KR102045256B1 - 연마지립, 그 제조 방법, 그것을 포함하는 연마 슬러리 및 그것을 이용하는 연마 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연마지립은 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자로 이루어지는 연마지립이다. 그리고 상기 첨가제는 피콜린산 또는 글루탐산인 것이 바람직하다. 상기 무기 연마입자는 산화세륨 입자인 것이 바람직하다. 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립은, 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조 방법으로 제조된 연마지립이다.

Description

연마지립, 그 제조 방법, 그것을 포함하는 연마 슬러리 및 그것을 이용하는 연마 방법

본 발명은 연마지립, 상기 연마지립의 제조 방법, 상기 연마지립을 포함하는 연마 슬러리, 상기 연마 슬러리를 이용하는 연마 방법에 관한 것이다.

화학적으로 연마 대상물 표면을 녹이거나 변질시키는 등 하여, 지립에 의한 기계적인 연마를 돕고, 연마의 속도 및 연마의 질을 향상시키는 기술로서 CMP(Chemical Mechanical Planarization) 기술이 알려져 있다. CMP 기술은 반도체 제조공정에서의 평탄화 프로세스, 파워 디바이스 제조공정에서의 평탄화 프로세스, SAW(표면탄성파) 디바이스·BAW(벌크 탄성파) 디바이스 등의 음향 디바이스 제조공정에서의 평탄화 프로세스, 위치 센서·각도 센서·가속도 센서·자기 센서 등의 센서 제조공정에서의 평탄화 프로세스, 발광 다이오드(LED)나 레이저 다이오드(LD) 등의 광 디바이스 제조공정에서의 평탄화 프로세스의 연마에서 다용되고 있다.

상술한 CMP 기술은 연마 흠집의 발생을 억제하면서 생산 스피드를 향상시키는 것이 어려워, 기판 가공이 생산 비용 상승의 한 원인이 되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 산화규소로 이루어지는 면과 금속으로 이루어지는 면을 포함하는 피(被)연마면을 연마하는 연마제가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 연마 속도를 억제하면서 연마할 수 있고, 연마 흠집을 내지 않고 평탄화된 피연마면을 얻을 수 있다.

US 2013029489(A1)

그러나 최근, 디바이스의 고성능화가 진행되고, 더욱이 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 더 향상시키는 것이 요구되고 있다. 또한, 특허문헌 1에는 고순도 세륨염을 소성(燒成)한 후에 분쇄에 의해 산화세륨 입자를 형성할 때에 사용하는 분산제, 및 상기 분산제를 투입하는 조건에 대해 전혀 기재되어 있지 않다.

본 발명은 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조방법으로 제조된 상기 연마지립을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 연마지립을 포함하는 연마 슬러리를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 연마 슬러리를 이용하여 피연마물을 연마하는 피연마물의 연마방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 연마지립의 제조방법으로서, 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은, 도 1(a)는 본 발명의 연마 슬러리의 피연마물인 테스트용 STI 패턴 기판의 모식평면도이고, 도 1(b)는 테스트용 STI 패턴 기판의 일부를 확대한 모식평면 확대도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 테스트용 STI 패턴 기판의 확대 단면도이다.

이하 본 발명을 그 바람직한 실시형태에 기초하여 설명한다. 본 발명은 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자로 이루어지는 연마지립에 관한 것이다. 구체적으로, 본 실시형태에서는 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자를 포함하는 연마 슬러리에 관한 것이다. 구체적으로, 본 실시형태에서는 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립을 포함하는 연마 슬러리에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 연마지립과 첨가제와 물을 포함하는 연마 슬러리이며, 상기 연마지립은 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자로 이루어지며, 상기 첨가제는 상기 연마 슬러리에서 양의 전하를 발생시키는 것인 연마 슬러리에 관한 것이다.

본 발명에서 무기 연마입자의 일례인 산화세륨 입자(CeO₂)는 연마지립으로서의 역할을 맡고 있다. 산화세륨 입자로는, 예를 들면 순도 99질량% 이상의 고순도의 탄산세륨염 혹은 질산세륨염을 출발원료로 하여 소성 후에 분쇄하여 얻어지는 입자이어도 된다. 혹은, 수중(水中)에서 수산화세륨의 슬러리를 형성하고, 이를 오토클레이브에 넣고 100℃ 이상의 온도로 자생압력하에서 수열처리함으로써 소성하지 않고 얻어지는 콜로이달세리아이어도 된다. 이들 중 본 실시형태의 연마지립에 사용되는 산화세륨 입자로는, 고순도의 질산세륨을 출발원료로 하여 소성 후에 분쇄하여 얻어지는 입자가 특히 바람직하게 사용된다. 소성과정에서 질산세륨염을 사용하는 편이 산화세륨의 표면에 산염기 사이트(화학흡착 사이트) 등을 많이 발현시켜 피콜린산 또는 글루탐산의 피복량을 촉진하고 있는 것으로 추정된다.

산화세륨 입자는, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 관점과 연마 슬러리 중에서의 분산 안정성의 관점에서, 그 평균 입경(D₅₀)이 5㎚ 이상 1000㎚ 이하인 것이 바람직하고, 8㎚ 이상 150㎚ 이하인 것이 더 바람직하며, 10㎚ 이상 100㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 한편, 평균 입경이란, 레이저 회절 산란식 입도(粒度) 분포 측정법에 의한 누적 체적(體積) 50용량%에서의 체적 누적 입경 D₅₀이다.

또한, 산화세륨 입자는 취급성이 뛰어나고, 원하는 특성을 효과적으로 발현할 수 있는 관점에서 입자경 분포가 좁은 것이 바람직하고, 특히 누적 체적 90용량%에서의 체적 누적 입경 D₉₀과 체적 누적 입경 D₅₀의 비(D₉₀/D₅₀)는 1.0 이상 5.0 이하로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.0 이상 3.0 이하이다.

본 발명의 연마지립인 무기 연마입자로는 산화세륨 입자(CeO₂)와, 산화세륨 입자 이외에 실리카 입자, 알루미나 입자, 티타니아 입자, 혹은 지르코니아 입자 등을 들 수 있고, 피연마물인 산화물에 대한 높은 연마 레이트를 얻는 관점에서 산화세륨 입자(CeO₂)가 바람직하게 사용된다.

본 발명의 연마지립인 무기 연마입자는 첨가제로 표면이 피복되어 있다. 무기 연마입자의 표면에 피복되는 첨가제는, 연마 슬러리에서 무기 연마입자에 양의 전하를 발생시키는 것이다. 이와 같은 무기 연마입자에 양의 전하를 발생시키는 첨가제로는 양이온성 계면활성제, 양성(兩性) 계면활성제, 아민염, 아미노산 등을 들 수 있고, 연마 슬러리를 사용하는 예를 들면 pH5~6의 영역에서, 무기 연마입자의 표면에 피복하여 상기 무기 연마입자에 양의 전하를 갖게 하기 쉽고, 입자에 대한 분산성의 향상, Na K 프리, 연마 레이트를 저하시키기 어렵고, 발포성 향상의 관점에서, 피콜린산 또는 글루탐산이 바람직하게 사용된다. 본 실시형태에서는 연마지립인 산화세륨 입자는 피콜린산 또는 글루탐산으로 상기 산화세륨 입자의 표면이 피복되어 있다.

