KR20160032680A - 연마 슬러리의 재생 방법, 기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 연마 슬러리에 연마 부스러기의 응집물이 혼재하는 것을 억제 가능하고, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 용이하게 실현 가능한 연마 슬러리의 재생 방법 등을 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 연마 슬러리의 재생 방법은, 소판의 표면을 연마함으로써 그 소판의 성분이 혼입된 연마 슬러리를 재생하는 재생 공정을 구비한다. 소판의 조성은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 적어도 함유한다. 재생 공정에서는, 연마에 의해 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가한 후에, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 연마 슬러리로부터 제거함으로써 연마 슬러리를 재생한다.

Description

연마 슬러리의 재생 방법, 기판의 제조 방법{METHOD OF REGENERATING POLISHING SLURRY AND METHOD OF MANUFACTURING SUBSTRATE}

본 발명은 연마 슬러리의 재생 방법, 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 (LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 에서는, 유리 기판 등의 기판이 사용되고 있다. 유리 기판은, 유리로 형성된 소판 (素板) 의 면을 연마하는 연마 공정 등을 거쳐 제조된다. 연마 공정에서는, 산화세륨 등으로 형성된 연마 지립을 함유하는 연마 슬러리를 소판과 연마 패드 사이의 계면에 공급하여 연마를 실시한다. 상기와 마찬가지로, 유리 이외의 세라믹스 등으로 형성된 기판에 대해서도 연마 공정 등을 거쳐 제조된다.

연마 공정에서는, 연마 슬러리를 반복 이용하는 경우가 있다. 예를 들어 연마에서 사용한 연마 슬러리를 재생한 후에 다시 연마에서 사용하도록, 연마 슬러리를 순환시킴으로써 연마 슬러리를 반복 이용하는 경우가 있다.

연마에 의해 소판으로부터 제거된 소판 성분의 미립자는, 연마 부스러기로서 연마 슬러리에 혼입된다. 이 때문에, 연마 패드에 연마 부스러기가 쌓여, 연마 레이트가 저하되는 경우가 있다. 그 결과, 연마를 효율적으로 실시할 수 없어, 기판의 제조 효율이 저하되는 경우가 있다.

또, 연마 슬러리에 연마 부스러기로서 혼입된 소판 성분의 미립자는, 연마 슬러리에 있어서 응집되는 경우가 있다. 특히 연마 슬러리를 순환시키는 경우에 있어서, 연마 슬러리에 소판 성분의 미립자가 연마 부스러기로서 다량으로 혼입된 때에 응집이 쉽게 발생한다. 그 응집에 의해 발생한 응집 입자는, 연마시에 소판의 면에 가압되어 부착되는 경우가 있다. 소판의 면에 부착된 응집 입자는 대부분이 세정에 의해 제거되지만, 일부가 남는 경우가 있다. 그 결과, 기판의 제조 수율이 저하되는 경우가 있다.

이와 같은 문제에 대응하기 위해서, 연마 슬러리에 연마 부스러기로서 혼입된 소판 성분의 미립자를 가용화시키는 처리 등을 실시함으로써 연마 슬러리를 재생하는 것 등이 제안되어 있다 (예를 들어 특허문헌 1 내지 11 참조).

일본 공개특허공보 평6-254764호 일본 공개특허공보 2012-79368호 일본 공개특허공보 평10-118899호 일본 공개특허공보 2000-308967호 일본 공개특허공보 2001-308044호 일본 공개특허공보 2001-38153호 일본 공개특허공보 2003-205460호 일본 공개특허공보 2004-237163호 국제 공개 제2005/090511호 국제 공개 제2008/020507호 일본 공개특허공보 2011-156646호

그러나, 상기에 있어서는, 연마 슬러리에 연마 부스러기로서 혼입된 소판 성분의 미립자가 응집되는 것을 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다.

