상기 연마재 입자와 비히클을 혼합하여, 상기 비히클 중에 상기 연마재 입자들이 균질하게 분산된 분산물을 제공한다. 상기 연마재 입자 및 비히클은, 예를 들면, 교반, 진탕, 및 고체 입자들을 액체 비히클과 혼합하여 액체 비히클 내에서 균질하게 분산시키는 임의의 기타 통상적인 방법에 의해 혼합될 수 있다.
몇몇 양태에서, 상기 비히클은 수용성 글리콜 또는 광유를 포함하며, 본 발명의 방법은, 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 연마재 입자를 수용성 글리콜 또는 광유 내에 분산시키는 단계를 포함한다.
몇몇 양태에서, 상기 비히클은 물을 추가로 포함하며, 본 발명의 방법은 물을 수용성 글리콜 또는 광유와 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 형성하도록 상기 비히클 내에 연마재 입자들을 분산시키는 단계를 추가로 포함한다. 몇몇 양태에서, 물이 20용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 상기 농축된 슬러리 조성물에 하나 이상의 점도 개질제를 첨가하는 단계를 포함한다. 한 가지 양태에서, 상기 방법은 수용성 글리콜 또는 광유를 하나 이상의 점도 개질제 및 임의로 물과 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 연마재 입자들을 상기 비히클 내에 분산시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 특정 점도를 갖는 농축된 슬러리를 제공하는 양으로 하나 이상의 점도 개질제를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 점도 개질제는 고형분 침전을 방지하는 데에 도움이 될 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 점도 개질제가 약 5용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 활성화제를 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가하는 단계를 포함한다. 한 가지 양태에서, 상기 방법은 수용성 글리콜 또는 광유를 하나 이상의 활성화제 및 임의로 물 및/또는 점도 개질제와 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 연마재 입자들을 비히클 내에 분산시키는 단계를 포함한다. 활성화제는,목적하는 점도를 제공하기 위해 상기 점도 개질제를 활성화시키는 양으로 첨가될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 활성화제가 약 3% 이하 가된다. 몇몇 양태에서, 상기 방법은 하나 이상의 활성화제를 하나 이상의 점도 개질제와 함께 첨가하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 활성화제는 상기 점도 개질제가 상기 유체 중에 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가될 수 있으며, 상기 매트릭스는 상기 유체의 항복 응력 또는 전체 동점도를 증가시키는 작용을 한다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 살진균제를 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가하는 단계를 포함한다. 한 가지 양태에서, 본 발명의 방법은 수용성 글리콜 또는 광유를 하나 이상의 살진균제 및 임의로 물, 점도 개질제 및/또는 활성화제와 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 상기 비히클 내에 연마재 입자들을 분산시키는 단계를 포함한다. 상기 살진균제는 일반적으로, 진균 성장을 최소화하거나 억제하는 데에효과적인 양으로 첨가된다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살진균제가 약 2용적% 이하 가된다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 살생물제를 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가하는 단계를 포함한다. 한 가지 양태에서, 본 발명의 방법은 수용성 글리콜 또는 광유를 하나 이상의 살생물제 및 임의로 물, 점도 개질제, 활성화제 및/또는 살진균제와 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 상기 비히클 내에 연마재 입자들을 분산시키는 단계를 포함한다. 상기 살생물제는 일반적으로, 박테리아 성장을 최소화하거나 억제하는 데 있어 효과적인 양으로 첨가된다. 몇몇 살생물제는 추가로 진균 성장을 최소화하거나 억제하는 데 효과적이므로, 이러한 상황에서, 진균 성장을 최소화하거나 억제하기 위해 하나 이상의 살진균제를 첨가할 필요 없이 하나 이상의 살생물제가 진균 성장과 박테리아 성장 둘 다를 효과적으로 최소화하고 억제하기 위해 첨가될 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 살생물제가 약 2용적% 이하 첨가된다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 방법은 하나 이상의 방청제를 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가하는 단계를 포함한다. 한 가지 양태에서, 본 발명의 방법은 수용성 글리콜 또는 광유를 하나 이상의 방청제 및 임의로 물, 점도 개질제, 활성화제, 살진균제 및/또는 살생물제와 혼합하여 비히클을 형성시키는 단계, 및 생성된 조성물이 30용적% 이상의 고형분을 함유하도록 상기 비히클 내에 연마재 입자들을 분산시키는 단계를 포함한다. 상기 방청제는 일반적으로, 상기 슬러리가 사용되는 유리 연마재 기계가공 장치(예: 와이어 및 와이어 소우)의 부식을 억제하기에 효과적인 양으로 첨가된다. 예를 들면, 몇몇 양태에서, 하나 이상의 방청제가 약 5용적% 이하 첨가된다.