산화세륨 입자의 표면에 피복되는 피콜린산으로는 피콜린산, 6-메틸피콜린산, 6-에틸피콜린산, 3-시클로프로필피콜린산, 4-시클로프로필피콜린산, 6-시클로프로필피콜린산, 5-부틸피콜린산, 6-시클로부틸피콜린산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 산화세륨 입자의 표면을 피복하기 쉬운 관점에서 피콜린산이 특히 바람직하다. 이들은 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

피콜린산은, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 관점에서, 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량이, 피콜린산으로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.07질량% 이상 7질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.35질량% 이상 5.6질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 0.7질량% 이상 2.1질량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 피콜린산의 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량의 측정 방법으로는 중화 적정법 등의 방법을 들 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 연마지립인 산화세륨 입자는, 그 표면에 대한 피콜린산의 피복량이 많기 때문에, 자기분산성이 발현되고, 연마 시의 강한 물리력에도 아랑곳하지 않고 산화세륨 입자 표면으로부터 피콜린산이 이탈하기 어려워, 안정된 연마를 기대할 수 있다. 이와 같이 분산이 좋아 지립이나 연마 찌꺼기의 응집도 억제되므로 스크래치 등의 연마 흠집이 현저하게 감소하고, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시킨다는 상기 효과가 발휘된다.

산화세륨 입자의 표면에 피복되는 글루탐산으로는 글루탐산, N-아세틸글루탐산, N-메틸-L-글루탐산, 디카르복시메틸글루탐산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 산화세륨 입자의 표면을 피복하기 쉬운 관점에서 글루탐산이 특히 바람직하다. 이들은 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

글루탐산은, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 관점에서, 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량이, 글루탐산으로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.07질량% 이상 7질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.35질량% 이상 5.6질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 0.7질량% 이상 2.1질량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 글루탐산의 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량의 측정 방법으로는 중화 적정법을 들 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 연마지립인 산화세륨 입자는 그 표면에 대한 글루탐산의 피복량이 피콜린산의 피복량과 마찬가지로 많기 때문에, 지립의 자기분산성이 뛰어나고, 또한 연마 중에 발생하는 연마 찌꺼기가 관여한 응집물의 생성도 억제되므로, 연마 찌꺼가가 계외(系外)로 신속하게 배출된다. 그 때문에, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시킨다는 상기 효과가 발휘된다.

한편, 본 발명에서는, 피콜린산과 글루탐산을 병용하여도 지장이 없다. 병용하는 경우, 이들 물질의 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량은, 양자 합계로, 글루탐산으로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.07질량% 이상 7질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.35질량% 이상 5.6질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 0.7질량% 이상 2.1질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 연마지립은 pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자로 형성되어 있고, 본 실시형태의 연마지립은, pH8 또는 그 미만으로 조정한 수용액 중에서, 산화세륨 입자의 제타 전위를 측정하면 플러스가 되는 표면 상태를 가지고 있으며, pH8 초과로 조정한 수용액 중에서도 산화세륨 입자의 제타 전위를 측정하면 플러스가 되는 표면 상태를 가지고 있는 것이 바람직하다. pH8 이하의 모든 pH 영역에서 제타 전위가 플러스인 것이 본 발명의 효과를 현저하게 발휘하는 점에서 바람직한데, pH3 이상 8 이하인 영역에서 제타 전위가 플러스이면, 본 발명의 효과는 충분히 발휘된다. 구체적으로는, pH8로 조정한 수용액 중에서의 제타 전위는 플러스라면 특별히 제한은 없고 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +10㎷ 이상인 것이 바람직하고, +20㎷ 이상인 것이 더 바람직하다. pH가 8 미만인 경우, 예를 들면 pH7로 조정한 수용액 중에서의 제타 전위는 플러스라면 특별히 제한은 없고 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +20㎷ 이상인 것이 바람직하고, +30㎷ 이상인 것이 더 바람직하다. pH가 8 초과인 경우에 관해서도 제타 전위가 플러스인 것이 바람직하다. 구체적으로는, pH가 8을 초과하여 9까지의 범위에서, 제타 전위가 플러스인 것이 바람직하고, pH9로 조정한 수용액 중에서의 제타 전위는 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +0㎷ 초과인 것이 더 바람직하다. 한편, 어느 pH로 조정한 수용액에서도 실제로 도달 가능한 산화세륨 입자의 제타 전위의 상한값은 +60㎷ 정도이다. 여기서, 상기 pH 및 상기 제타 전위는 연마지립을 함유한 수용액 25℃에서의 측정값이다. 제타 전위란, 하전(荷電)한 산화세륨 입자 계면과 용액 사이의 미끄럼면인 슬립면(slip plane)에서의 전위를 말하고, 유동 전위법, 전기 영동법 등에 의해 측정된다.

본 실시형태의 연마지립의 제타 전위가 플러스인 효과는, 피연마물 표면의 제타 전위가 마이너스이면 지립인 산화세륨 입자를 정전기적으로 표면에 흡인하기 쉽고, 많은 지립(절삭니(cutting teeth))이 존재하게 되므로 기계적·화학적 연마가 촉진되는 것으로 생각된다. 반대로 피연마물 표면의 제타 전위가 플러스인 경우는 반대의 효과를 생각할 수 있는데, 그 강약을 이용하여 정밀 연마 특성을 컨트롤하는 것도 가능해진다.

본 발명의 연마지립의 제타 전위는 연마지립의 분산매로서 물을 사용함과 함께, pH 조정제로서 질산, 아세트산, 수산화칼륨, 혹은 암모니아수 등을 사용한 수용액을 조제하고, 그 수용액에서의 pH 조정제의 첨가량을 조정함으로써, pH를 조정하여 측정된다. 물은 이온 교환수를 필터 여과한 순수(純水), 또는 증류수가 바람직하게 사용된다.

제타 전위의 측정 장치로는 예를 들면, 오츠카덴시가부시끼가이샤 제품의 "ELSZ 제타 전위·입경 측정 시스템" 등의 전기영동 광산란 측정법의 원리를 이용한 장치를 이용할 수 있다.

pH의 측정장치로는 예를 들면, 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼 제품의 pH 이온미터 D51, 전극형식 9625-10D를 사용할 수 있다.

본 발명자는, (A) 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄함으로써 얻어지는 산화세륨 입자는, (B) 해당 기술분야에서 종래 이용되어 온 분산제인 폴리아크릴산 등의 음이온계 계면활성제를 증류수에 첨가하고, 음이온계 계면활성제의 존재하에 산화세륨을 습식분쇄하고, 그 후, 피콜린산 또는 글루탐산을 첨가함으로써 얻어지는 산화세륨 입자에 비해 다량의 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있는 것을 발견하였다. 이와 같이 산화세륨 입자의 표면에 다량의 피콜린산 또는 글루탐산이 피복되어 있는 것은 후술하는 실시예 1 및 실시예 7의 결과로부터 분명하다.

본 실시형태의 연마지립은 산화세륨 입자의 표면에 다량의 피콜린산 또는 글루탐산이 피복되어 있으므로, 실시예 1 및 실시예 7의 기재로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1~비교예 3의 산화세륨 입자에 비해 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시킬 수 있다.

