KR20200063260A - 재료 제거 공정을 위한 조성물과 그 조성 방법 - Google Patents
재료 제거 공정을 위한 조성물과 그 조성 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200063260A KR20200063260A KR1020207014914A KR20207014914A KR20200063260A KR 20200063260 A KR20200063260 A KR 20200063260A KR 1020207014914 A KR1020207014914 A KR 1020207014914A KR 20207014914 A KR20207014914 A KR 20207014914A KR 20200063260 A KR20200063260 A KR 20200063260A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- less
- composition
- accelerator
- ions
- buffer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 288
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 130
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 109
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 105
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- -1 sulfide ions Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 15
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 105
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 105
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 50
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 40
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 18
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 229910020808 NaBF Inorganic materials 0.000 claims description 7
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 8
- 229940006460 bromide ion Drugs 0.000 abstract description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 abstract description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 40
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 15
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 14
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 11
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 10
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 10
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 10
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 7
- VCGRFBXVSFAGGA-UHFFFAOYSA-N (1,1-dioxo-1,4-thiazinan-4-yl)-[6-[[3-(4-fluorophenyl)-5-methyl-1,2-oxazol-4-yl]methoxy]pyridin-3-yl]methanone Chemical compound CC=1ON=C(C=2C=CC(F)=CC=2)C=1COC(N=C1)=CC=C1C(=O)N1CCS(=O)(=O)CC1 VCGRFBXVSFAGGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001849 group 12 element Inorganic materials 0.000 description 6
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021474 group 7 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021472 group 8 element Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical group [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910020261 KBF4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052696 pnictogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CJAZCKUGLFWINJ-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydroxybenzene-1,2-disulfonic acid Chemical group OC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C(S(O)(=O)=O)=C1O CJAZCKUGLFWINJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBQYURCVBFRUQT-UHFFFAOYSA-N N-benzoyl-Ferrioxamine B Chemical compound CC(=O)N(O)CCCCCNC(=O)CCC(=O)N(O)CCCCCNC(=O)CCC(=O)N(O)CCCCCN UBQYURCVBFRUQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOUZISDNESEYLX-UHFFFAOYSA-N N-hydroxyethyl glycine Natural products OCCNCC(O)=O FOUZISDNESEYLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229960000958 deferoxamine Drugs 0.000 description 2
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M perbromate Chemical compound [O-]Br(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000667 (NH4)2Ce(NO3)6 Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- IQEKRNXJPCBUAT-UHFFFAOYSA-N 2-[hydroperoxy(hydroxy)phosphoryl]acetic acid Chemical compound OOP(O)(=O)CC(O)=O IQEKRNXJPCBUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ISWQCIVKKSOKNN-UHFFFAOYSA-L Tiron Chemical compound [Na+].[Na+].OC1=CC(S([O-])(=O)=O)=CC(S([O-])(=O)=O)=C1O ISWQCIVKKSOKNN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O azanium;cerium;nitrate Chemical compound [NH4+].[Ce].[O-][N+]([O-])=O HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- MIAUJDCQDVWHEV-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2-disulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O MIAUJDCQDVWHEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229960004585 etidronic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004439 roughness measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 description 1
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/04—Aqueous dispersions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
조성물은 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 및 완충제를 포함하며, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I-), 브로민화 이온(Br-), 플루오린화 이온(F-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 -), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 -) 또는 이들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함하고, 상기 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함하되, M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리킨다.
Description
본 발명은 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분체와 촉진제, 완충제를 포함하는 건조 분말 조성물 및/또는 슬러리에 관한 것이다.
재료 제거 작업용 조성물에 관해서는 알려져 있다. 그러한 연마 조성물로 연마 입자의 집합체가 바디 또는 기판에 부착된 고정형(fixed) 연마 조성물이 포함될 수 있다. 이와 다른 방식의 특정 연마 조성물로는 연마 입자가 바디 또는 기판에 부착되지 않고 슬러리 또는 혼합물로서 액체 캐리어에 함유된 자유형(free) 연마제를 포함할 수 있다. 재료 제거 작업의 유형에 따라, 고정형 연마제나 자유형 연마제를 선택하여 사용할 수 있다.
화학적 기계적 평탄화(CMP)와 같은 재료(예를 들면, 유리, 금속 등) 폴리싱 공정에서 종래의 연마 슬러리가 가장 많이 사용되고 있다. CMP 공정에서 통상적으로 기판(예를 들면, 웨이퍼)은 연마정반에 부착된 이동 폴리싱 패드, 예를 들면, 회전 폴리싱 패드와 밀착하도록 배치된다. 연마 및 화학 반응 물질이 통상적으로 혼합된 CMP 슬러리가 기판 CMP 공정 중 패드에 주입된다. 통상적으로, 금속 CMP 슬러리에는 산화성을 지닌 수성 매질에 실리카 또는 알루미나와 같은 연마제가 분산되어 있다. 기판에 대한 슬러리의 상대적인 움직임이 기판에 대한 패드의 상대적인 이동 효과로 평탄화되는 기판 필름과 화학적 기계적으로 상호작용함으로써 평탄화(폴리싱) 과정을 돕게 된다. 효과적인 기판 평탄화라는 통상의 목표에 따라 이러한 방식으로 원하는 만큼 기판 위 필름을 제거할 때까지 폴리싱을 계속하게 된다.
첫 번째 양태에 따르면, 조성물이 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 그리고 완충제를 포함하며, 촉진제로는 아이오딘화 이온(I-), 브로민화 이온(Br-), 플루오린화 이온(F-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 -), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 -) 또는 이 이온들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함하고, 완충제로는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함하되, M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
다른 양태에 따르면, 조성물은 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 그리고 캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 내지 1.0 M의 농도로 존재하는 음이온을 포함하며, 상기 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
또 다른 양태에서, 조성물이 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 그리고 캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 이상, 1.0 M 미만의 범위로 존재하는 플루오린화 이온(F1-)을 포함하며, 상기 완충제는 MANBFX를 포함하되 용해도가 10 g/L 미만이다.
또 다른 양태에서, 조성물이 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 그리고 캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L 보다 높은 화합물로부터 형성된 음이온을 포함하며, 상기 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L 미만이다.
또 다른 양태에서, 조성물이 실리카를 포함하는 연마 입자와, ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L 이상인 촉진제 화합물, 그리고 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L 미만인 완충제를 포함하되, 촉진제와 완충제의 용해도를 각기 SA와 SB로 표시할 때 용해도 비율(SA/SB)은 1.02 이상이 된다.
또 다른 양태에서, 조성물이 연마 입자, 촉진제 화합물, 그리고 완충제를 포함하며, 상기 촉진제 화합물은 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이 이온들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 종을 포함하고, 상기 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x 또는 이들의 임의의 조합에서 선택하되, M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
또 다른 양태에서 조성물이 액체를 포함한 캐리어, 캐리어에 함유된 연마 입자, 캐리어에 함유된 촉진제, 그리고 킬레이트제를 포함하되, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이 이온들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함하고, 상기 킬레이트제는 디히드록시벤젠 디술폰산, 2-히드록시 에틸 글리신, 에틸렌디아민테트라아세트산, 데페록사민, 디에틸렌트리아민펜타아세트산, 에티드로닉산, 디소듐-4,5-디히드록시-1,3-벤젠디술폰산염, 니트릴로트리아세트산, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 조성물을 포함한다.