예를 들어 석영 (SiO₂ 결정) 에 의해 형성된 소판의 표면을 연마할 때에는, 연마 슬러리에 있어서 연마 부스러기로서 혼입된 소판 성분의 미립자는, 응집이 대부분 발생하지 않는다. 이에 반하여, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 조성에 함유하는 소판의 표면을 연마할 때에는 응집이 많이 발생한다. 이 때문에, 이 경우에는 재생한 연마 슬러리에 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물의 응집물이 다량으로 혼재하는 경우가 있다. 그 결과, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 충분히 실현하는 것이 용이하지 않은 경우가 있다.

따라서, 본 발명은 연마 슬러리에 연마 부스러기의 응집물이 혼재하는 것을 억제 가능하고, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 용이하게 실현 가능한, 연마 슬러리의 재생 방법 및 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연마 슬러리의 재생 방법은, 소판의 표면을 연마함으로써 그 소판의 성분이 혼입된 연마 슬러리를 재생하는 재생 공정을 구비한다. 소판의 조성은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 적어도 함유한다. 재생 공정에서는, 연마에 의해 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가한 후에, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 연마 슬러리로부터 제거함으로써 연마 슬러리를 재생한다.

본 발명의 기판의 제조 방법은, 연마 슬러리를 사용하여 소판의 표면을 연마하는 연마 공정과, 그 연마 공정에 있어서 연마에 의해 소판의 성분이 혼입된 연마 슬러리를 재생하는 재생 공정을 구비한다. 소판의 조성은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 적어도 함유한다. 재생 공정에서는, 연마에 의해 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가한 후에, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 연마 슬러리로부터 제거함으로써 연마 슬러리를 재생한다. 그리고, 연마 공정에서는, 그 재생 공정에 있어서 재생된 연마 슬러리를 소판의 표면에 공급함으로써 소판의 표면을 연마한다.

본 발명은 연마 슬러리에 연마 부스러기의 응집물이 혼재하는 것을 억제 가능하고, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 용이하게 실현 가능한, 연마 슬러리의 재생 방법 및 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

실시형태에 있어서, 소판으로부터 기판을 제조할 때에는, 준비 공정, 연마 공정, 재생 공정 등의 공정을 순차 실시한다. 이하로부터 각 공정의 상세한 것에 대하여 설명한다.

[A] 제조 방법 등

[A-1] 준비 공정

준비 공정에서는, 연마 대상인 소판과 연마시에 사용하는 연마 슬러리를 준비한다.

[A-1-1] 소판

소판으로는, 유리 등의 세라믹스에 의해 형성된 판상체를 준비한다. 본 실시형태에서는, 산화알루미늄 (Al₂O₃) 과 알칼리 토금속 산화물 (MgO, CaO, SrO) 을 조성에 함유하는 소판을 준비한다.

소판으로는, 예를 들어 SiO₂ 와 Al₂O₃ 과 B₂O₃ 과 알칼리 토금속 산화물을 유리 조성에 함유하는 알루미노규산 유리로서, 판상으로 성형된 유리판을 준비한다. 소판은, 유리 이외에 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 세라믹스로 형성된 것이어도 된다.

본 실시형태에서는, 소판은 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율이 1 wt％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 연마에 의해 용해되는 알칼리 토금속에 의해, 슬러리 중의 응집이 가속되기 때문에, 연마 슬러리 재생 효과가 명확해진다.

또, 이것과 함께, 소판은 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 15 wt％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 연마에 의해 용해되는 알루미늄 및 알칼리 토금속이 증가하기 때문에, 연마 슬러리 재생 효과가 보다 명확해진다.

[A-1-2] 연마 슬러리

연마 슬러리는 지립과 분산 매체를 함유한다. 연마 슬러리는, 예를 들어 초음파, 교반기 등을 사용하고, 지립을 분산 매체에 분산시킴으로써 준비된다.

연마 슬러리에 있어서, 지립에 대해서는, 예를 들어 콜로이달 실리카, 산화세륨, 산화망간, 산화알루미늄, 산화철, 산화지르코늄 등의 입자를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 이들 입자 중, 특히 산화세륨의 입자는, 유리를 연마할 때의 연마 레이트가 크기 때문에 바람직하다.