"첨가제로 무기 연마입자의 표면이 피복되어 있다"란, 표면처리되어 있지 않은 무기 연마입자의 표면에 직접 첨가제가 존재하고 있는 것을 의미하고, 구체적으로, "피콜린산 또는 글루탐산으로 산화세륨 입자의 표면이 피복되어 있다"란, 표면처리되어 있지 않은 산화세륨 입자의 표면에 직접 피콜린산 또는 글루탐산이 존재하고 있는 것을 말한다. 따라서, 산화세륨 입자의 표면에 어떠한 표면처리를 실시한 후에, 상기 입자의 표면에 피콜린산 또는 글루탐산을 피복한 경우에는 본 발명에서 말하는 "피콜린산 또는 글루탐산으로 산화세륨 입자의 표면이 피복되어 있다"에는 해당하지 않는다. 이와 같은 표면처리의 예로는, 상술한 폴리아크릴산 등의 음이온계 계면활성제를 비롯한 각종 분산제에 의한 처리를 들 수 있다. "피콜린산 또는 글루탐산으로 산화세륨 입자의 표면이 피복되어 있다"란, 본 발명자는, 산화세륨 표면으로부터의 흡착력(Van der Waals의 힘 등의 물리결합력)에 의해 산화세륨과 피콜린산 또는 글루탐산이 끌어 당겨져 흡착되어 있거나 피콜린산 또는 글루탐산의 분자와 산화세륨 입자 표면 사이에서 전자(電子)의 이동이 생겨 상기 분자와 상기 표면 사이에 상기 물리결합력보다도 강한 화학결합(공유결합, 이온결합, 배위결합 등)력이 작용하여 흡착되어 있는 것이 아닐까 생각한다. 또한, 본 발명자는, 소성한 산화세륨을 분쇄할 때에 발생하는 파단면은 표면활성이 상당히 높으므로, 거기에 피콜린산 또는 글루탐산이 우선흡착되기 쉽다고 생각하고, 정전기적인 물리흡착보다도 전자이동이 생기는 결합력이 강한 화학흡착이 많이 발생하고 있다고 생각한다.

연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트가 향상된 요인으로, 본래라면, 산화세륨 입자의 표면이 피콜린산 또는 글루탐산으로 피복되는 원인, 피복되는 원인의 한 요인으로 생각하는 흡착이 물리적 흡착 및/또는 화학적 흡착인지 여부, 흡착 이외의 피복되는 요인, 피콜린산 또는 글루탐산이 산화세륨 입자의 표면에 피복된 상태(구조) 등을 추구하여 명확하게 하고, 그들 특성 또는 구조를 측정한 후에, 청구항에는 직접 명기할 필요가 있다.

그러나 적어도 출원 시에는 현저하게 과대한 경제적 지출 및 시간을 요하기 때문에, 상술한 특성 또는 구조를 측정한 후에, 그들 특성 또는 구조를 청구항에 규정하는 것이 기술적으로 불가능하였다.

따라서, 특허출원의 성질상, 신속성 등을 필요로 하는 것을 감안하여, 상술한 특성을 규정하는 것을 대신하여 "피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조방법"이라는, 그 물건의 제조방법을 물건의 발명의 청구항에 기재하여, 청구항에 따른 본 발명의 연마지립을 특정하고 있다.

이와 같이, 본 발명의 출원 시에는 본 발명의 연마지립을 그 구조 또는 특성에 의해 직접 특정하는 것이 불가능하다는 사정("불가능적 사정")이 존재하고 있다.

산화세륨 입자의 표면에 피콜린산 또는 글루탐산이 피복되어 있고, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시킬 수 있는 본 실시형태의 연마지립은, 상기 (A)와 같이, 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조 방법에 의해 효율적으로 제조할 수 있다. 피콜린산·글루탐산의 물리흡착에서의 표면피복에서는 연마 레이트의 대폭적인 향상이나 연마 흠집의 발생을 억제하는 것은 어렵다. 본 발명의 본질은 피콜린산이나 글루탐산을 피복(강한 표면흡착종을 형성)시키는 바가 큰 특징이다. 구체적으로는, 폴리아크릴산계의 분산제 등의 해당 기술분야에서 일반적으로 이용되는 고분자 분산제가 소량만 존재하고 있는 상황하이어도 되지만, 바람직하게는 폴리아크릴산계의 고분자 분산제가 부(不)존재하, 액매체인 물에 피콜린산 또는 글루탐산을 첨가하고, 피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서 산화세륨을, 직경이 1㎜~3㎜인 예를 들면 지르코니아제의 비즈와 함께, 비드밀에 충전하여, 첨가한 피콜린산 또는 글루탐산을 산화세륨 입자의 분산제로서 기능시키면서, 처리량에 따라 시간을 조정하면서 습식분쇄하여 제조한다. 습식분쇄의 조건은, 분쇄 후의 본 발명의 연마지립은, 상술한 바와 같이, 그 평균 입경(D₅₀)이 바람직하게는 5㎚ 이상 1000㎚ 이하, 더 바람직하게는 8㎚ 이상 150㎚ 이하, 특히 바람직하게는 10㎚ 이상 100㎚ 이하가 되고, 또한 체적누적 입경 D₉₀과 체적누적 입경 D₅₀의 비(D₉₀/D₅₀)가 1.0 이상 3.0 이하가 되는 조건으로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연마지립의 제조 방법에 사용하는 습식분쇄하기 전의 산화세륨은 그 체적누적 입경 D₅₀이 1㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 습식분쇄하기 전의 산화세륨의 입경 D₅₀은 상술한 본 실시형태의 연마지립으로서의 산화세륨 입자의 입경 D₅₀, 즉, 습식분쇄한 후의 산화세륨 입자의 입경 D₅₀과 마찬가지로 하여 측정한다.

연마지립의 제조방법에서, 본 발명의 연마지립을 효율적으로 제조하는 관점에서, 사용하는 습식분쇄하기 전의 산화세륨은, 그 투입량이, 분산매인 물에 대하여, 0.1질량% 이상 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이상 45질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 10질량% 이상 40질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 연마지립의 제조방법에서, 본 발명의 연마지립을 효율적으로 제조하는 관점에서, 사용하는 피콜린산은, 그 투입량이, 피콜린산으로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.1질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상 8질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 1질량% 이상 3질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 연마지립의 제조방법에서, 본 발명의 연마지립을 효율적으로 제조하는 관점에서, 사용하는 글루탐산은, 그 투입량이, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 관점에서, 글루탐산으로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.1질량% 이상 10% 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상 8질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 1질량% 이상 3질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 연마 슬러리는, 상술한 연마지립의 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 연마지립을 그대로의 상태로 사용하여도 되고, 상술한 연마지립의 제조방법에 의해 제조된 연마지립의 분산액을 물 등의 분산매로 희석하여 사용하여도 된다. 어느 경우이어도 연마 슬러리에 필요에 따라 후술하는 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 즉, 본 발명의 연마 슬러리는, 연마지립과 첨가제와 물을 포함하는 연마 슬러리이며, 연마지립은 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 무기 연마입자로 이루어지고, 첨가제는 연마 슬러리에서 양의 전하를 발생시키는 것이다. 구체적으로, 본 실시형태의 연마 슬러리는 산화세륨 입자와 피콜린산 또는 글루탐산과 물을 포함하는 연마 슬러리이며, 산화세륨 입자는 상기 연마 슬러리 중에서 상기 산화세륨 입자에 양의 전하를 발생시키는 피콜린산 또는 글루탐산으로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스가 되는 입자이다. 상기 pH 및 상기 제타 전위는 연마지립을 함유한 수용액 25℃에서의 측정값이다.