또 다른 양태에서 지르코니아를 포함한 재료의 폴리싱용으로 구성된 폴리싱 슬러리는 액체를 포함한 캐리어와 캐리어에 함유된 연마 입자를 포함하며, 상기 슬러리는 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라서 평균 재료 제거 속도는 시간당 8.0미크론 이상, 표면 거칠기(Ra)는 20옹스트롬 이하가 될 수 있다.
첨부된 도면을 참조함으로써 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있고, 당업자에게 본 발명의 다양한 특징과 장점이 분명하게 예시될 수 있다.
도 1은 실시예에 따라 상이한 슬러리 조성물의 재료 제거 속도를 예시한 그래프를 포함하고 있다.
도 1은 실시예에 따라 상이한 슬러리 조성물의 재료 제거 속도를 예시한 그래프를 포함하고 있다.
다음은 재료 제거 작업용으로 조성된 조성물이다. 예를 들어, 그 조성물 또는 슬러리가 폴리싱과 같은 재료 제거 작업에 사용될 수 있다. 보다 상세하게는, 그 조성물 또는 슬러리가 무기 재료로 이루어진 워크피스(workpiece)의 재료 제거 작업에 사용될 수 있다. 몇몇 적합한 무기 재료에 세라믹 재료가 포함될 수 있다. 무기 재료로는 비결정성, 단결정성, 다결정성, 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 특정한 일 실시예에 따르면 본원에 포함된 실시예들의 조성물 또는 슬러리가, 예를 들면, 알루미나, 이트리아, 지르코니아, 세리아 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 무기 산화 화합물을 함유한 바디 등을 포함한 장식용 세라믹 바디의 마감 및 폴리싱에 적합할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 지르코니아를 주성분으로 하는 등 워크피스에 지르코니아가 함유될 수 있다. 이것은 워크피스에 지르코니아를 비롯하여 금속, 안료, 붕화물, 탄화물, 질화물 등을 포함하되 이에 제한되지 않는 다른 무기 재료가 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 일정한 사례에서, 워크피스가 필수적으로 지르코니아로 구성될 수 있다.
일 양태에 따라서, 건조 분말 조성물과 같은 조성물로 조성될 수 있다. 건조 분말 조성물은 분말 또는 분체로만 조성될 수 있다. 이후에 액체를 포함한 캐리어와 혼합하여 슬러리를 형성할 수 있으나, 건조 분말 조성물에는 액체 캐리어가 포함되지 않는다. 일 양태에서, 건조 분말 조성물은 연마 입자, 촉진제 화합물, 그리고 완충제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, 완충제는 캐리어 내에서 포화 농도로 사용되는 화합물을 가리키고, 그 화합물은 캐리어 내에서 부분적으로 해리될 수 있으나 액체 내 용해도가 촉진제 보다 낮다. 촉진제는 사용하지만 완충제를 사용하지 않은 슬러리 조성물과 비교할 때, 완충제의 존재가 슬러리 조성물의 재료 제거 속도를 더욱 높일 수 있다. 본 발명의 완충제가 슬러리 조성물의 pH에 반드시 영향을 주거나 조절하는 것은 아니다.
연마 입자는 산화물, 탄화물, 붕화물, 질화물, 옥시붕화물, 옥시탄화물, 실리카, 규산염 등과 같은 한 가지 이상의 무기 화합물을 포함할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 연마 입자가 실리카 또는 규산염(예를 들면, 알루미노규산염)을 포함할 수 있다. 특정한 일 사례에서, 연마 입자는 주성분으로 실리카를 포함할 수 있다(예를 들면, 실리카 함유율 50% 초과). 또 다른 실시예에서 연마 입자는 필수적으로 실리카로 구성될 수 있다. 실리카는 비결정성 또는 결정성(예를 들면, 단결정성 또는 다결정성)일 수 있다. 유의미한 함량의 비결정성 실리카를 포함할 수 있는 몇몇 비결정성 실리카의 적합한 실례로서 콜로이드 실리카, 흄드(fumed) 실리카, 실리카 흄, 용융 상태의(fused) 실리카 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다. 몇몇 결정성 실리카의 적합한 실례로서 석영, 인규석, 크리스토발라이트 또는 이들의 임의의 조합이 포함될 수 있다.
일정한 사례에서, 연마 입자는 예를 들면, 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 다이아몬드, 입방정계 질화 붕소, 탄화붕소, 세리아, 티타니아, 이트리아, 희토류 산화물, 알루미노규산염, 전이 금속 산화물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하되 이에 국한되지 않는 특정한 종을 1 wt%보다 적게 포함할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 연마 입자가 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 다이아몬드, 입방정계 질화 붕소, 탄화붕소, 세리아, 티타니아, 이트리아, 희토류 산화물, 알루미노규산염, 전이 금속 산화물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 연마 입자는 연마제로서 사용하기 용이한 일정한 밀도를 가질 수 있다. 예를 들면, 연마 입자의 밀도가 최소 이론적 밀도 90% 이상 또는 이론적 밀도 95% 이상 또는 이론적 밀도 99% 이상일 수 있다.
제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서, 연마 입자의 밀도가 예를 들면, 최소 2.3 g/cm3 이상 또는 2.4 g/cm3 이상 또는 2.5 g/cm3 이상인 밀도일 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 연마 입자의 밀도가 예를 들면, 최대 7.0 g/cm3 이하로서, 6.8 g/cm3 이하, 또는 6.5 g/cm3 이하, 또는 6.0 g/cm3 이하, 또는 5.5 g/cm3 이하, 또는 5.0 g/cm3 이하, 또는 4.5 g/cm3 이하, 또는 4.0 g/cm3 이하, 또는 3.0 g/cm3 이하, 또는 2.9 g/cm3 이하, 또는 2.8 g/cm3 이하, 또는 2.7 g/cm3 이하인 밀도일 수 있다. 이것은 연마 입자의 밀도가 예를 들면, 2.3 g/cm3 이상 그리고 7.0 g/cm3 이하를 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다. 특정한 일 양태에서, 연마 입자의 밀도가 2.3 g/cm3 이상이고 4.5 g/cm3 이하가 될 수 있다.