지립은, 평균 입경이 0.5 ∼ 3.0 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 특히 0.8 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 여기에서는, 지립의 평균 입경은, 동적 광 산란 방식의 입도 분포 측정기 (예를 들어 오오츠카 전자사 제조, 제품명：FPAR-1000AS) 를 사용하여 측정된 값, 또는, 레이저 회절·산란 방식의 입도 분포 측정기 (예를 들어 닛키소사 제조, 제품명：Microtrac HRA) 전자 현미경을 사용하여 계측된 값이다.

연마 슬러리에 있어서, 분산 매체는 지립이 분산되는 액체로서, 예를 들어 물이다. 여기에서는, 순수, 초순수, 이온 교환수 (탈이온수) 가 분산 매체로서 바람직하게 사용 가능하다.

지립 및 분산 매체 외에, 분산제, 계면 활성제, 윤활제, 킬레이트화제, 환원제, 증점제, 방청제 등의 첨가제를 적절히 첨가해도 된다.

준비 공정에서 준비하는 연마 슬러리는 pH 가 5 ∼ 9 의 범위인 것이 바람직하다. 연마 슬러리의 pH 가 상기의 하한값 이상일 때에는 화학 연마력을 갖고, 연마 레이트가 저하되는 문제가 잘 발생하지 않는다. 이에 반하여, 연마 슬러리의 pH 가 상기의 상한값 이하일 때는, 지립과 유리가 전기적으로 반발하지 않기 때문에 접촉이 증가하여 연마 레이트가 저하되는 문제가 잘 발생하지 않는다.

[A-2] 연마 공정

연마 공정에서는, 연마 슬러리를 사용하여 소판의 표면을 연마한다.

여기에서는, 예를 들어 소판에 있어서 연마가 실시되는 면과 연마 패드의 면을 밀착시킨 상태에서, 양자간의 계면에 연마 슬러리를 연속적으로 공급한다. 그리고, 연마 패드의 면을 소판의 면에 대해 상대적으로 회전시킴으로써 소판의 면에 대해 연마를 실시한다. 예를 들어 오스카식, 호프만식 등의 연마기를 사용함으로써 연마를 실시한다. 소판은, 표면의 일부가 갈고 닦아짐으로써 표면이 평활해진다.

예를 들어 호프만형 양면 연마기 (하마이 산업사 제조：장치명：4BT) 를 사용하고, 정방형상 (한 변 길이 50 ㎜) 의 유리 소판 (두께 1 ㎜) 의 면에 대해 연마를 실시할 때는, 하기의 연마 조건으로 연마를 실시한다.

· 연마 압력：1 ∼ 200 ㎪ (바람직하게는, 3 ∼ 150 ㎪)

· 연마 시간：2 ∼ 120 분 (바람직하게는, 2 ∼ 30 분)

· 회전수：10 ∼ 100 rpm (바람직하게는, 10 ∼ 60 rpm)

·연마 슬러리 공급 유량：10 ∼ 1000 ㎖/분 (바람직하게는, 10 ∼ 500 ㎖/분)

[A-3] 재생 공정

재생 공정에서는, 연마에 의해 소판의 성분이 연마 부스러기로서 혼입된 연마 슬러리를 재생한다.

소판은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 조성에 함유한다. 이 때문에, 상기의 연마 공정에서는, 연마에 의해 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 연마 슬러리에 혼입된다. 따라서, 재생 공정에서는, 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 연마 부스러기로서 혼입된 연마 슬러리를 재생한다.

구체적으로는, 재생 공정에 있어서는, 먼저, 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 연마 부스러기로서 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가한다. 무기산 (황산, 질산, 염산, 인산 등), 유기산 (유기 카르복실산, 유기 포스폰산 등) 을 적절히 선택하여 첨가한다. 이들 중, 특히 황산과 염산의 적어도 일방을 사용하는 것이 바람직하다. 황산 또는 염산은 특히 취급이 용이하고, 가격 및 배수 처리로의 부하가 낮기 때문에, 본 공정에 있어서 바람직하게 사용 가능하다.

