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KR20110102215A - 연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법 - Google Patents

연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법 Download PDF

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KR20110102215A
KR20110102215A KR1020110020360A KR20110020360A KR20110102215A KR 20110102215 A KR20110102215 A KR 20110102215A KR 1020110020360 A KR1020110020360 A KR 1020110020360A KR 20110020360 A KR20110020360 A KR 20110020360A KR 20110102215 A KR20110102215 A KR 20110102215A
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KR
South Korea
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polishing
polishing composition
zeta potential
abrasive particles
composition
Prior art date
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Application number
KR1020110020360A
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Inventor
히토시 모리나가
카즈세이 타마이
히로시 아사노
Original Assignee
가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 filed Critical 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드
Publication of KR20110102215A publication Critical patent/KR20110102215A/ko
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Abstract

적어도 연마입자 및 물을 포함하는 연마용 조성물은 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상을 연마하는 데 사용된다. 상기 연마입자는 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하는 제타 포텐셜(zeta potential)을 가지고, 상기 X[mV]는 연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐션을 나타내며, 상기 Y[mV]는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜을 나타낸다. 상기 연마입자는 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 다이아몬드 또는 탄화규소인 것이 바람직하다. 상기 연마대상은 사파이어, 질화갈륨, 탄화규소, 갈륨비소, 인듐비소 또는 인듐 인화물인 것이 바람직하다.

Description

연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법{Polishing composition and polishing method using the same}
본 발명은 광학장치의 기판재료, 전력장치의 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상을 연마하는데 사용하기 위한 연마용 조성물에 관한 것이다.
상기 광학장치의 기판재료 및 전력장치의 기판재료는 예를 들어, 사파이어, 질화갈륨(gallium nitride)과 같은 질화물 및 탄화규소(silicon carbide)와 같은 탄화물과 같은 산화물을 포함하는 세라믹이다. 상기 반도체재료 화합물은 예를 들어, 갈륨비소(gallium arsenide), 인듐비소(indium arsenide) 또는 인듐 인화물(indium phosphide)이다.
상기 재료들로부터 형성된 기판 또는 필름은 일반적으로 산화, 복합화(complexation) 및 식각(etching)과 같은 화학작용에 대하여 안정한 상태로 남고, 상기 기판 또는 필름의 연마공정은 쉽지않다. 따라서 상기 공정은 공통적으로 딱딱한 물질(hard material)을 이용한 연삭(grinding) 또는 절단(cutting)에 의해 수행된다. 그러나, 고평활(highly smooth) 표면은 연삭 또는 절단에 의해 생산될 수 없다.
고평활 표면을 생산하기 위한 종래의 방법에 있어서, 사파이어 기판은 상대적으로 고농도 콜로이드 실리카(예를 들어, 일본 공개특허 2008-44078)를 함유한 연마조성물을 이용하여 연마되었고, 탄화규소 기판은 특정한 pH 수치인 콜로이드 실리카(예를 들어, 일본 공개특허 2005-117027)를 함유한 연마조성물을 이용하여 연마되었다. 그러나, 상기 방법들과 관련된 문제는 충분한 연마속도(제거속도)가 제공되지 않아 고평활 표면을 생산하기 위해 많은 시간이 요구되는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 향상된 연마속도로 광학장치, 전력장치의 기판재료 또는 반도체 재료 화합물로 형성된 연마대상을 연마하는데 사용하기 위한 연마용 조성물을 제공하는 데 있고, 본 발명은 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 연마방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면(aspect)에 따르면 적어도 연마입자(abrasive grains) 및 물을 포함하는 연마용 조성물이 제공되고, 상기 연마입자는 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하는 제타 포텐셜(zeta potential)을 가지며, 상기 X[mV]는 연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐션을 나타내고, 상기 Y[mV]는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜을 나타낸다. 상기 X × Y는 바람직하게는 -5000 이상의 값을 가진다.