폴리싱 공정을 포함하는 재료 제거 작업용 조성물 내에서 연마 입자의 활용을 용이하게 할 수 있도록 연마 입자가 일정한 입도 분포(particle size distribution)를 갖도록 할 수 있다. 예를 들면, 연마 입자의 평균 입경(D50)이 최대 20미크론 이하로서, 18미크론 이하 또는 15미크론 이하 또는 12미크론 이하 또는 10미크론 이하 또는 8미크론 이하 또는 6미크론 이하 또는 4미크론 이하 또는 2미크론 이하이거나 1000 nm 이하로서, 900 nm 이하 또는 800 nm 이하 또는 700 nm 이하 또는 600 nm 이하 또는 500 nm 이하 또는 400 nm 이하 또는 300 nm 이하 또는 200 nm 이하 또는 100 nm 이하 또는 80 nm 이하 또는 60 nm 이하 또는 40 nm 이하 또는 20 nm 이하인 값을 가질 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서 연마 입자의 평균 입경(D50)이 예를 들면, 최소 10 nm 이상으로서, 20 nm 이상 또는 40 nm 이상 또는 60 nm 이상 또는 80 nm 이상 또는 100 nm 이상 또는 200 nm 이상 또는 300 nm 이상 또는 400 nm 이상 또는 500 nm 이상 또는 600 nm 이상 또는 700 nm 이상 또는 800 nm 이상 또는 1000 nm 이상, 또는 2미크론 이상 또는 3미크론 이상 또는 4미크론 이상 또는 6미크론 이상 또는 8미크론 이상 또는 10미크론 이상 또는 12미크론 이상 또는 14미크론 이상 또는 16미크론 이상인 값을 가질 수 있다. 이것은 연마 입자의 평균 입경(D50)이 예를 들면, 20미크론 이하 그리고 10 nm 이상을 포함하는 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내의 값을 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다.
조성물 및/또는 슬러리의 성능을 높일 수 있도록 연마 입자의 입도 분포를 D90-D10 범위 값으로 추가로 정의할 수 있다. D90은 입도 분포에서 90% 입자의 크기를 포함하는 입경 값을 나타낼 수 있고, 이에 따라 분포 내 10% 미만의 입자가 D90 값보다 큰 입경 값을 갖는다. D10은 입도 분포에서 단 10%의 입자만 D10 값보다 크기가 적은 입경 값을 나타낼 수 있다. D90-D10 범위 값은 D90과 D10 값 사이에 분포한 입도 분포 폭을 설명한다. 일 실시예에 따라 D90-D10 값 범위는 예를 들면, 최대 20미크론 이하로서, 18미크론 이하 또는 16미크론 이하 또는 14미크론 이하 또는 12미크론 이하 또는 10미크론 이하 또는 8미크론 이하 또는 6미크론 이하 또는 4미크론 이하 또는 2미크론 이하 또는 1미크론(1000 nm) 이하 또는 900 nm 이하 또는 800 nm 이하 또는 700 nm 이하 또는 600 nm 이하 또는 500 nm 이하 또는 400 nm 이하 또는 300 nm 이하 또는 200 nm 이하 또는 100 nm 이하 또는 80 nm 이하 또는 60 nm 이하 또는 40 nm 이하 또는 20 nm 이하 또는 10 nm 이하일 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서는 D90-D10 범위 값이 예를 들면, 최소 5 nm 이상으로서, 10 nm 이상 또는 20 nm 이상 또는 40 nm 이상 또는 60 nm 이상 또는 80 nm 이상 또는 100 nm 이상 또는 200 nm 이상 또는 300 nm 이상 또는 400 nm 이상 또는 500 nm 이상 또는 600 nm 이상 또는 700 nm 이상 또는 800 nm 이상 또는 900 nm 이상 또는 1000 nm 이상 또는 2미크론 이상 또는 3미크론 이상 또는 4미크론 이상 또는 5미크론 이상 또는 6미크론 이상 또는 8미크론 이상 또는 10미크론 이상 또는 12미크론 이상 또는 14미크론 이상 또는 16미크론 이상인 값을 가질 수 있다. 이것은 D90-D10 범위 값이 예를 들면, 5 nm 이상 내지 20미크론 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
일 양태에서, 건조 분말 조성물이 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 특정한 함량의 연마제를 가질 수 있다. 예를 들면, 연마 입자의 양이 건조 분말 조성물 총 중량의 최소 50 wt% 이상으로서, 60 wt% 이상 또는 70 wt% 이상 또는 80 wt% 이상 또는 90 wt% 이상 또는 92 wt% 이상 또는 94 wt% 이상 또는 95 wt% 이상 또는 96 wt% 이상으로 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 연마 입자의 양이 예를 들면, 건조 분말 조성물 총 중량의 최대 99.9 wt% 이하로서, 99 wt% 이하 또는 98 wt% 이하 또는 97 wt% 이하 또는 96 wt% 이하 또는 95 wt% 이하 또는 94 wt% 이하 또는 93 wt% 이하 또는 92 wt% 이하 또는 91 wt% 이하 또는 90 wt% 이하 또는 85 wt% 이하로 존재할 수 있다. 이것은 연마 입자의 양이 예를 들면, 50 wt% 이상 그리고 99.9 wt% 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
건조 분말 조성물이 촉진제 화합물을 포함할 수 있고, 이는 건조 분말 형태의 화합물을 포함할 수 있다. 촉진제 화합물은 건조 분말 조성물을 액체 캐리어와 혼합했을 때 캐리어 내에서 해리되도록 조성될 수 있다. 또한, 촉진제 화합물은 폴리싱 공정에 사용될 때 재료 제거 성능의 개선을 촉진하는 데 적합한 특정한 화학적 성질을 가질 수 있다. 특히 촉진제는 캐리어 내에서 이온을 형성할 수 있는 한 가지 이상의 종을 포함할 수 있고, 그 이온 종(예를 들면, 음이온)이 재료 제거 작업 중 워크피스와 화학적 상호작용을 촉진함으로써 재료 제거 작업을 개선할 수 있다. 일 실시예에서 촉진제 화합물이 아이오딘화 이온(I-), 브로민화 이온(Br-), 플루오린화 이온(F-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 -), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 -) 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 종을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서 어떤 특정한 이론에 한정되지 않고, 촉진제는 전술한 종들 가운데 한 가지만을 포함할 수 있다. 더욱 특정한 실시예에서, 촉진제 화합물이 캐리어 내에서 해리되어 플루오린화 이온(F1-) 또는 플루오린을 포함하는 이온 화합물을 형성하도록 조성할 수 있다.