이와 같이 제조된 본 발명의 연마 슬러리에서, 산화세륨 입자는 그 함유량이, 연마 흠집을 억제함과 함께 연마 레이트를 향상시키는 관점과 분산 안정성의 관점에서, 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.1질량% 이상 20질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명의 연마 슬러리는 높은 연마 레이트와 연마 흠집의 관점에서 pH3 이상 pH9 이하인 것이 바람직하고, pH5 이상 pH8 이하인 것이 더 바람직하며, 가장 바람직하게는 pH6 이상 pH8 이하이다. 상기 pH는 연마 슬러리 25℃에서의 측정값이다. pH3 미만에서는 피연마물 표면인 실리콘 산화막의 등전점에 가까워져, 연마 속도의 점에서 바람직하지 않다. pH9 초과에서는 산화세륨 입자가 응집 침전하여, 제품 안정성 및 연마 흠집의 점에서 바람직하지 않다. 특히 pH6 이상 8 이하의 영역은 연마 속도의 향상도 실현할 수 있고, 또한 스크래치 등의 연마 흠집을 대폭적으로 개선할 수 있으므로 산업상의 가치가 높다.

본 실시형태의 연마 슬러리에는, 연마 슬러리 중에서 무기 연마입자에 양의 전하를 발생시키는 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 이하, 연마 슬러리에 더 첨가하는 첨가제를 "후첨가제"로 표현하고, 상술한 무기 연마입자의 표면에 피복하는 첨가제와 구별하여 기재한다. 양의 전하를 발생시키는 후첨가제를 더 첨가함으로써, 웨이퍼의 전역에 균일한 막 두께로 형성되어 있는 막, 이른바 블랭킷막(blanket film)의 연마 레이트뿐만 아니라 패턴 웨이퍼의 연마 레이트를 향상시킬 수 있다. 연마 슬러리 중에서 무기 연마입자에 양의 전하를 발생시키는 후첨가제로는, 상술한 무기 연마입자의 표면에 피복하는 첨가제와 마찬가지로 양이온성 계면활성제, 양성 계면활성제, 아민염, 아미노산 등을 들 수 있으며, 패턴을 가지는 피연마막을 연마할 때에 연마 레이트가 향상되고, 분산성에 대한 악영향이 적은 관점에서 피콜린산 또는 글루탐산이 바람직하게 사용된다.

또한, 본 실시형태의 연마 슬러리에는 비이온계 고분자 화합물을 더 첨가할 수 있다. 비이온계 고분자 화합물을 더 첨가함으로써, 패턴 웨이퍼의 연마 레이트의 균일 연마 대상물의 소재의 선택성을 부여할 수 있다. 연마 슬러리에 나중에 첨가하는 비이온계 고분자 화합물로는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐폴리피롤리돈(PVPP), 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC) 등을 들 수 있고, 패턴 의존성이 작고, 비이온이므로 분산에 영향을 주기 어려운 관점에서 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 바람직하게 사용된다.

또한, 본 실시형태의 연마 슬러리에는 상기 후첨가제를 첨가함과 함께 비이온계 고분자 화합물을 더 첨가할 수 있다. 후첨가제를 첨가함과 함께 비이온계 고분자 화합물을 더 첨가함으로써, 연마 대상물의 소재의 선택성을 부여할 수 있다.

본 실시형태의 연마 슬러리 중에 존재하고 있는 유리(遊離) 상태의 첨가제의 농도는 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.01질량% 이상 1질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상 0.5질량% 이하인 것이 더 바람직하다. 후술하는 실시예 1 및 실시예 7의 결과로부터, 산화세륨 입자의 표면에 피복되어 있는 피콜린산 또는 글루탐산에 비해, 실시예 1 및 실시예 7의 액 중(상층액 중)에 유리되어 있는 유리 상태의 피콜린산 또는 글루탐산은 적고, 게다가 본 실시형태의 연마 슬러리는 상술한 연마지립의 제조방법에 의해 제조된 연마지립의 분산액을 물 등의 분산매로 더 희석하여 사용한다. 그 때문에, "유리 상태의 첨가제"란, 연마지립의 제조 시에 잔류하는 유리 상태의 피콜린산 또는 글루탐산 등의 첨가제의 양이 연마 슬러리 전체질량 기준에서는 극히 적어지기 때문에, 실질적으로는 본 실시형태의 연마 슬러리에 나중에 더 첨가하는 후첨가제의 양을 의미하게 된다.

본 실시형태의 연마 슬러리 중에 존재하고 있는 비이온계 고분자 화합물의 농도는 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.01질량% 이상 1질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상 0.5질량% 이하인 것이 더 바람직하다.

본 발명의 연마 슬러리에는 물, 무기 연마입자에 양의 전하를 발생시키는 첨가제, 및 비이온계 고분자 화합물 이외에, 연마력을 저하시키지 않는 한, 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 양의 전하를 발생시키는 첨가제 이외의 다른 첨가제로는 점도 조정제, 킬레이트제, 소포제, 계면활성제, 방청제 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 연마 슬러리는 pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위를 측정하면 플러스가 되어 있고, pH8 초과에서도 산화세륨 입자의 제타 전위를 측정하면 플러스가 되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 연마 슬러리는 pH8 이하의 모든 pH 영역에서 제타 전위가 플러스인 것이 본 발명의 효과를 현저하게 발휘하는 점에서 바람직한데, pH3 이상 8 이하의 영역에서 제타 전위가 플러스이면, 본 발명의 효과는 충분히 발휘된다. 구체적으로는, pH8에서의 제타 전위는 플러스이면 특별히 제한은 없고 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +10㎷ 이상인 것이 바람직하고, +20㎷ 이상인 것이 더 바람직하다. pH가 8 미만인 경우, 예를 들면 pH7에서의 제타 전위는 플러스이면 특별히 제한은 없고 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +20㎷ 이상인 것이 바람직하고, +30㎷ 이상인 것이 더 바람직하다. pH가 8 초과인 경우에 관해서도 제타 전위가 플러스인 것이 바람직하다. 구체적으로는, pH가 8을 초과하여 9까지의 범위에서, 제타 전위가 플러스인 것이 바람직하고, pH9에서의 제타 전위는 높으면 높을수록 바람직한데, 구체적으로는 +0㎷ 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 어느 pH로 조정한 수용액에서도 실제로 도달 가능한 산화세륨 입자의 제타 전위의 상한값은 +60㎷ 정도이다. 여기서, 상기 pH 및 상기 제타 전위는 연마 개시 전의 연마 슬러리 25℃에서의 측정값이다. 연마 슬러리의 pH는, 상술한 본 발명의 연마지립을 포함하는 상기 수용액의 pH와 마찬가지로, pH 조정제로서 질산, 아세트산, 수산화칼륨, 혹은 암모니아수 등을 사용하여 pH 조정제의 첨가량을 조정함으로써 조정할 수 있다.

본 실시형태의 연마 슬러리에서의 산화세륨 입자의 제타 전위가 플러스인 효과는, 피연마물 표면의 제타 전위가 마이너스이면 지립인 산화세륨 입자를 정전기적으로 표면에 흡인하기 쉽고, 많은 지립(절삭니)이 존재하게 되므로 기계적·화학적 연마가 촉진되는 것으로 생각된다. 이와 같은 관점에서, 본 실시형태의 연마 슬러리는, 연마 슬러리를 사용하는 pH3 이상에서 제타 전위가 마이너스인 피연마물의 연마에 사용되는 것이 바람직하고, pH5 이상에서 제타 전위가 마이너스인 피연마물의 연마에 사용되는 것이 더 바람직하다. 반대로 피연마물 표면의 제타 전위가 플러스인 경우는 반대의 효과가 생각되는데, 그 강약을 이용하여 정밀 연마 특성을 컨트롤하는 것도 가능해진다.

