KR20110102218A - 연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법 - Google Patents

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Abstract

적어도 연마입자 및 물을 포함하는 연마용 조성물은 연마대상을 연마하는 데 이용된다. 상기 연마입자는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되고, 이때, 상기 X1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타내며, 상기 X2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다. 상기 연마입자는 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 또는 다이아몬드인 것이 바람직하다. 상기 대상은 니켈 함유 합금, 산화규소 또는 산화알루미늄인 것이 바람직하다.

Description

연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법{Polishing composition and polishing method using the same}
본 발명은 연마대상을 연마하는 것과 연마 후 대상을 세척하는 일련의 단계로 연마용 조성물을 사용하는 것에 대한 것이다.
연마대상이 연마입자를 포함하는 연마용 조성물을 이용하여 연마될 때, 상기 연마입자는 때때로 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류한다. 따라서, 대상의 연마된 표면에 잔류한 연마입자를 제거하기 위하여, 연마 후 대상은 일반적으로 세척된다.
세척에 의해 대상의 연마된 표면에 잔류한 연마입자를 효과적으로 제거하는 것은 예를 들어, 일본 공개특허 제8-107094호 및 일본 공개특허 제9-134899에 개시된 바와 같이, 연마입자가 대상로부터 정전기적으로 밀쳐지게(repel) 만듬으로써 달성될 수 있다. 그러나, 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 연마용 조성물을 이용하여 연마를 수행하는 동안 연마대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지고, 이는 연마입자로 대상을 기계적 연마하는 것을 어렵게끔 한다. 그 결과, 연마용 조성물을 이용하여 향상된 연마속도로 대상을 연마하는 것이 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 향상된 연마속도로 연마대상을 연마할 수 있고, 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행된 후 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 세척에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 연마용 조성물 및 상기 조성물을 이용한 연마방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면(aspect)에 따르면 적어도 연마입자 및 물을 포함하는 연마용 조성물이 제공된다. 연마대상이 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마된 후, 상기 연마 후 대상은 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 제거하기 위해 세척된다. 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되고, 이때, 상기 X1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타내며, 상기 X2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다.
상기 연마입자는 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 또는 다이아몬드로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 대상은 니켈함유합금, 산화규소 또는 산화알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행된 대상은 예를 들어, 물 또는 알칼리 용액으로 세척된다. 상기 연마용 조성물은 pH 조정제 또는 연마대상로 흡착되는 물질을 더 포함한다. 상기 연마입자는 표면개질될 수 있다.
본 발명의 제 2 측면(aspect)에 따르면, 상기 제 1 측면에 따른 연마용 조성물을 이용함으로써 연마대상을 연마하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면(aspect) 및 장점은 예를 들어 본 발명의 원리를 나타내는 하기 내용으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법으로 연마대상을 향상된 연마속도로 연마할 수 있고, 연마된 대상의 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 세척하여 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 하기에 나타낼 것이다.
본 발명의 일 실시예인 연마용 조성물은 적어도 연마입자 및 물을 포함한다. 상기 연마용 조성물은 반도체 장치 재료, 자기 기록(magnetic recording) 장치 재료, 발광장치 재료 및 디스플레이재료와 같은 전자장치 재료로 형성된 연마대상을 연마하는 데 주로 이용되고, 더욱 상세하게는 규소, 산화규소, 니켈-인, 니켈-크롬 및 니켈-철(퍼멀로이)와 같은 니켈함유 합금 또는 사파이어와 같은 산화알루미늄으로 형성된 연마대상을 연마하는 데 이용된다.