본 발명의 제 2 측면(aspect)에 따르면 적어도 연마입자(abrasive grains) 및 물을 포함하되, 상기 연마입자가 상기 제타 포텐셜(zeta potential) 값을 가지는 연마용 조성물은 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 연마대상으로부터 정전기적(electrostatically)으로 밀쳐내지지(repelled) 않는다.
제 1 또는 제 2 측면에 따른 연마용 조성물에 함유된 연마입자는 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 다이아몬드 또는 탄화규소의 형태인 것이 바람직하다. 상기 제 1 또는 제 2 측면에 따른 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행될 대상은 사파이어, 질화갈륨, 탄화규소, 갈륨비소, 인듐비소 또는 인듐 인화물 형태인 것이 바람직하다. 상기 제 1 또는 제 2 측면에 따른 연마용 조성물은 pH 조정제 또는 연마대상으로 흡착되는 물질(substance)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 또는 제 2 측면에 따른 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 표면 개질될 수 있다.
본 발명에 따른 제 3 측면에 따르면, 본 발명에 따른 제 1 또는 제 2 측면에 따른 연마용 조성물을 이용하여 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 대상을 연마하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면 및 장점은 예를 들어 본 발명의 원리를 나타내는 하기 내용으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 연마용 조성물 및 이를 이용한 연마방법은 연마대상을 향상된 연마속도로 연마할 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 하기에 나타낼 것이다.
본 발명의 일 실시예인 연마용 조성물은 적어도 연마입자 및 물을 포함한다. 상기 연마용 조성물은 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상을 연마하는 데 사용되고, 더욱 상세하게는 사파이어와 같은 산화물, 질화갈륨과 같은 질화물 및 탄화규소와 같은 탄화물 또는 갈륨비소, 인듐비소 또는 인듐 인화물과 같은 화합물 반도체 재료를 포함하는 세라믹으로 형성된 기판 또는 필름을 연마하는 데 사용된다.
상기 연마용 조성물은 산화, 복합화(complexation) 및 식각(etching)과 같은 화학작용(chemical action)에 대하여 안정한 물질로부터 형성된 연마되어야할 대상을 연마하는 데 사용되는 것이 바람직하다.
상기 연마용 조성물에 함유된 연마입자는 예를 들어, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 다이아몬드 또는 탄화규소일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 산화알루미늄 및 산화규소는 쉽게 구할 수 있어 상기 연마용 조성물을 이용한 연마에 의하여 결함(defects)이 거의 없는 고평활 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 5 nm 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상인 연마입자를 포함한다. 상기 연마입자의 1차입자(primary particle) 평균 직경이 클수록 연마용 조성물을 이용하여 연마대상의 연마속도가 향상된다.
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 거의 없고 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 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 대상을 연마하기 위해서, 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자가 연마 중 연마대상으로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않는 것이 중요하다. 그 이유는 사용하기 위한 연마입자가 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하는 제타 포텐셜(zeta potential)을 가지기 때문으로, 상기 X[mV]는 연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐션을 나타내고, 상기 Y[mV]는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜을 나타낸다. X × Y ＞ 0인 관계식을 만족하는 것처럼 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하지 못하는 경우에는 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자가 연마 중 연마대상으로부터 정전기적으로 밀쳐내지고, 이는 연마대상을 연마입자로 기계적 연마하는 것이 어렵게끔 한다. 그 결과, 연마용 조성물을 이용하는 향상된 연마속도로 연마대상을 연마하는 것이 어려워진다. 상기 연마용 조성물을 활용하기에 특히 적합한 수준까지 연마대상의 연마속도를 향상시키기 위하여 상기 X × Y 값은 -20 이하인 것이 바람직하다.
상기 X × Y 값은 바람직하게는 -5000 이상이고, 더욱 바람직하게는 -2000 이상이다. 상기 X × Y 값이 클수록 연마대상의 연마된 표면으로 쉽게 부착(attach)할 수 있는 연마입자가 세척에 의해 제거될 수 있다.