특정 사례에서, 용해도가 특별히 높은 물질이 촉진제 화합물에 포함됨으로써 캐리어 내에서 촉진제 화합물의 전부 또는 상당 부분이 해리될 수 있다(즉, 촉진제 화합물의 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 해리). 예를 들면, 일 실시예에서 촉진제 화합물이 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L를 초과하는 용해도를 가질 수 있다. 다른 사례에서 촉진제 화합물의 용해도는 예를 들면, 이보다 높은, 최소 10.2 g/L 이상 또는 10.5 g/L 이상 또는 11 g/L 이상 또는 12 g/L 이상 또는 14 g/L 이상 또는 16 g/L 이상 또는 18 g/L 이상 또는 20 g/L 이상 또는 25 g/L 이상 또는 30 g/L 이상 또는 40 g/L 이상 또는 50 g/L 이상 또는 60 g/L 이상 또는 70 g/L 이상 또는 80 g/L 이상 또는 90 g/L 이상 또는 100 g/L 이상 또는 200 g/L 이상 또는 300 g/L 이상 또는 400 g/L 이상 또는 500 g/L 이상 또는 600 g/L 이상 또는 700 g/L 이상 또는 800 g/L 이상 또는 900 g/L 이상 또는 1000 g/L 이상인 값이 될 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서 촉진제 화합물의 용해도는 예를 들면, 최대 10,000 g/L 이하로서, 9000 g/L 이하 또는 8000 g/L 이하 또는 7000 g/L 이하 또는 6000 g/L 이하 또는 5000 g/L 이하 또는 4000 g/L 이하 또는 3000 g/L 이하 또는 2000 g/L 이하 또는 1000 g/L 이하 또는 900 g/L 이하 또는 800 g/L 이하 또는 700 g/L 이하 또는 600 g/L 이하 또는 500 g/L 이하 또는 400 g/L 이하 또는 300 g/L 이하 또는 200 g/L 이하 또는 100 g/L 이하 또는 90 g/L 이하 또는 80 g/L 이하 또는 70 g/L 이하 또는 60 g/L 이하 또는 50 g/L 이하인 값을 가질 수 있다. 이것은 촉진제 화합물이 예를 들면, 최소 10 g/L 및 그 이상 그리고 10,000 g/L 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내의 용해도를 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 양태에서 촉진제 화합물이 1족 원소, 2족 원소, 3족 원소, 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 11족 원소, 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 적어도 하나의 종을 포함할 수 있다. 본원에서 참조한 원소의 족은 IUPAC이 발표한 원소주기율표 2016를 iupac.org/cms/wp-content/uploads/2015/07/IUPAC_Periodic_Table-28Nov16.pdf에서 참조한 것이다.
또 다른 특정한 사례에서 촉진제 화합물의 양이온을 H+, Li+, Na+, K+, Cs+, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4 +, Ag+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Ni3+, Cu2+, Pb2+, Hg+, Hg2+, Al3+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택할 수 있다.
특정한 실시예에서, 촉진제는 KF, NaF, RbF, NiF2, ZnF2, CoF2 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 화합물을 포함할 수 있다. 더욱 특정한 양태에서는 촉진제가 KF일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 건조 분말 조성물이 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 특정한 함량의 촉진제 화합물을 가질 수 있다. 예를 들면, 촉진제 화합물의 양이 건조 분말 조성물 총 중량의 최소 0.15 wt% 이상으로서, 0.2 wt% 이상 또는 0.3 wt% 이상 또는 0.5 wt% 이상 또는 0.8 wt% 이상 또는 1 wt% 이상 또는 2 wt% 이상 또는 3 wt% 이상 또는 5 wt% 이상 또는 7 wt% 이상 또는 10 wt% 이상이 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 촉진제 화합물의 양은 건조 분말 조성물 총 중량의 최대 30 wt% 이하로서, 예를 들면, 28 wt% 이하 또는 25 wt% 이하 또는 20 wt% 이하 또는 18 wt% 이하 또는 15 wt% 이하 또는 12 wt% 이하 또는 10 wt% 이하 또는 8 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3 wt% 또는 2 wt% 이하 또는 1 wt% 이하 또는 0.8 wt% 이하 또는 0.6 wt% 이하 또는 0.5 wt% 이하 또는 0.4 wt% 이하 또는 0.3 wt% 이하로 존재할 수 있다. 이것은 촉진제 화합물의 양이 예를 들면, 0.15 wt% 이상 그리고 30 wt% 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율이라도 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 언급된 바와 같이, 건조 분말 조성물에 완충제가 추가로 포함될 수 있다. 완충제는 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 완충제는 일정한 조건 하에 해리될 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 완충제의 해리로부터 발생하는 종은 워크피스와의 화학적 상호작용을 촉진하고 재료 제거 작업을 개선할 수 있다. 해리를 촉진하는 데 적합할 수 있는 일정한 조건으로서 캐리어 내에서 특정 종(예를 들면, 이온)의 농도를 최저 유효 농도 아래로 낮추거나 조성물에 에너지(예를 들면, 열, 압력)를 가하는 것, 또는 이 두 가지 모두가 포함될 수 있다. 예를 들면, 특정 사례에서, 특정한 촉진제의 이온 종 함량이 캐리어에서 제거될 때 완충제 해리가 일어날 수 있다. 다른 사례에서는 재료 제거 작업 중 조성물(즉, 슬러리)의 온도가 올라가고 및/또는 조성물에 압력이 가해질 때 완충제가 해리될 수 있다. 완충제를 사용하여 조성물 내에 바람직한 종의 일정한 최소 함량을 유지함으로써 워크피스와의 화학적 상호작용을 촉진하고 적절한 재료 제거 작업을 도울 수 있다.
일 실시예에 따라서, 완충제가 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함할 수 있으며, M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 번호를 가리킨다. 특정한 사례에서, M은 1족 원소, 2족 원소, 전이 금속 원소, 희토류 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 금속 원소 또는 금속 화합물을 나타낼 수 있다. 보다 상세하게는, M이 Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Mn, Co, Ni, Cu, Pb, Hg, Al, Cr, Fe, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에 속한 금속 원소 또는 화합물을 나타낼 수 있다.
또 다른 실시예에서, N은 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에 속한 하나 이상의 비금속 원소 또는 비금속 화합물을 나타낼 수 있다. 특정한 실시예에 따라서, N은 H, NH4 +, Hg, Al, Cr, B, Al, Ga, In, Tl, C, Si, Ge, N, P, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에 속한 하나 이상의 비금속 원소 또는 비금속 화합물을 나타낼 수 있다.
특정한 일 실시예에서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, CaF2, MgF2, Na3AlF6, FeF3, LiF, MnF2, AlF3, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함할 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 일정한 사례에서, 완충제는 KBF4를 포함할 수 있으며 특히,필수적으로 KBF4로 완충제를구성할 수 있다.
일 양태에서, 건조 분말은 촉진제로서 KF와 완충제로서 KBF4를 포함할 수 있다. 특정한 양태에서, 건조 분말은 필수적으로 실리카, KF 및 KBF4로 구성될 수 있다.
완충제는 캐리어 내에서 특정한 용해도를 가짐으로써 완충제의 해리가 제어될 수 있다. 보다 상세하게는, 완충제는 촉진제 화합물의 용해도 보다 낮은 용해도를 가질 수 있다. 이러한 사례에서, 캐리어 내 완충제의 용해도와 해리는 캐리어 내 촉진제의 해리와 관련하여 제어될 수 있다. 실시예에 따라서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 가질 수 있다. 다른 실시예에서 완충제의 용해도는 최대 9.5 g/L 이하로서, 예를 들면, 9.2 g/L 이하 또는 9 g/L 이하 또는 8.5 g/L 이하 또는 8 g/L 이하 또는 7.5 g/L 이하 또는 7 g/L 이하 또는 6.5 g/L 이하 또는 6 g/L 이하 또는 5.5 g/L 이하 또는 5 g/L 이하 또는 4.5 g/L 이하 또는 4 g/L 이하 또는 3.5 g/L 이하 또는 3 g/L 이하 또는 2.5 g/L 이하 또는 2 g/L 이하 또는 1.5 g/L 이하 또는 1 g/L 이하 또는 0.5 g/L 이하 또는 0.1 g/L 이하 또는 0.05 g/L 이하인 값을 가질 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 완충제의 용해도는 최소 0.001 g/L 이상 그리고 최대 10.0 g/L 이하로서, 예를 들면, 0.005 g/L 이상 또는 0.01 g/L 이상 또는 0.05 g/L이상 또는 0.1 g/L 이상 또는 0.5 g/L 이상 또는 1 g/L 이상 또는 1.5 g/L 이상 또는 2 g/L 이상 또는 2.5 g/L 이상 또는 3 g/L 이상 또는 3.5 g/L 이상 또는 4 g/L 이상 또는 4.5 g/L 이상 또는 5 g/L 이상 또는 5.5 g/L 이상 또는 6 g/L 이상 또는 6.5 g/L 이상 또는 7 g/L 이상 또는 7.5 g/L 이상 또는 8 g/L 이상 또는 8.5 g/L 이상 또는 9 g/L 그리고 10.0 g/L 이하인 값을 가질 수 있다. 이것은 완충제가 예를 들면, 0.001 g/L 이상 내지 10 g/L 이하의 범위 내의 용해도를 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내의 용해도를 가질 수 있는 것으로 이해될 것이다.