연마대상이 연마용 조성물을 이용하여 연마된 후, 상기 연마 후 대상은 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 제거하기 위하여 세척된다. 연마 후 대상을 세척할 때, 바람직하게는 순수(pure water) 또는 이온 교환수 또는 알칼리 용액과 같은 물이 세척액으로 이용된다. 상기 알칼리 용액은 바람직하게는 pH가 9 이상이고, 더욱 바람직하게는 pH가 10 이상이다. 상기 세척은 전용 세척기 또는 상기 연마용 조성물을 이용하여 대상을 연마하는 데 이용되는 것과 동일한 연마장치로 수행될 수 있다. 세척을 위해 상기 연마장치를 이용하는 경우, 상기 연마 후 대상은 상세하게는 연마장치의 연마 후 대상 또는 연마 패드(polishing pad)인 상기 연마장치로 연마용 조성물 대신 세척액을 공급함으로써 린스(rinse) 연마된다.
상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 예를 들어, 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 또는 다이아몬드이며, 이에 제한되는 것은 아니다. 산화알루미늄 및 산화규소는 쉽게 구할 수 있어 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마함으로써 결함(defects)이 거의 없는 고평활(highly smooth) 표면을 순조롭게 생산할 수 있는 장점을 가진다.
상기 연마용 조성물은 바람직하게는 0.01 중량% 이상의 연마입자를 포함하고, 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 이상의 연마입자를 포함한다. 상기 연마입자의 함유량이 증가할수록 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마대상의 연마속도가 향상된다.
상기 연마용 조성물은 바람직하게는 50 중량% 이하의 연마입자를 포함하고, 더욱 바람직하게는 40 중량% 이하의 연마입자를 포함한다. 상기 연마입자의 함유량이 적어질수록 연마용 조성물의 제조 단가가 낮아진다. 나아가, 긁힘(scratch)이 거의 없는 연마된 표면은 상기 연마용 조성물을 이용한 연마에 의해 순조롭게 생산될 수 있다.
상기 연마용 조성물은 1차입자(primary particle)의 평균 직경이 바람직하게는 20 μm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 μm 이하인 연마입자를 포함한다. 상기 연마입자의 1차입자(primary particle) 평균 직경이 작을수록 연마용 조성물을 이용한 연마에 의해 표면에 결함(defects)이 더욱 소수이고(fewer) 거칠기가 낮은 표면을 순조롭게 생산될 수 있다. 상기 1차입자(primary particle) 평균 직경은 예를 들어, BET법에 의해 측정된 연마입자의 비표면으로부터 계산된다. 상기 연마입자의 비표면은 예를 들어, Micromeritics Instrument Corporation의 "Flow SorbII 2300"으로 측정된다.
연마용 조성물을 이용하여 향상된 연마속도로 대상을 연마하기 위해서, 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자가 연마 중 연마대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않는 것이 중요하다. 따라서, 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식을 만족하도록 선택되고, 이때, 상기 X1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다. X1 × Y1 ≤ 0의 관계식을 만족하지 못하는 경우, 즉, X1 × Y1 ＞ 0인 관계식을 만족하는 경우에는 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자가 연마 중 상기 대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지고, 이는 연마입자로 대상을 기계적 연마하는 것을 어렵게 만든다. 그 결과, 연마용 조성물을 이용하는 향상된 연마속도로 연마대상을 연마하는 것이 어려워진다. 상기 연마용 조성물을 활용하기에 특히 적합한 수준까지 연마대상의 연마속도를 향상시키기 위하여 상기 X1 × Y1 값은 -20 이하인 것이 바람직하다.
상기 X1 × Y1 값은 바람직하게는 -5000 이상이고, 더욱 바람직하게는 -2000 이상이다. 상기 X1 × Y1 값이 클수록 연마대상의 연마된 표면으로 쉽게 부착(attach)할 수 있는 연마입자가 세척에 의해 제거될 수 있다.
연마용 조성물을 이용하여 연마한 후 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 세척에 의해 효율적으로 제거하기 위하여, 상기 연마입자는 세척 중 대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지는 것이 중요하다. 따라서, 사용하기 위한 상기 연마입자는 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되고, 이때, 상기 X2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다. X2 × Y2 ＞ 0의 관계식을 만족하지 못하는 경우, 즉, X2 × Y2 ≤ 0인 관계식을 만족하는 경우에는 연마용 조성물을 이용한 연마 후 대상의 연마된 표면에 잔류하는 연마입자가 연마 후 대상을 세척하는 중 대상로부터 정전기적으로 분리되지 않고, 이는 연마용 조성물을 이용한 연마 후 대상의 연마된 표면에 잔류하는 연마입자를 세척에 의해 효율적으로 제거하는 것이 어렵도록 만든다.