연마 속도의 향상이라는 점에서는 피연마물의 종류에 따라서도 다르지만, 본 실시형태의 연마 슬러리의 pH가 6 이상 8 이하의 범위가 바람직하다. 산화세륨 입자의 제타 전위의 점에서는 베스트(가장 높음)한 영역은 아니지만, 연마 패드와의 관계도 있어서 본 실시형태의 연마 슬러리의 pH가 6 이상 8 이하의 영역에서의 연마 속도는 연마 슬러리의 pH4.5~6의 범위에 비해 향상되고, 연마 슬러리의 pH3~4.5의 범위에 비해 크게 향상된다. 한편, 연마 슬러리의 pH가 4.5 이하인 영역에서는 산화세륨 입자의 대전량을 높게 유지할 수 있는 이점이 있지만, 피연마물이 예를 들면 실리콘산화막인 경우에는 상기 실리콘산화막의 제타 전위가 제로에 가까워지기 때문에 연마 속도가 내려가므로, 연마 흠집 억제의 효과는 pH가 4.5 초과인 경우인 편이 유리해진다. 그러나 본 실시형태의 연마 슬러리는 pH3~4.5의 범위에서도 연마 흠집 발생의 억제와 연마 레이트 향상의 양립을 더 달성할 수 있고, 연마 슬러리의 pH 4.5~6의 범위에서는 연마 흠집 발생의 억제와 연마 레이트 향상의 양립을 더 달성할 수 있으며, 연마 슬러리의 pH6~8의 범위에서는 연마 흠집 발생의 억제와 연마 레이트 향상의 양립을 특히 달성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 연마 슬러리를 사용하여 피연마물을 연마하는 피연마물의 연마 방법을 제공한다. 연마하는 피연마물로는 반도체 제조 공정(STI)에서의 SiO₂ 등의 산화막, 반도체 제조공정(ILD)에서의 SiO₂ 등의 산화막, 파워 디바이스 제조공정에서의 SiO₂ 등의 산화막, SAW(표면탄성파) 디바이스·BAW(벌크 탄성파) 디바이스 제조공정에서의 SiO₂ 등의 산화막, 위치 센서·각도 센서·가속도 센서·자기 센서 등의 센서 제조공정에서의 SiO₂ 등의 산화막, 발광 다이오드(LED)나 레이저 다이오드(LD) 등의 광 디바이스 제조공정에서의 SiO₂ 등의 산화막을 들 수 있다.

상기 연마 슬러리를 사용하여 피연마물을 연마하는 방법으로는 예를 들면, 공지의 연마 장치를 사용하고, 상기 연마 장치의 연마 패드에 상기 연마 슬러리를 공급하면서, 피연마물의 피연마면과 연마 패드를 접촉시키고, 양자 사이의 상대운동에 의해 연마를 실시하는 연마 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 편면(片面) 연마 장치에 마련된 템플릿으로 피연마물을 유지하고, 상기 장치에 마련된 정반 상에 부착된 연마 패드에 본 발명의 연마 슬러리를 적하(滴下)하면서 함께 상대운동시킴으로써 피연마물의 표면을 연마할 수 있다. 혹은, 양면 연마 장치에 마련된 캐리어로 피연마물을 유지하고, 상기 장치에 마련된 상부 정반에 부착된 연마 패드와 하부 정반에 부착된 연마 패드 사이에 본 발명의 연마 슬러리를 삽입하면서 함께 상대운동시킴으로써 피연마물의 표면을 연마할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 특별히 언급하지 않는 한, "%"는 "질량%"를 의미한다.

〔실시예 1〕

증류수에 피콜린산을 첨가하고, 피콜린산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 실시예 1의 연마 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 직경 1㎜의 가부시키가이샤 닛카토 제품의 것이었다. 얻어진 실시예 1의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 110㎚이며, 산화세륨 입자의 함유량이 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.6질량%이었다. 또한, 피콜린산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이었다. 실시예 1의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 4.0kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 하기 방법에 의해 평가하였다.

〔실시예 2~실시예 6〕

연마 슬러리의 pH값을, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 바와 같이 조정하는 것 이외에는 실시예 1의 연마 슬러리와 동일하게 하여, 실시예 2~실시예 6의 연마 슬러리를 얻었다.

〔실시예 7〕

증류수에 글루탐산을 첨가하고, 글루탐산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 실시예 7의 연마 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 실시예 1의 비즈와 동일한 것이었다. 얻어진 실시예 7의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 110㎚이며, 산화세륨 입자의 함유량이 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.6질량%이었다. 또한, 글루탐산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이었다. 실시예 7의 연마 슬러리의 전체량은 4.0kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 하기 방법에 의해 평가하였다.

〔실시예 8~실시예 12〕

연마 슬러리의 pH값을, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 바와 같이 조정하는 것 이외에는 실시예 7의 연마 슬러리와 동일하게 하여, 실시예 8~실시예 12의 연마 슬러리를 얻었다.

〔비교예 1〕

증류수에, 피콜린산 또는 글루탐산 대신에 무기입자의 분산제로서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴산을 첨가하고, 폴리아크릴산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 소성하여 이루어지는 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여, 비교예 1의 연마 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 실시예 1의 비즈와 동일한 것이었다. 얻어진 비교예 1의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 110㎚이며, 산화세륨 입자의 함유량이 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.6질량%이었다. 또한, 폴리아크릴산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이었다. 비교예 1의 연마 슬러리의 전체량은 4.0kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 하기 방법에 의해 평가하였다.

〔비교예 2〕

증류수에 무기입자의 분산제로서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴산을 첨가하고, 폴리아크릴산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 소성하여 이루어지는 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하였다. 사용한 비즈는 실시예 1의 비즈와 동일한 것이었다. 그 후, 피콜린산을 첨가하여 비교예 2의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 비교예 2의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 110㎚이며, 산화세륨 입자의 함유량이 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.6질량%이었다. 또한, 폴리아크릴산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이며, 피콜린산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이었다. 비교예 2의 연마 슬러리의 전체량은 4.0kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 하기 방법에 의해 평가하였다.

〔비교예 3〕

증류수에 무기입자의 분산제로서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴산을 첨가하고, 폴리아크릴산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 소성하여 이루어지는 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하였다. 사용한 비즈는 실시예 1의 비즈와 동일한 것이었다. 그 후, 글루탐산을 첨가하여 비교예 3의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 비교예 3의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 110㎚이며, 산화세륨 입자의 함유량이 연마 슬러리를 기준으로 하여 0.6질량%이었다. 또한, 폴리아크릴산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이며, 글루탐산의 투입량이 산화세륨 입자의 질량에 대하여 1.25질량%이었다. 비교예 3의 연마 슬러리의 전체량은 4.0kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 1에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 하기 방법에 의해 평가하였다.

〔평가〕

실시예 1~실시예 12의 연마 슬러리 및 비교예 1~비교예 3의 연마 슬러리에서, 산화세륨 입자의 제타 전위를 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 또한, 실시예 1 및 실시예 7의 연마 슬러리에서, 산화세륨 입자의 표면에 대한 피콜린산 또는 글루탐산의 적하량을 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 또한, 실시예 1~실시예 12의 연마 슬러리 및 비교예 1~비교예 3의 연마 슬러리에서, 연마 레이트 및 연마 흠집을 각각 하기 방법에 의해 평가하였다. 그들 결과를 하기 표 1에 나타냈다.