완충제는 완충제 성분의 해리를 제어하는 데 도움을 주는 물질일 수 있다. 특정한 사례에서, 일정한 시간 동안 해리를 제어함으로써 완충제의 해리가 일정한 지속 기간 동안 정해진 속도로 방출되도록 할 수 있다. 특정한 사례에서, 완충제 사용 중 제어된 속도로 해리될 수 있다. 이러한 사례에서, 슬러리 사용에 관계하는 하나 이상의 환경 요인이 완충제의 시간 방출(time-relese) 제어를 도울 수 있다. 또한, 코팅 성분과 같이 완충제를 구성하는 하나 이상의 성분이 재료 제거 작업 중 완충제 해리의 제어를 도울 수 있다.
또 다른 실시예에서, 건조 분말 조성물이 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 특정한 함량의 완충제를 가질 수 있다. 예를 들면, 완충제의 양이 건조 분말 조성물 총 중량의 최소 0.15 wt% 이상으로서, 예를 들면, 0.2 wt% 이상 또는 0.3 wt% 이상 또는 0.5 wt% 이상 또는 0.8 wt% 이상 또는 1 wt% 이상 또는 2 wt% 이상 또는 3 wt% 이상 또는 5 wt% 이상 또는 7 wt% 이상 또는 10 wt% 이상 또는 12 wt% 이상 또는 15 wt% 이상 또는 20 wt% 이상 또는 25 wt% 이상으로 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 완충제의 양이 건조 분말 조성물 총 중량의 최대 30 wt% 이하로서, 예를 들면, 28 wt% 이하 또는 25 wt% 이하 또는 20 wt% 이하 또는 18 wt% 이하 또는 15 wt% 이하 또는 12 wt% 이하 또는 10 wt% 이하 또는 8 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3 wt% 또는 2 wt% 이하 또는 1 wt% 이하 또는 0.8 wt% 이하 또는 0.6 wt% 이하 또는 0.5 wt% 이하 또는 0.4 wt% 이하 또는 0.3 wt% 이하로 존재할 수 있다. 이것은 완충제의 양이 예를 들면, 0.15 wt% 이상 그리고 30 wt% 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 양태에서, 완충제가 촉진제 화합물에 함유된 종과 동일한 종을 포함할 수 있는 화합물일 수 있다. 보다 상세하게는, 완충제가 캐리어 내에서 해리되도록 구성된 종을 포함한 화합물일 수 있고, 완충제 음이온 종이 촉진제 음이온 종과 동일한 것일 수 있으며, 여기서 촉진제 음이온 종은 캐리어 내에서 촉진제 화합물이 해리되면서 촉진제 화합물로부터 형성된다. 예를 들면, 일 실시예에서 촉진제 화합물이 캐리어 내에서 해리될 때 자유 플루오린화 음이온을 형성하도록 조성된 플루오린이 함유된 화합물이 촉진제 화합물에 포함될 수 있다. 이러한 사례에서, 완충제 또한 일정한 조건에서 캐리어 내에서 해리되어 자유 플루오린화 음이온을 형성할 수 있는 플루오린이 함유된 화합물을 포함하는 화합물일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 완충제는 촉진제 화합물에 함유된 종과는 다른 종을 포함하는 화합물일 수 있다. 보다 상세하게는, 완충제가 캐리어 내에서 해리될 때 음이온을 형성하도록 조성된 종을 적어도 하나 이상 포함하는 화합물이 될 수 있고, 해당 음이온은 촉진제가 캐리어 내에서 해리될 때 형성하는 음이온과는 다른 종일 수 있다. 예를 들면, 촉진제가 캐리어 내에서 해리될 때 플루오린화 음이온을 형성할 수 있는 플루오린화물을 포함하고, 완충제는 액체 캐리어 내에서 해리될 때 브로민화 음이온을 형성하도록 조성된 브로민화물을 포함하도록 할 수 있다.
이것은 건조 분말 조성물은 첨가제의 형태로 다른 화합물을 포함할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, 선택적으로 사용할 수 있는 일정한 첨가제로서 산화제, 분산제, 계면활성제 , 윤활제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 적당한 산화제의 몇몇 예로는 과산화물(예를 들면, H2O2), 과황화염(예를 들면, H2S2), 과염소산염(예를 들면, KClO4), 과요오드산염(예를 들면, KIO4), 과브롬산염(예를 들면, KBrO4), 과망간산염(예를 들면, KMnO4), 크롬산염(예를 들면, K3CrO8), 질산암모늄세륨(예를 들면, (NH4)2Ce(NO3)6), 페로시안화염(예를 들면, K4Fe(CN)6) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 적당한 산화제의 몇몇 예로는 헥사메타인산나트륨, 폴리비닐피롤리돈, 폴리나프탈렌술폰산나트륨, 폴리메타크릴산나트륨, 폴리메타크릴산암모늄, 폴리아크릴산나트륨, 폴리아크릴산암모늄, 리그노술폰산나트륨을 포함한다. 적당한 계면활성제의 몇몇 예로는 올레산, 브롬화세틸트리메틸암모늄, 도데칸티올, 올레일아민, 도데실황산나트륨, 하이드록실포스포노아세트산 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 적당한 윤활제의 몇몇 예로는 플루오르화 계면활성제, 스테아르산아연, 이산화망간, 몰리브덴 디술피드, 알루미노 규산염, 유기 규소 공중합체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서, 건조 분말 조성물은 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제, 또는 이들의 분쇄물(comminution) 등 어떠한 첨가제도 포함하지 않을 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 조성물이 연마 입자, 촉진제 그리고 완충제만을 포함할 수 있다.
건조 분말 조성물을 제조한 후 소비자에게 배송하고, 소비자가 액체 캐리어를 추가하여 슬러리 형태의 폴리싱 조성물을 만들 수 있다. 그러나 다른 사례에서는 건조 분말 조성물을 소비자에게 보내기 전에 액체 캐리어에 분산시킬 수 있다. 적당한 액체 캐리어의 몇몇 예로는 극성 또는 비극성 액체물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어가 물을 포함하고, 필수적으로 물로 구성될 수 있고, 보다 상세하게는, 필수적으로 탈이온수로 구성될 수 있다.