연마용 조성물에 포함된 연마입자가 연마 중 상기 대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지고, 이는 연마입자로 대상을 기계적 연마하는 것을 어렵게 만든다. 그 결과, 연마용 조성물을 이용하는 향상된 연마속도로 연마대상을 연마하는 것이 어려워진다. 상기 연마용 조성물을 활용하기에 특히 적합한 수준까지 연마대상의 연마속도를 향상시키기 위하여 상기 X1 × Y1 값은 -20 이하인 것이 바람직하다.
연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜값과 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜값은 예를 들어, 연마용 조성물의 pH에 의해 영향을 받는다. 따라서, X1 × Y1 ≤ 0인 관계식, 바람직하게는 X1 × Y1 ≤ -20인 관계식은 하나 또는 그 이상의 pH 조정제를 연마용 조절물에 첨가함으로써 만족될 수 있다. 상기 pH 조정제는 산 또는 알칼리 중 하나가 사용된다.
대안으로는, 연마용 조성물에 흡착물질(adsorptive substance)를 첨가하여 연마용 조성물을 이용하여 대상을 연마하는 동안 측정된 대상의 제타포텐셜 값이 연마대상의 표면에 흡착된 상기 흡착물질에 의해 달라지는 것이다. 따라서, 상기 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식, 바람직하게는 X1 × Y1 ≤ -20인 관계식은 연마용 조성물로 상기 흡착물질을 첨가함으로써 만족될 수 있다. 상기 흡착물질는 연마대상의 종류에 따라 적절히 선택되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 양이온성, 음이온성, 비이온성 또는 양쪽이온성인 계면활성제, 유기물질 또는 금속이온 일 수 있다.
대안으로는, X1 × Y1 ≤ 0인 관계식, 더욱 바람직하게는 X1 × Y1 ≤ -20인 관계식을 만족하기 위해서, 상기 연마입자의 제타포텐셜은 도핑(doping) 또는 유기 기능기 변이(modification)를 통한 연마입자 표면의 개질에 의해 조절될 수 있다.
상기 연마입자 및 대상의 제타포텐셜 값은 예를 들어, 오츠카 전자의 "ELS-Z" 또는 Dispersion Technology사의 "DT-1200"인 전기영동광산란(electrophoretic light scattering)법 또는 전자-음향적 분광기(electroacoustic spectroscopy)를 사용하여 측정될 수 있다. 상기 대상의 제타포텐셜 측정은 상기 대상과 동일한 물질로 구성된 미세입자의 제타포텐셜을 측정하는 것으로 대체될 수 있다. 대안으로는, 알려진 제타포텐셜 값을 가지는 미세입자가 함유된 액상으로 상기 대상이 담궈지고, 상기 액상으로부터 꺼낸 후 흐르는 물로 10초간 세척하며, 대상의 표면은 예를 들어, 주사전자현미경으로 관찰된다. 이 경우, 액상에서 측정된 상기 대상의 제타포텐셜 값이 양의 값 또는 음의 값인지의 표시는 세척 후 연마대상의 표면에 부착된 미세입자의 양으로부터 알 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 하기와 같은 장점을 제공한다.