여기에서는, 연마 부스러기가 혼입된 연마 슬러리의 pH 가 1 ∼ 6 의 범위가 되도록 산을 첨가한다. 이로써, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 양자가 연마 슬러리 중에서 용해된다. 연마 부스러기가 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가한 후의 pH 가 상기의 하한값 이상일 때에는 산의 사용량이 적어져, 비용면의 부하가 작다. 이에 반하여, 이 pH 가 상기의 상한값 이하일 때에는 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물을 충분히 용해시킬 수 있다.

그리고, 상기와 같이, 연마 슬러리에 산을 첨가하여 연마 슬러리의 pH 를 조정한 후에는, 연마에 의해 혼입된 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 연마 슬러리로부터 제거한다. 여기에서는, 중공사막 필터 등의 필터를 사용하고, 산을 첨가한 연마 슬러리를 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 분산 매체와 지립의 각각으로 분리한다. 중공사막 필터에 대해서는, 예를 들어 한외 여과막이나 정밀 여과막을 사용한다. 그 밖에, 원심 분리기를 사용하여 상기의 분리를 실시해도 된다. 상기 서술한 바와 같이, 연마 부스러기가 혼입된 연마 슬러리를 산성으로 함으로써 연마 부스러기인 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물을 용해시키고 있으므로, 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 분산 매체와 지립의 각각으로 용이하게 분리 가능하다. 그 결과, 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물에서 기인하여 연마 슬러리에 있어서 응집이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 분리된 지립에 물을 분산 매체로서 첨가함으로써 연마 슬러리를 재생한다. 그리고, 이 재생 공정에서 재생한 연마 슬러리는, 준비 공정에서 준비한 연마 슬러리의 경우와 마찬가지로, pH 가 5 ∼ 9 의 범위인 것이 바람직하다. 예를 들어 pH 가 7 이 되도록 연마 슬러리를 재생한다.

재생 공정에서 재생된 연마 슬러리는, 다시 소판의 표면에 공급되고, 소판의 연마에 이용된다. 예를 들어 연마 슬러리를 순환시킴으로써, 재생한 연마 슬러리를 다시 연마에 사용한다. 이 때, 연마 공정에 있어서, 연마 슬러리는, 소판으로부터 혼입된 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 0.1 wt％ 미만인 것이 바람직하다. 상기의 상한값보다 작을 때에는, 산화알루미늄 및 알칼리 토금속 산화물에서 기인되는 응집이 잘 발생하지 않아, 응집물의 발생을 억제하는 효과를 충분히 발현시킬 수 있다.

또한, 상기에 있어서는, 연마 슬러리를 순환시킴으로써 연마 공정과 재생 공정을 반복 실시하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 연마 공정을 거친 연마 슬러리를 재생 공정에서 재생시켜 일단 저장한 후에, 그 저장한 연마 슬러리를 다른 연마 공정에서 이용해도 된다.

[A-4] 그 밖의 공정

상기와 같이, 연마 공정을 실시한 후에는, 예를 들어 세정 공정을 실시한다. 세정 공정에서는, 세정액을 사용하여, 연마 공정에서 연마된 소판의 표면을 세정한다. 세정액은, 예를 들어 수계 세정액이고, 알칼리성과 산성을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

알칼리성의 수계 세정액으로는, 예를 들어 알칼리 금속 화합물 (알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염 등), 염기 (아민류, 수산화 제 4 급 암모늄 등) 의 용액을 사용할 수 있다. 알칼리성의 수계 세정액은 pH 가 8 이상인 것이 바람직하고, 더욱 pH 가 10 이상인 것이 바람직하고, 특히 pH 가 12 이상인 것이 바람직하다. 알칼리성의 수계 세정액은, 킬레이트제, 계면 활성제 등의 첨가제가 적절히 첨가되어 있어도 된다.