이어서, 이와 같이 형성된 농축된 슬러리 조성물을 소비자에게 전달할 수 있다. 본 발명의 슬러리의 농축된 상태 및 레올로지 특성은, 고형분의 침전이 상기 슬러리의 점도 증가 및/또는 항복 응력 전개에 의해 방지되거나 최소화되도록 한다. 사용자가 상기 슬러리를 유리 연마재 기계가공 공정에 사용하고자 하는 경우, 사용자는 물 및/또는 추가의 수용성 글리콜을 첨가함으로써 상기 농축된 슬러리를 작업용 슬러리로 간단하게 전환시킨다. 비수성 농축된 슬러리 조성물(예를 들면, 광유를 함유하는 비수성 농축된 슬러리 조성물)의 경우, 상기 농축된 슬러리는 추가의 광유 또는 기타 비수성 물질에 의해 작업용 슬러리로 전환될 수 있다.
사용자는, 간단한 계산을 사용하여, 작업용 슬러리의 바람직한 고형분 농도를 기준으로 하여, 희석용으로 가해야 하는 물, 글리콜 및 광유의 첨가량을 결정할 수 있다. 일반적으로, 작업용 와이어 소우 슬러리에서 목적하는 고형분 농도는, 상기 작업용 와이어 소우 슬러리의 총 용적을 기준으로 하여 약 20 내지 28용적%의 범위이다. 따라서, 당업자는 목적하는 작업용 슬러리 고형분 농도를 수득하기 위한 물 및/또는 글리콜 또는 광유의 첨가량을 용이하게 결정할 수 있다.
상기 농축된 슬러리가 추가의 수용성 글리콜(단독으로 또는 물에 의한 희석과 함께)을 첨가하여 희석시키는 용도에서, 상기 농축된 슬러리에 첨가된 글리콜은 상기 농축된 슬러리에 함유된 글리콜과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 예를 들면, 한 가지 양태에서, 상기 농축된 슬러리는 PEG를 함유하며, 상기 농축된 슬러리를 PEG 및/또는 물로 희석시켜 작업용 와이어 소우 슬러리를 제공한다.
몇몇 양태에서, 물 및/또는 글리콜 또는 광유 약 20 내지 50용적%를 상기 농축된 슬러리 조성물에 첨가하여 작업용 와이어 소우 슬러리를 제공한다.
상기 농축된 슬러리 조성물을 살진균제, 살생물제 및/또는 방청제의 존재 또는 부재하에 제공할 수 있다. 이들 성분들이 상기 농축된 슬러리에 제공되지 않는 양태에서, 사용자는 물 및/또는 글리콜 또는 광유로 희석하기 전, 희석하는 동안 및/또는 희석한 후 상기 농축된 슬러리에 하나 이상의 이들 물질을 첨가할 수 있다.
사용자는 상기 농축된 슬러리 조성물, 물 및/또는 글리콜 또는 광유와 임의의 추가 성분들(예: 살진균제, 살생물제, 방청제)을 혼합하여, 간단한 교반, 진탕 또는 롤링과 같은 임의의 통상적인 혼합 방법을 사용하여 고형분을 안정하고 균질하게 분산시킨 균질한 조성물을 제공한다.
본 발명의 농축된 슬러리는 다수의 이점 및 유익을 제공한다. 상기 농축된 슬러리는 예비 혼합된 슬러리보다 고형분 함량이 훨씬 높으므로, 바람직하지 않은 양의 점도 개질제를 사용할 필요 없이 보다 점도가 높은 조성물을 제공한다. 이와 같이 고형분 함량이 더 높으면, 슬러리에 항복 응력이 도입되며, 상기 농축된 슬러리 조성물에 고형분 침전이 방지되는 레올로지 특성이 부여된다. 전체 작업용 슬러리 액체 용적의 일부만이 상기 농축된 슬러리 제조에 사용되기 때문에, 나머지 액체를 선적하기 위해 추가의 운반 비용을 치를 필요가 없으며, 나머지 액체는 필요한 경우 소비자가 현지에서 구입할 수 있다. 수성 슬러리 조성물의 경우, 상기 슬러리의 물 분획을 선적할 필요가 없으므로 비용이 절감될 것이다. 추가로, 상기 연마재 입자들이 비히클 중에 농축된 상태로 제공되며, 입자들이 침전되지 않기 때문에 상기 연마재 입자들은 완전히 습윤시키기에 충분한 시간(취급, 운반 및 저장 시간)이 있어, 생성된 작업용 슬러리 조성물의 전반적인 성능이 개선된다.