조성물은 슬러리 조성물의 적절한 조성을 가능하게 하는 특정한 함량의 캐리어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 캐리어의 양이 캐리어와 연마 입자, 촉진제, 완충제, 첨가제를 포함한 조성물 총 중량의 45 wt% 이상을 차지할 수 있다. 다른 사례에서, 캐리어의 함량이 이보다 더 높은, 조성물 총 중량의 최소 50 wt% 이상, 55 wt% 이상 또는 60 wt% 이상 또는 65 wt% 이상 또는 70 wt% 이상 또는 75 wt% 이상 또는 80 wt% 이상일 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서, 캐리어가 조성물 총 중량의 최대 97 wt% 이하로서, 예를 들면, 95 wt% 이하 또는 90 wt% 이하 또는 85 wt% 이하 또는 80 wt% 이하 또는 75 wt% 이하 또는 70 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 이것은 캐리어의 함량이 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
조성물은 슬러리 조성물의 적절한 조성을 가능하게 하는 특정한 함량의 연마 입자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 연마 입자의 양이 캐리어와 연마 입자, 촉진제, 완충제, 첨가제를 포함한 조성물 총 중량의 2 wt% 이상을 차지할 수 있다. 다른 사례에서, 연마 입자의 함량은 이보다 더 높은, 조성물 총 중량의 최소 5 wt% 이상, 10 wt% 이상 또는 15 wt% 이상 또는 20 wt% 이상 또는 25 wt% 이상 또는 30 wt% 이상 또는 35 wt% 이상일 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서, 연마 입자는 조성물 총 중량의 최대 80 wt% 이하로서, 예를 들면, 60 wt% 이하 또는 50 wt% 이하 또는 40 wt% 이하 또는 30 wt% 이하 또는 25 wt% 이하 또는 20 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 이것은 연마 입자의 함량이 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
건조 분말 조성물에 캐리어를 첨가하면 최소한 촉진제 화합물의 일부가 해리되어 적어도 자유 촉진제 양이온 한 종과 자유 촉진제 음이온 한 종을 형성할 수 있다. 특정한 사례에서, 촉진제 화합물이 모두 해리되어 슬러리 조성물 내에 촉진제 화합물로부터 형성된 자유 이온 종들만 있고, 슬러리 조성물 내에 용해되지 않은 촉진제 화합물 입자가 전혀 들어 있지 않을 수 있다. 일 실시예에 따라서, 촉진제는 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 수산화 이온(OH1-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이 이온들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함할 수 있다. 더욱 특정한 실시예에서, 촉진제 음이온은 필수적으로 플루오린화 이온(F1-)으로 구성될 수 있다.
재료 제거 작업 중 슬러리 조성물의 성능을 높일 수 있도록 일정한 농도로 촉진제가 존재할 수 있다. 특히 촉진제는 액체 캐리어 내에서 일정한 몰농도(molarity)를 갖는 자유 음이온이 될 수 있다. 예를 들면, 촉진제가 최소 0.003 mol/L (M) 이상 또는 0.004 M 이상 또는 0.005 M 이상 또는 0.006 M 이상 또는 0.007 M 이상 또는 0.008 M 이상 또는 0.009 M 이상 또는 0.01 M 이상 또는 0.02 M 이상 또는 0.03 M 이상 또는 0.04 M 이상 또는 0.05 M 이상 또는 0.06 M 이상 또는 0.07 M 이상 또는 0.08 M 이상 또는 0.09 M 이상 또는 0.1 M 이상 또는 0.2 M 이상 또는 0.3 M 이상 또는 0.4 M 이상 또는 0.5 M 이상 또는 0.6 M 이상 또는 0.7 M 이상 또는 0.8 M 이상 또는 0.9 M 이상의 농도로 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 촉진제가 최대 1.0 M 이하 또는 0.9 M 이하 또는 0.8 M 이하 또는 0.7 M 이하 또는 0.6 M 이하 또는 0.5 M 이하 또는 0.4 M 이하 또는 0.3 M 이하 또는 0.2 M 이하 또는 0.1 M 이하 또는 0.09 M 이하 또는 0.08 M 이하 또는 0.07 M 이하 또는 0.06 M 이하 또는 0.05 M 이하 또는 0.04 M 이하 또는 0.03 M 이하 또는 0.02 M 이하 또는 0.01 M 이하 또는 0.009 M 이하 또는 0.008 M 이하 또는 0.007 M 이하 또는 0.006 M 이하 또는 0.005 M 이하 또는 0.004 M 이하 또는 0.003 M 이하의 농도로 존재할 수 있다. 이것은 촉진제의 농도가 예를 들면 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
촉진제 종(즉, 음이온 종)은 본원에 기술된 바와 같이 특정한 용해도를 갖는 촉진제 화합물로부터 형성될 수 있다. 본원에 언급된 실시예에서와 같이 그러한 촉진제가 건조 분말 촉진제 화합물의 용해도를 갖는 화합물로부터 형성될 수 있다.
본원에 언급된 바와 같이, 촉진제 화합물은 액체 캐리어 내에서 해리되어 액체 캐리어 내에서 양이온과 음이온 종으로 분리될 수 있다. 따라서, 액체 캐리어를 포함하는 슬러리 조성물이 1족 원소, 2족 원소, 3족 원소, 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 11족 원소, 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 양이온 종(즉, 원소 또는 화합물)을 포함할 수 있다. 더욱 특정한 사례에서, 슬러리 조성물은 H+, Li+, Na+, K+, Cs+, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4 +, Ag+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Ni3+, Cu2+, Pb2+, Hg+, Hg2+, Al3+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+ 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 양이온 종을 캐리어 내에 포함할 수 있다.
이 양이온 종은 슬러리 조성물 내에 일정한 농도로 존재할 수 있다. 예를 들면, 양이온 종은 최소 0.003 M 이상 또는 0.004 M 이상 또는 0.005 M 이상 또는 0.006 M 이상 또는 0.007 M 이상 또는 0.008 M 이상 또는 0.009 M 이상 또는 0.01 M 이상 또는 0.02 M 이상 또는 0.03 M 이상 또는 0.04 M 이상 또는 0.05 M 이상 또는 0.06 M 이상 또는 0.07 M 이상 또는 0.08 M 이상 또는 0.09 M 이상 또는 0.1 M 이상 또는 0.2 M 이상 또는 0.3 M 이상 또는 0.4 M 이상 또는 0.5 M 이상 또는 0.6 M 이상 또는 0.7 M 이상 또는 0.8 M 이상 또는 0.9 M 이상의 농도로 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 양이온 종은 최대 1.0 M 이하 또는 0.9 M 이하 또는 0.8 M 이하 또는 0.7 M 이하 또는 0.6 M 이하 또는 0.5 M 이하 또는 0.4 M 이하 또는 0.3 M 이하 또는 0.2 M 이하 또는 0.1 M 이하 또는 0.09 M 이하 또는 0.08 M 이하 또는 0.07 M 이하 또는 0.06 M 이하 또는 0.05 M 이하 또는 0.04 M 이하 또는 0.03 M 이하 또는 0.02 M 이하 또는 0.01 M 이하 또는 0.009 M 이하 또는 0.008 M 이하 또는 0.007 M 이하 또는 0.006 M 이하 또는 0.005 M 이하 또는 0.004 M 이하 또는 0.003 M 이하의 농도로 존재할 수 있다. 이것은 양이온 종의 농도가 예를 들면, 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
완충제가 액체 캐리어에 혼합되면서 최소한 완충제의 일부가 해리된다. 그러나 완충제 함량의 상당 부분이 화합물로 남아 있고 액체 캐리어 내에서 해리되지 않을 수 있다.