<제타 전위>

연마 개시 전의 각 연마 슬러리 25℃에서의 산화세륨 입자의 제타 전위를 측정하였다. 제타 전위는 오츠카덴시가부시끼가이샤 제품의 "ELSZ 제타 전위·입경 측정 시스템"의 전기영동 광산란 측정법의 원리를 이용하였다.

<pH>

연마 개시 전의 각 연마 슬러리의 25℃에서의 pH를 측정하였다. pH는 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼 제품의 pH 이온미터 D51, 전극형식 9625-10D를 이용하였다.

<산화세륨 입자 표면에 대한 피콜린산 또는 글루탐산의 적하량(중화 적정법)>

실시예 1 및 실시예 7의 연마 슬러리를 2주간, 실온 20℃, 습도 50% RH의 환경하에서 정치(靜置)하고 산화세륨을 침강시켰다. 그 후, 각 연마 슬러리의 상등액을 100g 채취하였다. 그리고 채취한 각 상등액을 원심분리기 〔AS ONE사 제품의 CN-2060(품번)〕으로 3500rpm으로 20분간 회전시켜 원심분리하였다. 원심분리된 액에서 상등액을 95g 채취하여, 각 측정 샘플을 얻었다. 각 샘플에 0.1질량%의 수산화칼륨 수용액을 적하하고, pH7이 될 때까지의 수산화칼륨 수용액의 적하량을 측정하고 프리(흡착되지 않고 액 중에 잔존하는 양)의 피콜린산 또는 글루탐산 양을 구하였다. 이와는 달리, 실시예 1에서 첨가한 피콜린산과 동일한 첨가량의 피콜린산만으로 이루어지는 수용액을 비교 참고예 1의 수용액으로서 제작하고, 0.1질량%의 수산화칼륨 수용액을 적하하여, pH7이 될 때까지의 수산화칼륨 수용액의 적하량을 측정하였다(표 2 참조). 마찬가지로, 실시예 7에서 첨가한 글루탐산과 동일한 첨가량의 글루탐산만으로 이루어지는 수용액을 비교 참고예 2의 수용액으로서 제작하고, 0.1질량%의 수산화칼륨 수용액을 적하하여, pH7이 될 때까지의 수산화칼륨 수용액의 적하량을 측정하였다(표 2 참조).

<연마 레이트>

각 연마 슬러리를 사용하여, 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서 표면에 SiO₂막이 형성된 실리콘 기판인 6인치 열산화막을 준비하였다. 연마기에는 편면 연마 장치인 오카모토 코사쿠 키카이 세이사쿠쇼 제품의 SPP600S GRIND-X(상품명)를 이용하고, 연마 패드에는 니타 하스사 제품의 IC-1400을 이용하였다. 연마 조건은, 가공 압력: 3PSI(214gf/㎠), 연마 헤드의 회전 수: 83rpm, 플래튼 회전 수: 89rpm, 연마 슬러리 공급 속도: 200㎖/min, 연마 시간: 1min이었다. 다음으로, 광 간섭식 막 두께 측정 장치 〔NANO metrics 제품의 Nanospec 6100〕을 이용하여, 연마 전후에서의 피연마물의 두께의 감소량으로부터 1분당 연마 레이트(연마 속도)를 구하였다.

<연마 흠집>

상기 연마 레이트 측정 후의 피연마물의 표면을 브루커 에이엑스에스 가부시키가이샤 제품의 AFM(원자간력 현미경) "Dimension Icon AFM"을 사용하여, 1시야(10㎛×10㎛)를 3군데 관찰하여 스크래치의 유무를 확인하고, 이하의 평가 기준으로 평가하였다.

S: 3군데 관찰했을 때에 최대 굵기가 0.1㎛ 이상인 스크래치(큰 스크래치)의 수가 0개이고, 최대 굵기가 0.01㎛ 이상 0.1㎛ 미만인 스크래치(중간 스크래치)의 수가 0개이다.

A: 3군데 관찰했을 때에 큰 스크래치의 수가 0개이고, 중간 스크래치의 수가 1개이다.

B: 3군데 관찰했을 때에 큰 스크래치의 수가 1개이고, 중간 스크래치의 수가 1개이다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~실시예 12의 연마 슬러리는 pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 플러스인 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 1~3의 연마 슬러리는 pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 마이너스이었다.

또한, 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 비교 참고예 1의 피콜린산만으로 이루어지는 수용액(피콜린산의 존재율이 100%)은, pH7이 될 때까지의 수산화칼륨 수용액의 적하량이 3.6g이었다. 그에 반해, 실시예 1의 상등액은 적하량이 1.1g이었다. 이로부터, 실시예 1의 상등액은 피콜린산의 존재율이 31%((100/3.6)×1.1)로 내려가 있고, 나머지 피콜린산(69%)은 산화세륨 입자의 표면에 흡착되어 있다고 추측할 수 있다. 이상의 결과로부터, 실시예 1의 연마 슬러리에 관해, 피콜린산의 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량은, 피콜린산의 투입량: 1.25질량%의 69%이기 때문에 0.86질량%로 산출할 수 있다. 한편, 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 2의 연마 슬러리는, pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 마이너스이고, 피콜린산은 산화세륨 입자의 표면에 흡착되지 않는다.

마찬가지로, 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 비교 참고예 2의 글루탐산만으로 이루어지는 수용액(글루탐산의 존재율이 100%)은, pH7이 될 때까지의 수산화칼륨 수용액의 적하량이 3.6g이었다. 그에 반해, 실시예 7의 상등액은 적하량이 1.2g이었다. 이로부터, 실시예 7의 상등액은 글루탐산의 존재율이 33%((100/3.6)×1.2)로 내려가 있고, 나머지 글루탐산(67%)은 산화세륨 입자의 표면에 흡착되어 있다고 추측할 수 있다. 이상의 결과로부터, 실시예 7의 연마 슬러리에 관해, 글루탐산의 산화세륨 입자 표면에 대한 피복량은 글루탐산의 투입량: 1.25질량%의 67%이기 때문에 0.84질량%로 산출할 수 있다. 한편, 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 3의 연마 슬러리는, pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 마이너스이고, 글루탐산은 산화세륨 입자의 표면에 흡착되지 않는다.

표 1에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1~12의 연마 슬러리는 비교예 1~3의 연마 슬러리에 비해, 연마 슬러리 중의 산화세륨 입자의 평균 입경이 동일한 조건하에서 연마 레이트를 향상시킬 수 있음과 함께, 연마 흠집도 적은 것을 알 수 있었다.

〔실시예 13〕

증류수에 피콜린산을 첨가하고, 피콜린산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 직경 1㎜의 가부시키가이샤 닛카토 제품의 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 또한 후첨가제를 첨가하지 않고 물만 첨가하여 실시예 13의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 실시예 13의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 17㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 피콜린산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 또한, 실시예 13의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 3에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 상기 방법에 의해 평가하였다.

〔실시예 14~실시예 17〕

얻어진 슬러리에 후첨가제로서 피콜린산을 더 첨가하여 실시예 14~실시예 17의 연마 슬러리를 얻었다. 그 이외에는 실시예 13의 연마 슬러리와 마찬가지로 하여, 실시예 14~실시예 17의 연마 슬러리를 얻었다. 후첨가제로서 첨가하는 피콜린산의 양(농도)은 연마 슬러리 전체질량 기준으로 하기 표 3에 나타내는 바와 같이 조정하였다.