본 출원 전반에 걸쳐서 인용된 모든 인용 문헌(참조 문헌, 허여된 특허, 공개된 특허원 포함)의 내용은 본원에 명시적으로 참조 인용되어 있다. 본 발명의 실시는 별도의 언급이 없는 한 당해 기술분야의 기술 범위 내에 있는 통상적인 기술을 사용한다. 이러한 기술은 문헌에 상세하게 설명되어 있다.
하기 비제한적인 예는 본 발명을 설명한다.
실시예 1
48.69용적%의 PEG, 34.11용적%의 JIS 1200 탄화규소, 0.26용적%의 Laponite, 1.1용적%의 아민 보레이트, 0.1용적%의 Bioban P-1487, 0.54용적%의 트리에탄올아민 및 15.28용적%의 탈이온수를 혼합하여 슬러리 조성물을 제조한다. 상기 슬러리는 다음과 같은 특징을 갖는다.
밀도: 1.81g/ml
점도: 1350cPs, 25℃ 및 60rpm에서 브룩필드 스핀들 #4에 의해 측정.
전도도: 12.7㎲
pH: 9.78
이어서, 물을 상기 슬러리 농축물에 첨가하여 고형분이 약 22용적%인 슬러리 조성물을 제공한다.
상기 슬러리를 사용하여 와이어 소우에서 125mm×125mm 다결정질 잉곳(ingot)을 250㎛ 두께의 웨이퍼로 슬라이싱한다.
본 발명의 다수의 양태가 기술되어 있으나, 본 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 기타 양태 및/또는 수정, 조합 및 치환이 가능하며, 이들이 모두 상기 기술된 발명의 범위 및 요지 내에 있음을 명백히 알 것이다.

Claims (41)

  1. 연마재 입자 30용적% 이상, 및 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클을 포함하는 농축된 연마재 슬러리 조성물로서,
    상기 광유 또는 수용성 글리콜이 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물 중에 약 15 내지 약 70용적%의 양으로 존재하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마재 입자가 상기 비히클 내에 균질하게 분산된, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연마재 입자가 30일 이상 동안 침전되지 않으면서 상기 비히클 내에 균질하게 분산된 상태를 유지하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연마재 입자가 탄화규소, 알루미나, 다이아몬드 및 탄화붕소로부터 선택되는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 연마재 입자를 약 30 내지 약 80용적% 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 연마재 입자를 약 40 내지 약 70용적% 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 연마재 입자를 약 50 내지 약 60용적% 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 비수성 조성물인, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 비히클이 광유를 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 수용성인, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비히클이 수용성 글리콜을 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비히클이 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 물을 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물의 총 고형분 함량이 약 30용적% 이상이 되도록 물이 첨가되는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 물을 약 20용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  16. 제13항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 물을 약 2 내지 약 15용적% 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 점도 개질제를 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 점도 개질제가 합성 점토, 천연 점토, 카보폴(Carbopol), 카복시메틸셀룰로즈. 에틸셀룰로즈, 젤라틴, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐 알코올 및 크산탄 검으로부터 선택되는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 점도 개질제가, 점도가 약 400 내지 약 10,000cPs 범위인 조성물이 제공되도록 첨가되는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  20. 제17항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 하나 이상의 점도 개질제를 약 5용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  21. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 활성화제를 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 상기 활성화제가 아민 보레이트 및 트리에탄올아민으로부터 선택되는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  23. 제21항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 하나 이상의 활성화제를 약 3용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  24. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 살진균제를 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  25. 제24항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 하나 이상의 살진균제를 약 2용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  26. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 살생물제를 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 하나 이상의 살생물제를 약 2용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  28. 제1항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 방청제를 추가로 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 상기 농축된 연마재 슬러리 조성물이 하나 이상의 방청제를 약 5용적% 이하 함유하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  30. 제1항에 있어서, SiC 30용적% 이상, PEG 15 내지 60용적%, 물 20용적% 이하, 하나 이상의 점도 개질제 5용적% 이하, 하나 이상의 활성화제 3용적% 이하, 하나 이상의 살진균제 2용적% 이하, 하나 이상의 살생물제 2용적% 이하 및 하나 이상의 방청제 5용적% 이하를 포함하는, 농축된 연마재 슬러리 조성물.