본 실시예의 연마용 조성물에 있어서, 사용하기 위한 상기 연마입자는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되고, 이때, 상기 X1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타내며, 상기 X2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다. 따라서, 사용할 상기 연마입자는 연마용 조성물을 이용하여 연마를 수행하는 동안 연마대상로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않고, 연마 후 대상을 세척 중에는 대상로부터 정전기적으로 밀쳐내어진다. 즉, 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 연마가 수행되는 동안 연마대상로부터 밀쳐지지 않고, 연마대상의 기계적 연마는 연마입자를 통해 효율적으로 수행된다. 나아가, 대상의 연마된 표면에 잔류하는 연마입자는 연마 후 대상을 세척 중 대상로부터 정전기적으로 밀쳐 내어지고, 상기 연마입자는 상기 연마용 조성물을 이용한 연마 수행 후 대상로부터 효율적으로 제거된다. 그 결과, 본 실시예의 연마용 조성물을 이용하여, 연마대상이 향상된 연마속도로 연마될 수 있고, 상기 연마용 조성물을 이용한 연마 후 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자가 세척에 의해 효율적으로 제거된다.
상기 실시예는 하기와 같이 변형될 수 있다.
본 실시예의 연마용 조성물은 두 종류 또는 그 이상의 종류인 연마입자를 포함할 수 있다. 이 경우, 연마입자의 일부는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택될 필요가 없다. 그러나, 더욱 향상된 연마속도 및 더욱 효율적인 세척을 달성하기 위하여, 모든 연마입자는 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되는 것이 바람직하다.
상기 실시예의 연마용 조성물은 필요한 경우 소독제와 같은 알려진 첨가물을 더 포함할 수 있다.
상기 실시예의 연마용 조성물은 연마용 조성물의 농도를 물로 희석시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 실시예의 연마용 조성물은 전자장치 재료로 형성된 연마대상을 연마하는 것뿐만 아니라 연마될 다른 대상을 연마하는 데도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예 및 비교예는 하기와 같다.
<실시예 1 ~ 2 및 비교예 1>
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1의 연마용 조성물은 1차입자의 평균 직경이 80 nm인 실리카 콜로이드를 포함하는 실리카 콜로이드 졸을 물로 희석시킴으로써 제조되었고, 필요한 경우 pH 조정제를 첨가한다. 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 각각의 연마용 조성물은 실리카 콜로이드 20 중량%를 포함한다. 염산 또는 수산화칼륨은 pH 조정제로 적절히 사용된다. 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 각각의 연마용 조성물을 사용하여 사파이어 기판의 표면(c-plane <0001>)을 하기 표 1에 나타낸 조건으로 연마하였다. 모든 사파이어 기판은 52 mm(약 2인치) 직경을 가지는 동일한 것이 사용되었다. 이 후, 연마된 사파이어 기판들은 표 2에 나타낸 조건으로 세척되었다. 상기 세척은 pH 10으로 조정된 수산화칼륨으로 선행연마에 사용되었던 연마장치와 동일한 장치를 사용하여 린스 연마에 의해 수행되었다.
상기 연마용 조성물의 pH, 연마가 수행되는 동안 측정된 사파이어 기판과 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값 및 세척 중 측정된 사파이어 기판과 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값은 하기 표 3에 나타내었다. 연마 전과 연마 후의 중량차이로부터 연마속도를 계산하기 위하여 상기 사파이어 기판의 중량은 연마용 조성물을 사용한 연마 전과 연마 후에 측정되었다. 계산된 연마속도는 하기 표 3의 연마속도 부분에 나타내었다. 세척 후 사파이어 기판의 표면을 주사전자현미경(Hitachi High-Technology Corporation, S-4700)을 통하여 50000 배율로 관찰하였다. 상기 관찰의 결과는 하기 표 3의 세척효율 부분에 나타내었고, 우수함으로 표시된 것은 기판 표면에 잔류하는 연마입자가 50 조각 이하로 시야범위에서 관측된 것을 의미하며, 불량으로 표시된 것은 50 조각을 초과하는 것을 의미한다.