〔비교예 4〕

증류수에, 피콜린산 또는 글루탐산 대신에 무기입자의 분산제로서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴산을 첨가하고, 폴리아크릴산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 소성하여 이루어지는 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 이용한 비즈는 실시예 13의 비즈와 동일한 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 또한 후첨가제를 첨가하지 않고 물만 첨가하여 비교예 4의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 비교예 4의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 17㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 폴리아크릴산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 비교예 4의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다. 또한, pH 조정제로서 질산 또는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 하기 표 3에 나타내는 pH값으로 조정하였다. 연마 슬러리의 pH값은 상기 방법에 의해 평가하였다.

〔평가〕

실시예 13~실시예 17의 연마 슬러리 및 비교예 4의 연마 슬러리에서, 산화세륨 입자의 제타 전위를 상기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다. 또한, 실시예 13~실시예 17의 연마 슬러리 및 비교예 4의 연마 슬러리에서, 블랭킷막 기판의 연마 레이트를 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.

<블랭킷막 기판의 연마 레이트>

각 연마 슬러리를 사용하여, 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서, 8인치 실리콘 웨이퍼의 표면에 SiO₂막이 전체면에 1000㎚의 막 두께로 형성된 블랭킷막 기판을 준비하였다. 연마기에는 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 제품의 연마 장치(형식번호: F-REX 200("F-REX"는 등록상표))를 이용하고, 상부 연마 패드에는 니타 하스사 제품의 IC1000을, 하부 연마 패드에는 니타 하스사 제품의 SUBA400을 사용하였다. 연마 조건은, 가공 압력: 3psi(216gf/㎠), 연마 헤드의 회전 수: 107rpm, 플래튼 회전 수: 100rpm, 연마 슬러리 공급 속도: 200㎖/min, 연마 시간: 60sec이었다. 다음으로, 광 간섭식 막 두께 측정 장치 〔NANO metrics 제품의 Nanospec6100〕을 이용하여, 연마 전후에서의 피연마물의 두께의 감소량으로부터 1분당 블랭킷막 기판의 연마 레이트(연마 속도)를 구하였다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 13~실시예 17의 연마 슬러리는 pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 플러스인 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 4의 연마 슬러리는 pH8 또는 그 미만에서 산화세륨 입자의 제타 전위가 마이너스이었다. 또한, 실시예 13~실시예 17의 연마 슬러리는 비교예 4의 연마 슬러리에 비해 블랭킷막 기판의 연마 레이트가 양호하였다. 또한, 실시예 14~실시예 15의 연마 슬러리는 실시예 13의 연마 슬러리에 비해 블랭킷막 기판의 연마 레이트가 더 양호한 것을 알 수 있었다.

〔평가〕

실시예 13~실시예 17의 연마 슬러리에서, 패턴 기판의 연마 시간을 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타냈다.

<패턴 기판의 연마 시간>

각 연마 슬러리를 사용하여 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서, 어드밴스드 머테리얼즈 테크놀러지사 제품의 MIT864 마스크로 만들어진 테스트용 STI 패턴 기판을 이용하였다. 이 테스트용 STI 패턴 기판(10)을 도 1~도 2를 이용하여 설명한다. 테스트용 STI 패턴 기판(10)은, 도 1(a) 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 8인치 실리콘 웨이퍼(1)의 표면에 깊이 200㎚의 홈(2)을 복수개 형성하고 있다. 그리고 복수개의 홈(2)을 20㎜의 간격을 띄워 서로 격자 형상으로 배열시켜, 20㎜×20㎜의 정방형상으로 복수개 구획하고 있다. 그리고 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 각 20㎜×20㎜의 정방형상의 구획 영역에 깊이 200㎚의 홈(2)을 복수개 형성하고, 각 구획 영역을 또한 4㎜×4㎜의 정방형상의 25획분으로 구획하고 있다. 25획분의 구획 내에는 구획마다, 도 2에 나타내는 바와 같이, STI의 패턴을 모방한 오목부(3) 및 볼록부(4)의 다양한 패턴이 형성되어 있다. 오목부(3) 및 볼록부(4)의 패턴으로는 동일한 폭의 오목부(3) 및 볼록부(4)가 교대로 형성된 라인&스페이스 패턴이며, 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 0㎛:4㎜, 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛, 500㎛:500㎛, 4㎜:0㎛로 형성되어 있다. 그리고 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 볼록부(4)에는 연마 정지층으로서의 질화규소(SiN)막(5)이 150㎚의 막 두께로 형성되어 있고, 트렌치(trench)(6)의 깊이가 350㎚로 형성되어 있으며, 질화규소(SiN)막(5) 및 트렌치(6)를 포함시킨 전체면을 450㎚의 막 두께의 SiO₂막(7)으로 덮어 각 패턴이 형성되어 있다.

연마기에는, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정에 이용한 연마 장치를 이용하고, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정과 동일한 조건(연마 시간을 제외함)하에서, 질화규소(SiN)막(5)이 노출될 때까지의 시간을, 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛, 500㎛:500㎛인 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서 측정하고, 패턴 기판의 연마 시간을 구하였다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 14~실시예 17의 연마 슬러리는 실시예 13의 연마 슬러리에 비해, 패턴 기판 중 어떤 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서도 연마 시간이 짧은 것을 알 수 있었다.

〔실시예 18〕

증류수에 피콜린산을 첨가하고, 피콜린산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 직경 1㎜의 가부시키가이샤 닛카토 제품의 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 후첨가제로서 피콜린산 및 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 더 첨가하여 실시예 18의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 실시예 18의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 17㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 피콜린산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 또한, 실시예 18의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다. 또한, 후첨가제로서 첨가하는 피콜린산의 양(농도)은 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.25질량%이고, 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 양(농도)은 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.1질량%이었다.

〔평가〕

실시예 17 및 실시예 18의 연마 슬러리에서, 패턴 기판의 연마 레이트를 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타냈다.

<패턴 기판의 연마 레이트>

각 연마 슬러리를 사용하여, 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서, 상술한 패턴 기판의 연마 시간의 측정에 이용한 도 1 및 도 2에 나타내는 테스트용 STI 패턴 기판(10)을 이용하였다. 또한, 연마기에는, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정에 이용한 연마 장치를 이용하고, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정과 동일한 조건하에서, 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛, 500㎛:500㎛, 0㎛:4㎜인 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서 측정하고, 연마 전후에서의 피연마물의 두께의 감소량으로부터 1분당 패턴 기판의 연마 레이트(연마 속도)를 구하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타냈다.

표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 18의 연마 슬러리는, 실시예 17의 연마 슬러리에 비해, 패턴 기판 중 어떤 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서도 연마 레이트가 일정한 것을 알 수 있었다. 구체적으로는, 실시예 18의 연마 슬러리는, 패턴 기판의 라인&스페이스 패턴에서의 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 0㎛:4㎜, 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛, 500㎛:500㎛ 중 어떤 구획 부분에서도 연마 레이트가 일정한 것을 알 수 있었다.

〔실시예 19〕

증류수에 피콜린산을 첨가하고, 피콜린산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 직경 1㎜의 가부시키가이샤 닛카토 제품의 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 후첨가제로서 피콜린산 및 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 더 첨가하여 실시예 19의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 실시예 19의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 17㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 피콜린산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 또한, 실시예 19의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다. 또한, 후첨가제로서 첨가하는 피콜린산의 양(농도)은 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.25질량%이고, 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 양(농도)은 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.03질량%이었다.