산성의 수계 세정액으로는, 예를 들어 유기산 (유기 카르복실산, 유기 포스폰산 등), 무기산 (예를 들어 황산, 인산, 질산, 불산, 염산 등) 의 용액을 사용할 수 있다. 산성의 수계 세정액은 pH 가 6 이하인 것이 바람직하고, 더욱 pH 가 5 이하인 것이 바람직하고, 특히 pH 가 3.5 이하인 것이 바람직하다. 산성의 수계 세정액은 pH 의 변동을 억제하기 위해서, 산과 함께 산의 염이 적절히 첨가되어 있어도 된다.

세정 공정에서는, 딥식 세정, 살수 세정, 스크럽 세정 등과 같이, 여러 가지 방식으로 세정을 실시할 수 있다. 구체적으로는, 딥식 세정에서는, 연마한 기판을 세정액 중에 침지시킴으로써 세정한다. 딥식 세정에서는, 세정 효율을 향상시키기 위해서, 초음파가 가해진 세정액에, 연마한 기판을 침지시킴으로써 세정을 실시해도 된다. 살수 세정에서는, 연마한 기판의 면에 세정액을 살수 (분사 등) 함으로써 세정한다. 스크럽 세정에서는, 연마한 기판의 면에 세정액을 살수 (분사 등) 하면서, 스펀지 (폴리비닐알코올제 등) 로 문지름으로써 세정한다. 여기에서는, 각 방식을 적절히 조합하여 세정을 실시해도 된다.

세정 공정을 실시한 후에는 건조 공정을 실시한다. 건조 공정에서는, 예를 들어 연마된 후에 세정된 소판에 바람을 불게 함으로써 건조를 실시한다.

상기와 같이 각 공정을 순차 거쳐 기판을 완성시킨다. 또한, 상기한 공정 이외의 공정을 추가로 실시함으로써 기판을 완성시켜도 된다.

[B] 정리

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 소판의 표면에 대하여 연마 슬러리를 사용하여 연마한다. 상기 서술한 바와 같이, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 양자는, 소판의 연마에 의해 연마 슬러리에 연마 부스러기로서 혼입되어, 연마 슬러리 중에서 응집되기 쉽다. 이 때문에, 그 연마 슬러리를 재이용할 때에는, 연마 패드에 응집 입자가 쌓여 연마 레이트가 저하되어, 기판의 제조 효율이 저하되는 경우가 있다. 또, 응집 입자가 연마시에 소판의 면에 가압되어 부착되어 결함이 발생하는 경우가 있으므로, 기판의 제조 수율이 저하되는 경우가 있다.

그러나, 본 실시형태의 재생 공정에서는, 소판으로부터 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물이 연마 부스러기로서 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가함으로써 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 양자를 용해 및 미세화 (이온화) 하고 있다. 그리고, 용해 및 미세화한 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 연마 슬러리로부터 제거함으로써 연마 슬러리를 재생하고 있다. 이 때문에, 재생 공정에 있어서 재생된 연마 슬러리에는, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 양자의 응집물이 적다.

그 결과, 본 실시형태에서는, 연마 슬러리에 혼입된 소판 성분의 응집 입자가 연마 패드에 쌓이는 것을 방지 가능하므로, 연마 레이트의 저하를 억제할 수 있다. 연마 슬러리에 혼입된 소판 성분의 응집 입자가 소판의 면에 가압되어 부착되는 것을 억제 가능하다.

따라서, 본 실시형태에서는, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 충분히 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 사용 후의 연마 슬러리 상태인 채 처리가 가능하기 때문에, 연마 슬러리에 산을 첨가하기 전에, 사용이 끝난 연마제 입자를 물에 다시 분산시킬 필요는 없다. 또, 본 실시형태에서는, 고액 분리 후에 희석·중화를 하는 것만으로 이용 가능한 상태로 되돌아오기 때문에, 고액 분리 후의 연마제 케이크를 건조·해쇄할 필요는 없다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 표 1 에 있어서, 예 1 은 비교예이고, 예 2 는 실시예이다.