특히, 일정한 조건이 이루어지거나 성립된 후에 완충제가 해리되도록 조성할 수 있다. 특정한 사례에서, 촉진제 종과 같이 액체 캐리어 내에서 음이온 종의 일정한 최소 농도를 유지하도록 완충제를 조성함으로써 재료 제거 작업 중 워크피스와의 화학적 상호작용을 촉진할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 슬러리는 슬러리 조성물 전체 함량에서 완충제를 최소 0.01 wt% 이상, 즉, 0.05 wt% 이상 또는 0.08 wt% 이상 또는 0.1 wt% 이상 또는 0.15 wt% 이상 또는 0.2 wt% 이상 또는 0.25 wt% 이상 또는 0.3 wt% 이상 또는 0.35 wt% 이상 또는 0.4 wt% 이상 또는 0.45 wt% 이상 또는 0.5 wt% 이상 또는 0.55 wt% 이상 또는 0.6 wt% 이상 또는 0.65 wt% 이상 또는 0.7 wt% 이상 또는 0.75 wt% 이상 또는 0.8 wt% 이상 또는 0.85 wt% 이상 또는 0.9 wt% 이상 또는 1 wt% 이상 또는 1.5 wt% 이상 또는 2 wt% 이상 또는 2.5 wt% 이상 또는 3 wt% 이상 또는 3.5 wt% 이상 또는 4 wt% 이상 또는 4.5 wt% 이상 또는 5 wt% 이상 또는 5.5 wt% 이상 또는 6 wt% 이상 또는 6.5 wt% 이상 또는 7 wt% 이상 또는 8 wt% 이상 또는 8.5 wt% 이상 또는 9 wt% 이상을 포함할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 슬러리 조성물 내 완충제의 양은 슬러리 조성물 총 중량의 최대 10 wt% 이하로서, 예를 들면, 9 wt% 이하 또는 8 wt% 이하 또는 7 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3 wt% 이하 또는 2 wt% 이하 또는 1 wt% 이하 또는 0.9 wt% 이하 또는 0.8 wt% 이하 또는 0.6 wt% 이하 또는 0.4 wt% 이하 또는 0.2 wt% 이하 또는 0.1 wt% 이하일 수 있다. 이것은 완충제 함량이 예를 들면, 0.01 wt% 이상 그리고 10 wt% 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 실시예에서, 캐리어 및 건조 분말 조성물을 포함하는 슬러리 조성물이 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 특정한 pH를 가질 수 있다. 예를 들면, 슬러리 조성물이 최소 pH 8 이상으로서, 예를 들면, pH 9 이상 또는 pH 10 이상 또는 pH 11 이상의 값을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 슬러리가 최대 pH 12 이하로서, 예를 들면, pH 11 이하 또는 pH 10 이하 또는 pH 9 이하의 값을 가질 수 있다. 이것은 슬러리 조성물의 pH가 예를 들면, pH 8 이상 그리고 pH 12 이하의 범위 내의 pH 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
일 실시예에 따라서, 슬러리 조성물이 본원에 언급된 바와 같이 예를 들면, 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하되 이에 국한되지 않는, 선택적인 첨가제 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서, 조성물에 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 선택적 첨가제가 전혀 포함되지 않을 수 있다. 슬러리 조성물은 액체 캐리어, 연마 입자, 촉진제 그리고 완충제만 포함할 수 있다. 특정한 실시예에서, 조성물은 필수적으로 연마 실리카 입자, 물, KF 그리고 KBF4로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서, 본원에 기술된 바와 같이 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라서 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도가 8.0 μm/h 이상이 되도록 조성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도는 예를 들면, 최저 8.3 μm/h 이상으로서, 8.5 μm/h 이상 또는 8.7 μm/h 이상, 또는 9 μm/h 이상, 또는 9.3 μm/h 이상, 또는 9.5 μm/h 이상, 또는 9.7 μm/h 이상, 또는 10 μm/h 이상의 값이 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도는 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 최고 30 μm/h 이하로서, 예를 들면, 20 μm/h 이하 또는 15 μm/h 이하 또는 12 μm/h 이하의 값이 될 수 있다. 이것은 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도가 예를 들면, 8.0 μm/h 이상 30 μm/h 이하, 또는 8.5 μm/h 이상 15 μm/h 이하를 포함하여, 전술한 어떠한 최고 및 최저치를 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 실시예에서, 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 특정한 표면 거칠기(Ra) 계수를 갖는 것으로 슬러리 조성물을 특징지을 수 있다. 예를 들면, 슬러리 조성물이 20 Å 미만으로서, 예를 들면, 19 Å 이하 또는 18 Å 이하 또는 17 Å 이하 또는 16 Å 이하 또는 15 Å 이하 또는 12 Å
이하 또는 10 Å 이하 또는 8 Å 이하 또는 6 Å 이하 또는 4 Å 이하 또는 2 Å 이하의 표면 거칠기 계수를 가질 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 슬러리 조성물이 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 표면 거칠기 계수가 최소 0.5 Å이상으로서, 예를 들면, 0.8 Å이상 또는 1 Å 이상 또는 2 Å 이상 또는 3 Å 이상 또는 5 Å 이상 또는 8 Å 이상 또는 10 Å 이상 또는 12 Å 이상 또는 15 Å 이상의 값을 가질 수 있다. 이것은 표면 처리가 예를 들면, 20 Å 미만 그리고 0.5 Å 이상을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
많은 다양한 양태와 실시예가 있을 수 있다. 그러한 양태와 실시예들 중 일부가 본원에 기술되어 있다. 본 명세서를 읽은 당업자는 양태와 실시예들이 실례로서 제시된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예들이 아래 목록에 제시된 실시예 중 어느 한 가지 또는 그 이상과 부합될 수 있다이 양이온 종은 슬러리 조성물 내에 일정한 농도로 존재할 수 있다. 예를 들면, 양이온 종은 최소 0.003 M 이상 또는 0.004 M 이상 또는 0.005 M 이상 또는 0.006 M 이상 또는 0.007 M 이상 또는 0.008 M 이상 또는 0.009 M 이상 또는 0.01 M 이상 또는 0.02 M 이상 또는 0.03 M 이상 또는 0.04 M 이상 또는 0.05 M 이상 또는 0.06 M 이상 또는 0.07 M 이상 또는 0.08 M 이상 또는 0.09 M 이상 또는 0.1 M 이상 또는 0.2 M 이상 또는 0.3 M 이상 또는 0.4 M 이상 또는 0.5 M 이상 또는 0.6 M 이상 또는 0.7 M 이상 또는 0.8 M 이상 또는 0.9 M 이상의 농도로 존재할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 양이온 종은 최대 1.0 M 이하 또는 0.9 M 이하 또는 0.8 M 이하 또는 0.7 M 이하 또는 0.6 M 이하 또는 0.5 M 이하 또는 0.4 M 이하 또는 0.3 M 이하 또는 0.2 M 이하 또는 0.1 M 이하 또는 0.09 M 이하 또는 0.08 M 이하 또는 0.07 M 이하 또는 0.06 M 이하 또는 0.05 M 이하 또는 0.04 M 이하 또는 0.03 M 이하 또는 0.02 M 이하 또는 0.01 M 이하 또는 0.009 M 이하 또는 0.008 M 이하 또는 0.007 M 이하 또는 0.006 M 이하 또는 0.005 M 이하 또는 0.004 M 이하 또는 0.003 M 이하의 농도로 존재할 수 있다. 이것은 양이온 종의 농도가 예를 들면, 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
완충제가 액체 캐리어에 혼합되면서 최소한 완충제의 일부가 해리된다. 그러나 완충제 함량의 상당 부분이 화합물로 남아 있고 액체 캐리어 내에서 해리되지 않을 수 있다.