연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐셜 값과 연마용 조성물을 이용하여 연마하는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜 값은 예를 들어, 연마용 조성물의 pH에 의해 영향을 받는다. 따라서, X × Y ≤ 0인 관계식, 바람직하게는 X × Y ≤ -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 연마대상의 제타포텐셜 값이 연마대상의 표면에 흡착된 상기 물질에 의해 달라지는 것이다. 따라서, 상기 X × Y ≤ 0의 관계식, 바람직하게는 X × Y ≤ -20인 관계식은 연마용 조성물로 상기 흡착제를 첨가함으로써 만족될 수 있다. 상기 흡착제는 연마대상의 종류에 따라 적절히 선택되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 양이온성, 음이온성, 비이온성 또는 양쪽이온성인 계면활성제, 유기물질 또는 금속이온 일 수 있다.
대안으로는, X × Y ≤ 0인 관계식, 더욱 바람직하게는 X × Y ≤ -20인 관계식을 만족하기 위해서, 상기 연마입자의 제타포텐셜은 도핑(doping) 또는 유기 기능기 변이(modification)를 통한 연마입자 표면의 개질에 의해 조절될 수 있다.
상기 연마입자의 제타포텐셜 값과 연마대상의 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. 연마대상의 제타포텐셜 측정은 연마대상과 동일한 물질로 구성된 미세입자의 제타포텐셜을 측정하는 것으로 대체될 수 있다. 대안으로는, 알려진 제타포텐셜 값을 가지는 미세입자가 함유된 액상으로 상기 연마대상이 담궈지고, 상기 액상으로부터 꺼낸 후 흐르는 물로 10초간 세척하며, 연마대상의 표면은 예를 들어, 주사전자현미경으로 관찰된다. 이 경우, 액상에서 측정된 연마대상의 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 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하는 제타포텐셜을 가지고, 상기 X[mV]는 연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐션을 나타내고, 상기 Y[mV]는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜을 나타낸다. 따라서, 상기 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 연마용 조성물을 이용하여 연마를 수행하는 동안 연마대상으로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않을 수준인 제타포텐셜 값을 가진다. 즉, 연마용 조성물에 포함된 연마입자는 연마가 수행되는 동안 연마대상으로부터 밀쳐지지 않고, 연마대상의 기계적 연마는 연마입자를 통해 효율적으로 수행된다. 그 결과, 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로부터 형성된 연마대상은 연마용 조성물을 이용한 향상된 연마속도로 연마될 수 있다.
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 연마가 수행되는 동안 연마대상으로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않는 제타 포텐셜 값을 가질 필요가 없다. 그러나, 더욱 향상된 연마속도를 달성하기 위하여, 상기 연마입자는 연마가 수행되는 동안 연마대상으로부터 정전기적으로 밀쳐내지지 않는 제타 포텐셜 값을 가지는 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.
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.
상기 연마용 조성물의 pH, 상기 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값 및 연마용 조성물을 사용하여 연마가 수행되는 중 측정된 사파이어 기판의 제타포텐셜 값은 하기 표 2에 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 2의 연마속도 부분에 나타내었다.