＜평가 항목＞

[연마 레이트 Rp (㎛/min)]

연마 레이트 Rp (㎛/min) 는, 연마 대상인 소판을 연마했을 때에 소판의 두께가 단위 시간당으로 변화한 변화량을 나타내고 있고, 하기 식 (A) 을 사용하여 산출된다. 식 (A) 에 있어서, Δm (g) 은, 연마 전후에서 소판의 질량이 변화한 양이고, 하기 식 (B) 에 나타내는 바와 같이 연마 전의 소판의 질량 m1 (g) 에서 연마 후의 소판의 질량 m2 (g) 를 뺀 차분값이다. ρ 는 소판의 밀도 (g/㎤) 이다. S 는 소판에 있어서 연마되는 면의 면적 (㎠) 이다. t 는 연마 시간 (min) 이다.

Rp = Δm/(ρ × S) × 1000/t … (A)

Δm = m1 － m2 … (B)

연마 레이트 Rp (㎛/min) 의 측정에서는, 연마 대상인 소판으로서 정방형상 (한 변이 50 ㎜) 이고, 알루미노규산 유리로 이루어지는 유리판 (상품명 AN100 (아사히 유리 (주) 사 제조), 두께 1 ㎜) 를 사용하였다. 연마시에는, 호프만형 양면 연마기 (장치명 4BT (하마이 산업사 제조)) 를 사용하였다. 여기에서는, 연마 압력이 9.8 ㎪ 이고, 선 기어 회전수가 60 rpm 인 연마 조건으로, 발포 폴리우레탄제의 연마 패드를 사용하여 30 분간 연마를 실시하였다. 이 연마를 합계로 3 회 실시하고, 각 회에 있어서 연마 레이트 Rp (㎛/min) 를 구하였다. 그리고, 연마 후의 소판을 자연 건조시켜 건조한 후, 그 소판의 표면에 살수하면서, PVA 제의 브러시를 사용하여 소판의 표면을 10 초간 스크럽하였다.

표 1 에서는, 각 예의 연마 레이트 Rp (㎛/min) 를, 예 1 에 있어서 1 회째의 연마 후에 구한 연마 레이트 Rp 로 나눈 값 (연마 레이트비) 에 관하여 나타내고 있다.

[이물량 Nf (개)]

이물량 Nf (개) 는, 소판의 표면에 이물로서 부착된 입자 (파티클) 의 수를 나타낸다. 여기에서는, 상기와 같이 연마와 스크럽을 실시한 후에 소판의 표면에 이물로서 부착된 입자의 수를 측정하였다. 구체적으로는, 레이저 산란 결상 방식의 측정 장치 (상품명 HS830E (토레 엔지니어링 (주) 사 제조)) 를 사용하여 입자에 레이저 광을 조사하고, 산란된 광의 강도에 기초하여, 입자의 사이즈 (슬라이스 레벨) 를 분류함으로써, 각 사이즈의 입자 (파티클) 의 수를 이물량 Nf (개) 로서 측정하였다.

표 1 에서는, 각 예의 이물량 Nf (개) 를, 예 1 에 있어서 산출된 이물량 Nf (개) 로 나눈 값 (이물량비) 에 관하여 나타내고 있다.

＜예 1＞

예 1 에서는, 먼저, 이온 교환수 30 ℓ 에 산화세륨 입자 (평균 입경 1.0 ㎛) 600 g 을 첨가함으로써 연마 슬러리 (S1) 를 조제하였다.