<사파이어 기판 연마조건>
연마장치 : 단면 연마장치(Engis Japan Corporation, EJ-380IN) (표면 판의 직경 380 mm)
연마패드 : 부직포 연마패드(Nitta Haas Incorporated, SUBA800)
연마압력 : 300 g/cm2 (29.4 kPa)
표면 판 회전속도 : 110 rpm
선속도 : 83 m/분
연마시간 : 5분
연마용 조성물 공급속도 : 200 mL/분 (순환없이 연속적으로 공급)
<사파이어 기판의 세척조건>
연마장치 : 단면 연마장치(Engis Japan Corporation, EJ-380IN) (표면 판의 직경 380 mm)
연마패드 : 부직포 연마패드(Nitta Haas Incorporated, SUBA800)
연마압력 : 300 g/cm2 (29.4 kPa)
표면 판 회전속도 : 110 rpm
선속도 : 83 m/분
연마시간 : 5분
세척액 공급속도 : 200 mL/분 (순환없이 연속적으로 공급)
연마용 조성물의 pH 연마 중 측정된 실리카콜로이드의 제타포텐셜(X1, [mV]) 연마 중 측정된 사파이어 기판의 제타포텐셜(Y1, [mV]) X1 × Y1
(X1과 Y1의 곱)		 세척 중 측정된 실리카콜로이드의 제타포텐셜(X2, [mV]) 세척 중 측정된 사파이어 기판의 제타포텐셜(Y2, [mV]) X2 × Y2
(X2과 Y2의 곱)		 연마속도
(nm/분)		 연마효율
실시예 1 6 -41 43 -1763 -41 -41 1681 38 우수함
실시예 2 8 -52 10 -520 -41 -41 1681 40 우수함
실시예 3 10.5 -48 -48 2304 -41 -41 1681 28 우수함
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ~ 2의 연마용 조성물을 이용하여 사파이어 기판을 연마하는 경우, 연마 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 음(negative)의 값을 나타내었고, 세척 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 양(positive)의 값을 나타내었다. 반면, 비교예 1의 연마용 조성물을 이용하여 사파이어 기판을 연마하는 경우, 연마 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 양(positive)의 값을 나타내었다. 따라서, 실시예 1 ~ 2의 연마용 조성물을 이용하는 것이 비교예 1의 연마용 조성물을 이용하는 것보다 높은 연마속도를 달성할 수 있다.
<실시예 3 및 비교예 2>
실시예 3 및 비교예 2의 연마용 조성물은 연마입자 및 물을 혼합한 후 pH가 3.5로 조절된 염화알루미늄을 첨가하여 제조되었다. 실시예 2 및 비교예 2 각각의 연마용 조성물의 사용에 있어서, 자성 디스크(magnetic disc)를 위한 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판의 표면은 하기 표 4의 조건으로 연마되었다. 모든 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판으로는 95 mm(약 3.5인치)의 직경을 가지는 동일한 종류가 사용되었다. 이 후, 연마된 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판은 표 5에 나타낸 조건으로 세척되었다. 상기 세척은 선행연마에 사용되었던 연마장치와 동일한 장치를 사용하여 순수(pure water)를 통한 린스 연마에 의해 수행되었다.
각각의 연마용 조성물에 포한된 연마입자의 종류 및 함량, 각각의 연마용 조성물에 의해 기판이 연마되는 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 부호(sign) 및 기판의 제타포텐셜 부호(sign) 및 각각의 연마용 조성물을 사용한 연마 후 기판의 세척 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 부호(sign) 및 기판의 제타포텐셜 부호(sign)는 하기 표 6에 나타내었다. 연마 전과 연마 후의 중량차이로부터 연마속도를 계산하기 위하여 상기 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판의 중량은 연마용 조성물을 사용한 연마 전과 연마 후에 측정되었다. 계산된 연마속도는 하기 표 6의 연마속도 부분에 나타내었다. 세척 후 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판의 표면을 주사전자현미경(Hitachi High-Technology Corporation, S-4700)을 통하여 50000 배율로 관찰하였다. 상기 관찰의 결과는 하기 표 6의 세척효율 부분에 나타내었고, 우수함으로 표시된 것은 기판 표면에 잔류하는 연마입자가 50 조각 이하로 시야범위에서 관측된 것을 의미하며, 불량으로 표시된 것은 50 조각을 초과하는 것을 의미한다.