<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)
연마용 조성물의 pH 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜(X, mV) 연마용 조성물을 사용한 연마 중 측정된 사파이어 기판의 제타포텐셜(Y, mV) X × Y
(X와 Y의 곱)		 연마속도
(nm/분)
실시예 1 5 -29 48 -1392 35
실시예 2 7 -43 35 -1505 38
비교예 1 11 -48 -54 2592 23
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ~ 2의 연마용 조성물을 이용하여 사파이어 기판이 연마될 때, 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 사파이어 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 0보다 크지 않은 값을 가졌다. 반면, 비교예 1의 연마용 조성물을 이용하여 사파이어 기판을 연마하였을 때는 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 사파이어 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 0보다 큰 값을 가졌다. 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 1차입자의 평균 직경이 80 nm인 실리카 콜로이드를 포함하는 실리카 콜로이드 졸을 물로 희석시킴으로써 제조되었고, 필요한 경우 pH 조정제를 첨가한다. 실시예 3 및 비교예 2 각각의 연마용 조성물은 실리카 콜로이드 20 중량%를 포함한다. 염산 또는 수산화칼륨은 pH 조정제로 적절히 사용된다. 질화갈륨 기판의 표면(Ga plane)은 하기 표 3에 나타낸 조건으로 실시예 3 및 비교예 2 각각의 연마용 조성물을 사용하여 연마되었다. 모든 질화갈륨 기판은 10 mm 사각형을 가지는 동일한 종류의 기판이 사용되었다.
연마용 조성물의 pH, 각각의 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 부호(sign) 및 각각의 연마용 조성물을 이용한 연마 중 측정된 질화갈륨 기판의 제타포텐셜 부호(sign)를 표 4에 나타내었다. 연마 전과 연마 후의 중량차이로부터 연마속도를 계산하기 위하여 상기 질화갈륨 기판의 중량은 연마용 조성물을 사용한 연마 전과 연마 후에 측정되었다. 계산된 연마속도는 하기 표 4의 연마속도 부분에 나타내었다.
<질화갈륨 기판 연마조건>
연마장치 : 단면 연마장치(Engis Japan Corporation, EJ-380IN) (표면 판의 직경 380 mm)
연마패드 : 부직포 연마패드(Nitta Haas Incorporated, SURFIN SSW-1)
연마압력 : 880 g/cm2 (86.3 kPa)
표면 판 회전속도 : 100 rpm
선속도 : 75 m/분
연마시간 : 60분
연마용 조성물 공급속도 : 100 mL/분 (순환없이 연속적으로 공급)
연마용 조성물의 pH 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜(X, mV)
부호		 연마용 조성물을 사용한 연마 중 측정된 질화갈륨 기판의 제타포텐셜(Y, mV)
부호		 X × Y
(X와 Y의 곱)
부호		 연마속도
(nm/분)
실시예 3 5 - + - 11.1
비교예 2 10 - - + 5.2
표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용하여 질화갈륨 기판이 연마될 때, 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 질화갈륨 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 음(negative)의 값을 가졌다. 반면, 비교예 2의 연마용 조성물을 이용하여 질화갈륨 기판을 연마하였을 때는 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 질화갈륨 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 양(positive)의 값을 가졌다. 따라서, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용하는 것이 비교예 2의 연마용 조성물을 이용하는 것보다 높은 연마속도를 달성할 수 있다.
<실시예 4 ~ 5 및 비교예 3 ~ 4>
실시예 4 ~ 5 및 비교예 3 ~ 4의 연마용 조성물은 1차입자의 평균 직경이 35 nm인 실리카 콜로이드를 포함하는 실리카 콜로이드 졸을 물로 희석시킴으로써 제조되었고, 필요한 경우 pH 조정제를 첨가한다. 실시예 4 ~ 5 및 비교예 3 ~ 4 각각의 연마용 조성물은 실리카 콜로이드 5 중량%를 포함한다. 아세트산 또는 수산화칼륨은 pH 조정제로 적절히 사용된다. 인듐비소 기판의 표면((100) plane)은 하기 표 5에 나타낸 조건으로 실시예 4 ~ 5 및 비교예 3 ~ 4 각각의 연마용 조성물을 사용하여 연마되었다. 모든 인듐비소 기판은 52 nm인 직경을 가지는 동일한 종류가 사용되었다.