다음으로, 그 조제한 연마 슬러리 (S1) 를 순환시키면서 소판의 표면에 공급하고, 그 소판의 표면을 연마하였다. 이로써, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 를 조제하였다. 여기에서는, 소판으로서, 원반상 (직경 500 ㎜) 이고, 알루미노규산 유리로 이루어지는 유리판 (상품명 AN100 (아사히 유리 (주) 사 제조), 두께 1 ㎜) 을 사용하였다. 또, 연마는 연마 압력이 0.15 ㎫ 이고, 자전 회전수가 46 ㎐ 이고, 연마 시간이 24 시간인 연마 조건으로 실시하였다.

그리고, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 에 대하여, 형광 X 선 원소 분석법 (XRF) 으로 원소 분석을 실시하였다. 또, 연마 레이트 Rp (㎛/min) 와 이물량 Nf (개) 를 측정하였다. 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 를 사용하여 연마를 3 회 실시하고, 각 회의 연마에 있어서의 연마 레이트 Rp 를 구하였다. 그리고, 상기와 같이 3 회의 연마 후에 있어서의 이물량 Nf (개) 를 구하였다.

여기에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 의 조제에 대해 2 회 테스트를 실시하였다. 그리고, 그 1 회째의 테스트와 2 회째의 테스트의 각각에 있어서, 원소 분석, 연마 레이트 Rp (㎛/min) 의 측정 및 이물량 Nf (개) 의 측정을 실시하였다.

＜예 2＞

예 2 에서는, 예 1 과 상이하게, 표 1 에 나타내는 재생 조건으로, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 에 대해 재생 처리를 실시하였다. 요컨대, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 로부터, 연마 부스러기를 제거하는 재생 처리를 실시함으로써 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 를 얻었다. 여기에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 예 1 에서 실시한 1 회째의 테스트와 2 회째의 테스트의 각각에 있어서 재생 처리를 실시하였다.

재생 처리에서는, 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 에 산을 첨가함으로써 연마 부스러기의 성분을 분산 매체에 용해시켰다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 1 회째의 테스트에서는, 산으로서 황산을 사용하여 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 의 pH 를 2 로 조정하였다. 또, 2 회째의 테스트에서는, 산으로서 염산을 사용하여 연마 부스러기가 들어간 연마 슬러리 (S2) 의 pH 를 2 로 조정하였다.

그리고, 재생 처리에서는, 중공사막 필터를 사용하여, 연마 부스러기의 성분을 함유하는 분산 매체와 지립의 각각으로 분리시켰다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 1 회째의 테스트에서는, 중공사막 필터로서 한외 여과막 (UF막) 모듈 (상품명 ACP-1050D, (아사히 화성 케미컬즈사 제조)) 를 사용하였다. 또, 2 회째의 테스트에서는, 중공사막 필터로서 1 회째의 테스트와 상이한 한외 여과막 (UF 막) 모듈 (상품명 ACP-0053D (아사히 화성 케미컬즈사 제조)) 을 사용하였다.

그 후, 재생 처리에서는, 상기와 같이 분리시킨 지립에 물을 분산 매체로서 첨가함으로써 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 를 얻었다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 1 회째의 테스트에서는, 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 는 물희석시킨 후에, 알칼리성의 약액 (탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 수산화나트륨 등의 수용액) 을 사용하여 중화 처리를 실시한 후의 pH 가 6.8 이었다. 또, 2 회째의 테스트에서는, 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 는, 1 회째의 테스트의 경우와 마찬가지로, 물희석시킨 후에 알칼리성의 약액을 사용하여 중화 처리를 실시한 후의 pH 가 6.5 였다.

그리고, 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 에 대하여, 형광 X 선 원소 분석법 (XRF) 으로 원소 분석을 실시하였다. 이와 함께, 연마 레이트 Rp (㎛/min) 와 이물량 Nf (개) 를 측정하였다. 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 를 사용하여 연마를 3 회 실시하고, 각 회의 연마에 있어서의 연마 레이트 Rp 를 구하였다. 그리고, 상기 서술한 바와 같이, 3 회의 연마 후에 있어서의 이물량 Nf (개) 를 구하였다.