〔평가〕

실시예 13, 실시예 17 및 실시예 19의 연마 슬러리에서, 소재가 다른 블랭킷막 기판의 연마 선택성을 하기 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다.

<소재가 다른 블랭킷막 기판의 연마 레이트>

각 연마 슬러리를 사용하여, 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서, 8인치 실리콘 웨이퍼, 8인치 실리콘 웨이퍼의 표면에 SiO₂막이 전체면에 1000㎚의 막 두께로 형성된 SiO₂막 기판, 및 8인치 실리콘 웨이퍼의 표면에 질화규소(SiN)막이 전체면에 100㎚의 막 두께로 형성된 SiN막 기판의 3종류의 블랭킷막 기판을 준비하였다. 또한, 연마기에는, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정에 이용한 연마 장치를 이용하고, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정과 동일한 조건하에서, 3종류의 블랭킷막 기판을 각각 연마하고, 연마 전후에서의 피연마물의 두께의 감소량으로부터 1분당 각각의 블랭킷막 기판의 연마 레이트(연마 속도)를 구하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다.

표 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 17 및 실시예 19의 연마 슬러리는, 실시예 13의 연마 슬러리에 비해, 8인치 실리콘 웨이퍼보다도 SiN막 기판의 연마 레이트가 양호해지는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 17의 연마 슬러리는, 실시예 13의 연마 슬러리에 비해, 8인치 실리콘 웨이퍼보다도 SiO₂막 기판의 연마 레이트가 양호해지는 것을 알 수 있었다.

〔실시예 20〕

증류수에 글루탐산을 첨가하고, 글루탐산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 직경 1㎜의 가부시키가이샤 닛카토 제품의 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 또한 후첨가제를 첨가하지 않고 물만 첨가하여 실시예 20의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 실시예 20의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 40㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 글루탐산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 또한, 실시예 20의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다.

〔비교예 5〕

증류수에, 피콜린산 또는 글루탐산 대신에 무기입자의 분산제로서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴산을 첨가하고, 폴리아크릴산의 존재하에 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 소성하여 이루어지는 고순도(순도 99.99질량%)의 산화세륨(습식분쇄하기 전의 입경 D₅₀: 10㎛)을 투입하고, 산화세륨을 비즈밀로 습식분쇄하여 슬러리를 얻었다. 사용한 비즈는 실시예 20의 비즈와 동일한 것이었다. 그 후, 얻어진 슬러리에 또한 후첨가제를 첨가하지 않고 물만 첨가하여 비교예 5의 연마 슬러리를 얻었다. 얻어진 비교예 5의 연마 슬러리는, 구성하는 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)이 165㎚이고, 산화세륨 입자의 농도(함유량)가 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.15질량%이었다. 또한, 폴리아크릴산의 투입량이 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.002질량%이었다. 비교예 5의 연마 슬러리의 전체량(완성된 양)은 10kg이었다.

<패턴 기판의 연마 레이트>

각 연마 슬러리를 사용하여, 이하의 순서로 연마를 실시하였다. 피연마물로서, 상술한 패턴 기판의 연마 시간의 측정에 이용한 도 1 및 도 2에 나타내는 테스트용 STI 패턴 기판(10)을 이용하였다. 또한, 연마기에는, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정에 이용한 연마 장치를 이용하고, 상술한 블랭킷막 기판의 연마 레이트의 측정과 동일한 조건하에서, 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛, 500㎛:500㎛, 0㎛:4㎜인 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서 측정하고, 연마 전후에서의 피연마물의 두께의 감소량으로부터 1분당 패턴 기판의 연마 레이트(연마 속도)를 구하였다. 그 결과를 하기 표 7에 나타냈다.

표 7에 나타내는 바와 같이, 비교예 5의 연마 슬러리는, 평균 입경(D₅₀)이 165㎚로 큰 산화세륨 입자를 함유시킴으로써, 패턴 기판 중 어떤 라인&스페이스 패턴의 구획 부분에서도 연마 레이트가 일정해지도록 하고 있다. 그에 반해, 실시예 20의 연마 슬러리는, 평균 입경(D₅₀)이 40㎚로 작은 산화세륨 입자를 함유시키고 있음에도 불구하고, 패턴 기판의 라인&스페이스 패턴에서의 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 500㎛:500㎛, 0㎛:4㎜인 구획 부분에서, 오목부(3):볼록부(4)의 폭이 25㎛:25㎛, 100㎛:100㎛인 구획 부분에 비해, 연마 레이트가 향상되는 것을 알 수 있었다.

표 1~표 7에 나타내는 결과로부터, 실시예 1~20의 연마 슬러리는 다양한 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 연마 슬러리는 사용자의 요구에 따라 다양한 특성으로 조정할 수 있을 가능성이 높다.

본 발명에 의하면, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 것이 가능한 연마지립, 및 상기 연마지립을 포함하는 연마 슬러리가 제공된다. 또한, 연마 흠집의 발생을 억제하면서 연마 레이트를 향상시키는 상기 연마 슬러리를 사용하는 연마 방법이 제공된다. 또한, 그와 같은 연마지립을 효율적으로 제조하는 연마지립의 제조 방법이 제공된다.

Claims (13)

1. 피콜린산 또는 글루탐산인 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립으로서,
   피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서, 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 1~30㎛의 체적누적 입경(D₅₀)을 갖는 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지는 연마지립의 제조 방법으로 제조된 것이고,
   상기 습식분쇄 후 얻어진 산화세륨 입자의 평균 입경(D₅₀)은 8㎚ 이상 150㎚ 이하인 것을 특징으로 하는, 연마지립.
2. 제1항에 기재된 연마지립을 포함하는 연마 슬러리.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연마 슬러리가, 비이온계 고분자 화합물을 더 포함하는 연마 슬러리.
4. 제2항에 있어서,
   상기 연마 슬러리 중에 존재하고 있는 유리(遊離) 상태의 상기 피콜린산 또는 상기 글루탐산의 농도는, 연마 슬러리 전체질량 기준으로 0.01질량% 이상 1질량% 이하인 연마 슬러리.
5. 제2항에 있어서,
   pH3 이상에서 제타 전위가 마이너스인 피(被)연마물의 연마에 사용되는 연마 슬러리.
6. 제2항에 있어서,
   상기 연마 슬러리의 pH가 3 이상 9 이하인 연마 슬러리.
7. 제2항에 있어서,
   상기 연마 슬러리의 pH가 6 이상 8 이하인 연마 슬러리.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 연마 슬러리를 사용하여 피연마물을 연마하는 피연마물의 연마 방법.
9. 피콜린산 또는 글루탐산인 첨가제로 표면이 피복되어 있고, pH8 이하에서 제타 전위가 플러스인 산화세륨 입자로 이루어지는 연마지립의 제조 방법으로서,
   피콜린산 또는 글루탐산의 존재하에서, 질산세륨을 출발원료로 하여 얻어진 산화세륨을 습식분쇄하는 공정을 가지며,
   상기 습식분쇄하기 전의 산화세륨은, 그 체적누적 입경(D₅₀)이 1㎛ 이상 30㎛ 이하이고, 분산매인 물에 대하여, 5질량% 이상 45질량% 이하인 양으로 투입되고,
   상기 첨가제는, 첨가제로 피복되기 전의 상태의 산화세륨 입자의 질량에 대하여, 0.5질량% 이상 8질량% 이하인 양으로 투입되는 것을 특징으로 하는, 연마지립의 제조 방법.
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