연마용 조성물의 pH, 각각의 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 부호(sign) 및 각각의 연마용 조성물을 이용한 연마 중 측정된 인듐비소 기판의 제타포텐셜 부호(sign)를 표 6에 나타내었다. 연마 전과 연마 후의 중량차이로부터 연마속도를 계산하기 위하여 상기 인듐비소 기판의 중량은 연마용 조성물을 사용한 연마 전과 연마 후에 측정되었다. 계산된 연마속도는 하기 표 6의 연마속도 부분에 나타내었다.
<인듐비소 기판 연마조건>
연마장치 : 단면 연마장치(Engis Japan Corporation, EJ-380IN) (표면 판의 직경 380 mm)
연마패드 : 부직포 연마패드(Nitta Haas Incorporated, POLITEX)
연마압력 : 180 g/cm2 (29.4 kPa)
표면 판 회전속도 : 50 rpm
선속도 : 37.5 m/분
연마시간 : 3분
연마용 조성물 공급속도 : 100 mL/분 (순환없이 연속적으로 공급)
연마용 조성물의 pH 연마용 조성물에서 측정된 실리카 콜로이드의 제타포텐셜(X, mV)
부호		 연마용 조성물을 사용한 연마 중 측정된 인듐비소 기판의 제타포텐셜(Y, mV)
부호		 X × Y
(X와 Y의 곱)
부호		 연마속도
(nm/분)
실시예 4 3 + - - 153
실시예 5 6 - + - 203
비교예 3 8 - - + 63
비교예 4 10 - - + 55
표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 4 ~ 5의 연마용 조성물을 이용하여 인듐비소 기판이 연마될 때, 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 인듐비소 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 음(negative)의 값을 가졌다. 반면, 비교예 3 ~ 4의 연마용 조성물을 이용하여 인듐비소 기판을 연마하였을 때는 실리카 콜로이드의 제타포텐셜 값과 인듐비소 기판의 제타포텐셜 값을 곱한 것이 양(positive)의 값을 가졌다. 따라서, 실시예 4 ~ 5의 연마용 조성물을 이용하는 것이 비교예 3 ~ 4의 연마용 조성물을 이용하는 것보다 높은 연마속도를 달성할 수 있다.

Claims (14)

  1. 적어도 연마입자(abrasive grains) 및 물을 포함하고, 상기 연마입자는 X × Y ≤ 0의 관계식을 만족하는 제타 포텐셜(zeta potential)을 가지며, 상기 X[mV]는 연마용 조성물에서 측정된 연마입자의 제타포텐션을 나타내고, 상기 Y[mV]는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 측정된 연마대상의 제타포텐셜을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상을 연마하기 위하여 사용되는 연마용 조성물
  2. 제1항에 있어서, 상기 X × Y는 -5000 이상인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  3. 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상을 연마하기 위하여 사용되는 연마용 조성물에 있어서, 상기 연마용 조성물은 적어도 연마입자(abrasive grains) 및 물을 포함하고, 상기 연마입자는 연마용 조성물을 이용하여 연마가 수행되는 동안 연마대상으로부터 정전기적(electrostatically)으로 밀쳐내지지(repelled) 않는 제타포텐셜을 가지는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마입자는 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 다이아몬드 또는 탄화규소로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마대상은 사파이어, 질화갈륨, 탄화규소, 갈륨비소, 인듐비소 또는 인듐 인화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마용 조성물은 pH 조정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마용 조성물은 연마대상으로 흡착되는 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마입자는 표면이 개질된 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 연마용 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 연마용 조성물을 사용하여 대상을 연마하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치를 위한 기판재료, 전력장치를 위한 기판재료 또는 화합물 반도체 재료로 형성된 연마대상의 연마방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물의 연마입자는 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 다이아몬드 또는 탄화규소로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 대상은 사파이어, 질화갈륨, 탄화규소, 갈륨비소, 인듐비소 또는 인듐 인화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물 사용 전, 연마용 조성물에 pH 조정제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물로 대상에 흡착되는 물질을 더 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 연마용 조성물의 제조는 연마입자의 표면개질을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
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