<니켈-인 무전해 도금 기판의 연마조건>
연마장치 : 양면 연마장치 (System Seiko Co., Ltd, 9.5B_5P)
연마패드 : 스웨이드 연마패드 (Filwel Co., Ltd, CR200)
연마압력 : 55 g/cm2 (5.4 kPa)
상부 판 회전속도 : 36 rpm
상부 판 회전속도 : 44 rpm
연마시간 : 3분
연마용 조성물 공급속도 : 270 mL/분
<니켈-인 무전해 도금 기판의 세척조건>
연마장치 : 양면 연마장치 (System Seiko Co., Ltd, 9.5B_5P)
연마패드 : 스웨이드 연마패드 (Filwel Co., Ltd, CR200)
연마압력 : 20 g/cm2 (2.0 kPa)
상부 판 회전속도 : 36 rpm
상부 판 회전속도 : 44 rpm
연마시간 : 15 초
연마용 조성물 공급속도 : 2.8 L/분
연마용 조성물의 연마입자 종류 연마용 조성물의 연마입자 함량(중량%) 연마 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜(X1) 부호 연마 중 측정된 기판의 제타포텐셜(Y1) 부호 X1 × Y1
(X1과 Y1의 곱)의 부호		 세척 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜(X2) 부호 세척 중 측정된 기판의 제타포텐셜(Y2) 부호 X1 × Y1
(X1과 Y1의 곱)의 부호		 연마속도
(nm/분)		 세척효율
실시예 3 6면체 알루미나 1.5 + - - - - + 780 우수함
비교예 2 비정질 알루미나 5 + - - + - - 780 불량
*6면체 알루미나 및 비정질 알루미나 모두는 평균 입자크기가 200 nm이다.
표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용하여 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판을 연마하는 경우, 연마 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 음(negative)의 값을 나타내었고, 세척 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 양(positive)의 값을 나타내었다. 반면, 비교예 2의 연마용 조성물을 이용하여 니켈-인 무전해(electroless) 도금 기판을 연마하는 경우, 세척 중 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값 및 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것은 음(negative)의 값을 나타내었다. 따라서, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용하는 것이 비교예 2의 연마용 조성물을 이용하는 것보다 높은 연마속도를 달성할 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 연마입자(abrasive grains) 및 물을 포함하는 연마용 조성물에 있어서, 연마될 대상이 상기 연마용 조성물을 사용하여 연마된 이후, 상기 연마된 대상은 세척되어 연마 이후 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자가 제거되고, 상기 연마용 조성물은 이에 포함된 연마용 입자가 X1 × Y1 ≤ 0의 관계식 및 X2 × Y2 ＞ 0인 관계식을 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물;
    (상기 X1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y1 [mV]은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타내며, 상기 X2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 연마입자의 제타포텐셜을 나타내고, 상기 Y2 [mV]는 연마 후 대상을 세척하는 동안 측정된 상기 대상의 제타포텐셜을 나타낸다.).
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마입자는 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 또는 다이아몬드로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대상은 니켈 함유 합금, 산화규소 또는 산화알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행된 대상은 물 또는 알칼리 용액으로 세척되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연마용 조성물은 pH 조정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연마용 조성물은 연마대상로 흡착되는 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연마입자는 표면이 개질된 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  8. 제1항에 따른 연마용 조성물을 제조하는 단계;
    상기 연마용 조성물을 사용하여 대상을 연마하는 단계; 및
    연마 후 대상의 연마된 표면에 부착되어 잔류하는 연마입자를 제거하기 위하여 연마 후 대상을 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마대상의 연마방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마된 대상은 연마 시 사용된 연마장치와 동일한 장치를 사용하는 린스연마(rinse polishing)를 통해 세척되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 연마입자는 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 또는 다이아몬드로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 대상은 니켈 함유 합금, 산화규소 또는 산화알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행된 대상은 물 또는 알칼리 용액으로 세척되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물 사용 전, 연마용 조성물에 pH 조정제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물로 대상에 흡착할 수 있는 물질을 더 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  15. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물의 제조는 연마입자의 표면개질을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
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