  31. 연마재 입자 30용적% 이상 및 폴리에틸렌 글리콜 약 15 내지 70용적%를 포함하는 유리 연마재(loose-abrasive) 기계가공 공정에서 사용하기 위한 농축된 연마 재 슬러리로서,
    물 및/또는 추가의 폴리에틸렌 글리콜의 첨가에 의해 작업용(working) 슬러리로 전환될 수 있는, 유리 연마재 기계가공 공정에서 사용하기 위한 농축된 연마재 슬러리.
  32. 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클 내에 균질하게 분산된 연마재 입자들을 포함하는 농축된 와이어 소우(wire saw) 슬러리로서,
    연마재 입자를 30용적% 이상 함유하고, 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜의 첨가에 의해 또는 광유의 첨가에 의해 작업용 와이어 소우 슬러리로 전환 가능한, 농축된 와이어 소우 슬러리.
  33. 연마재 입자 30용적% 이상을 약 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클과 혼합하는 단계를 포함하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 연마재 입자들이 상기 비히클 내에 균질하게 분산되고 상기 연마재 입자들이 30일 이상 동안 침전되지 않으면서 상기 비히클 내에 균질하게 분산된 상태로 유지되도록 상기 연마재 입자들을 상기 비히클과 혼합하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 비히클이 수용성 글리콜을 포함하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 비히클이 추가로 물을 포함하며; 상기 방법이 상기 연마재 입자들을 상기 비히클과 혼합하기 전에 물을 상기 수용성 글리콜과 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 비히클이 하나 이상의 점도 개질제, 하나 이상의 활성화제, 하나 이상의 살진균제, 하나 이상의 살생물제 및/또는 하나 이상의 방청제를 추가로 포함하며; 상기 방법이 상기 연마재 입자들을 상기 비히클과 혼합하기 전에 상기 하나 이상의 점도 개질제, 하나 이상의 활성화제, 하나 이상의 살진균제, 하나 이상의 살생물제 및/또는 하나 이상의 방청제를 상기 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜과 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는, 농축된 슬러리 조성물의 형성방법.
  38. 농축된 연마재 슬러리를 제공하는 단계,
    상기 농축된 연마재 슬러리를 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜로 희석시켜 작업용 슬러리를 형성시키는 단계 및
    상기 작업용 슬러리를 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 단계를 포함하는, 제1항에 따르는 농축된 연마재 슬러리 조성물을 유리 연마재 기계가공 공정에 사용하는 방법.
  39. 연마재 입자 30용적% 이상 및 약 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클을 포함하며, 상기 연마재 입자들이 상기 비히클 내에 균질하게 분산되어 있는 농축된 연마재 슬러리 조성물을 사용자에게 제공하는 단계,
    상기 농축된 연마재 슬러리를 물 및/또는 하나 이상의 수용성 글리콜 또는 광유로 희석시켜 작업용 슬러리를 형성시키는 단계 및
    상기 작업용 슬러리를 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 단계를 포함하는, 연마재 슬러리 조성물을 유리 연마재 기계가공 공정에 공급하는 방법.
  40. 연마재 입자 30용적% 이상을 15 내지 70용적%의 광유 또는 하나 이상의 수용성 글리콜을 포함하는 비히클과 혼합하는 단계 및
    하나 이상의 활성화제와 배합된 하나 이상의 점도 개질제를 상기 조성물에 첨가하여 상기 조성물의 점도를 조절하고 항복 응력을 개선시키는 단계를 포함하는,
    액체 비히클 내에 균질하게 분산된 연마재 입자들을 포함하는 농축된 슬러리 조성물 중의 연마재 입자들이 30일 이상 동안 침전되지 않도록 하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 하나 이상의 활성화제와 배합된 하나 이상의 점도 개질제 가, 상기 점도 개질제가 상기 비히클 중에 매트릭스를 구성할 수 있게 하는 양으로 첨가되며, 상기 매트릭스가 상기 비히클의 항복 응력 및/또는 전체 동점도를 증가시키는 방법.
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