표 1 에 나타내는 원소 분석의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 예 2 는, 산화알루미늄의 농도 C1 및 알칼리 토금속 산화물의 농도 C2 가 예 1 보다 낮다. 또, 연마 레이트비의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 예 2 는, 연마 레이트가 예 1 보다 높다. 또한, 이물량비의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 예 2 는, 이물량이 예 1 보다 적다.

이와 같이, 예 2 에 있어서, 재생 후의 연마 슬러리 (S3) 는, 예 1 보다 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물의 양자의 응집물이 적고, 연마 레이트의 저하가 작다. 그리고, 예 2 에서는, 연마 슬러리에 혼입된 소판 성분의 응집 입자가 소판의 면에 잘 부착되지 않는다. 그 결과, 예 2 에서는, 기판의 제조 효율의 향상 및 수율의 향상 등을 충분히 실현될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해 설명했지만, 이들은 모두 예로서 나타낸 것이다. 본 발명은 여러 가지 형태로 실시 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다.

Claims (18)

1. 소판의 표면을 연마함으로써 상기 소판의 성분이 혼입된 연마 슬러리를 재생하는 재생 공정을 구비하고,
   상기 소판의 조성은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 적어도 함유하고,
   상기 재생 공정에서는, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물이 연마에 의해 상기 소판으로부터 혼입된 상기 연마 슬러리에 산을 첨가한 후에, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물을 상기 연마 슬러리로부터 제거함으로써 상기 연마 슬러리를 재생하는, 연마 슬러리의 재생 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 재생 공정에서는, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물이 연마에 의해 상기 소판으로부터 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가함으로써 당해 연마 슬러리의 pH 를 1 ∼ 6 의 범위로 하는, 연마 슬러리의 재생 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 소판은, 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율이 1 wt％ 이상이고, 또한, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 15 wt％ 이상인, 연마 슬러리의 재생 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 소판은, 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율이 1 wt％ 이상이고, 또한, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 15 wt％ 이상인, 연마 슬러리의 재생 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소판이 유리인, 연마 슬러리의 재생 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 연마 슬러리의 재생 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 연마 슬러리의 재생 방법.
8. 연마 슬러리를 사용하여 소판의 표면을 연마하는 연마 공정과,
   상기 연마 공정에 있어서 연마에 의해 상기 소판의 성분이 혼입된 상기 연마 슬러리를 재생하는 재생 공정을 구비하고,
   상기 소판의 조성은, 산화알루미늄과 알칼리 토금속 산화물을 적어도 함유하고,
   상기 재생 공정에서는, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물이 연마에 의해 상기 소판으로부터 혼입된 상기 연마 슬러리에 산을 첨가한 후에, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물을 상기 연마 슬러리로부터 제거함으로써 상기 연마 슬러리를 재생하고,
   상기 연마 공정에서는, 상기 재생 공정에 있어서 재생된 연마 슬러리를 상기 소판의 표면에 공급함으로써 상기 소판의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 재생 공정에서는, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물이 연마에 의해 상기 소판으로부터 혼입된 연마 슬러리에 산을 첨가함으로써 당해 연마 슬러리의 pH 를 1 ∼ 6 의 범위로 하는, 기판의 제조 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 소판은, 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율이 1 wt％ 이상이고, 또한, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 15 wt％ 이상인, 기판의 제조 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 소판은, 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율이 1 wt％ 이상이고, 또한, 상기 산화알루미늄과 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 15 wt％ 이상인, 기판의 제조 방법.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 공정에 있어서, 상기 연마 슬러리는, 당해 연마 슬러리에 상기 소판으로부터 혼입된 상기 산화알루미늄 및 상기 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율의 합계가 0.01 wt％ 이상, 0.06 wt％ 미만인, 기판의 제조 방법.
13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소판이 유리인, 기판의 제조 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 소판이 유리인, 기판의 제조 방법.
15. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 기판의 제조 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 기판의 제조 방법.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 기판의 제조 방법.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 산은, 황산과 염산의 적어도 일방인, 기판의 제조 방법.