특히, 일정한 조건이 이루어지거나 성립된 후에 완충제가 해리되도록 조성할 수 있다. 특정한 사례에서, 촉진제 종과 같이 액체 캐리어 내에서 음이온 종의 일정한 최소 농도를 유지하도록 완충제를 조성함으로써 재료 제거 작업 중 워크피스와의 화학적 상호작용을 촉진할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 슬러리는 슬러리 조성물 전체 함량에서 완충제를 최소 0.01 wt% 이상, 즉, 0.05 wt% 이상 또는 0.08 wt% 이상 또는 0.1 wt% 이상 또는 0.15 wt% 이상 또는 0.2 wt% 이상 또는 0.25 wt% 이상 또는 0.3 wt% 이상 또는 0.35 wt% 이상 또는 0.4 wt% 이상 또는 0.45 wt% 이상 또는 0.5 wt% 이상 또는 0.55 wt% 이상 또는 0.6 wt% 이상 또는 0.65 wt% 이상 또는 0.7 wt% 이상 또는 0.75 wt% 이상 또는 0.8 wt% 이상 또는 0.85 wt% 이상 또는 0.9 wt% 이상 또는 1 wt% 이상 또는 1.5 wt% 이상 또는 2 wt% 이상 또는 2.5 wt% 이상 또는 3 wt% 이상 또는 3.5 wt% 이상 또는 4 wt% 이상 또는 4.5 wt% 이상 또는 5 wt% 이상 또는 5.5 wt% 이상 또는 6 wt% 이상 또는 6.5 wt% 이상 또는 7 wt% 이상 또는 8 wt% 이상 또는 8.5 wt% 이상 또는 9 wt% 이상을 포함할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 슬러리 조성물 내 완충제의 양은 슬러리 조성물 총 중량의 최대 10 wt% 이하로서, 예를 들면, 9 wt% 이하 또는 8 wt% 이하 또는 7 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3 wt% 이하 또는 2 wt% 이하 또는 1 wt% 이하 또는 0.9 wt% 이하 또는 0.8 wt% 이하 또는 0.6 wt% 이하 또는 0.4 wt% 이하 또는 0.2 wt% 이하 또는 0.1 wt% 이하일 수 있다. 이것은 완충제 함량이 예를 들면, 0.01 wt% 이상 그리고 10 wt% 이하의 범위 내의 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 실시예에서, 캐리어 및 건조 분말 조성물을 포함하는 슬러리 조성물이 재료 제거 작업의 개선을 가져올 수 있는 특정한 pH를 가질 수 있다. 예를 들면, 슬러리 조성물이 최소 pH 8 이상으로서, 예를 들면, pH 9 이상 또는 pH 10 이상 또는 pH 11 이상의 값을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 슬러리가 최대 pH 12 이하로서, 예를 들면, pH 11 이하 또는 pH 10 이하 또는 pH 9 이하의 값을 가질 수 있다. 이것은 슬러리 조성물의 pH가 예를 들면, pH 8 이상 그리고 pH 12 이하의 범위 내의 pH 값을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
일 실시예에 따라서, 슬러리 조성물이 본원에 언급된 바와 같이 예를 들면, 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하되 이에 국한되지 않는, 선택적인 첨가제 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 또 다른 실시예에서, 조성물에 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 선택적 첨가제가 전혀 포함되지 않을 수 있다. 슬러리 조성물은 액체 캐리어, 연마 입자, 촉진제 그리고 완충제만 포함할 수 있다. 특정한 실시예에서, 조성물은 필수적으로 연마 실리카 입자, 물, KF 그리고 KBF4로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서, 본원에 기술된 바와 같이 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라서 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도가 8.0 μm/h 이상이 되도록 조성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도는 예를 들면, 최저 8.3 μm/h 이상으로서, 8.5 μm/h 이상 또는 8.7 μm/h 이상, 또는 9 μm/h 이상, 또는 9.3 μm/h 이상, 또는 9.5 μm/h 이상, 또는 9.7 μm/h 이상, 또는 10 μm/h 이상의 값이 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도는 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 최고 30 μm/h 이하로서, 예를 들면, 20 μm/h 이하 또는 15 μm/h 이하 또는 12 μm/h 이하의 값이 될 수 있다. 이것은 슬러리 조성물의 평균 재료 제거 속도가 예를 들면, 8.0 μm/h 이상 30 μm/h 이하, 또는 8.5 μm/h 이상 15 μm/h 이하를 포함하여, 전술한 어떠한 최고 및 최저치를 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또 다른 실시예에서, 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 특정한 표면 거칠기(Ra) 계수를 갖는 것으로 슬러리 조성물을 특징지을 수 있다. 예를 들면, 슬러리 조성물이 20 Å 미만으로서, 예를 들면, 19 Å 이하 또는 18 Å 이하 또는 17 Å이하 또는 16 Å 이하 또는 15 Å이하 또는 12 Å이하 또는 10 Å이하 또는 8 Å이하 또는 6 Å이하 또는 4 Å이하 또는 2 Å이하의 표면 거칠기 계수를 가질 수 있다. 제한적으로 해석되지 않는 일 실시예에서, 슬러리 조성물이 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 표면 거칠기 계수가 최소 0.5 Å이상으로서, 예를 들면, 0.8 Å이상 또는 1 Å이상 또는 2 Å이상 또는 3 Å이상 또는 5 Å이상 또는 8 Å이상 또는 10 Å이상 또는 12 Å이상 또는 15 Å이상의 값을 가질 수 있다. 이것은 표면 처리가 예를 들면, 20 Å미만 그리고 0.5 Å이상을 포함하여, 전술한 어떠한 최소 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
많은 다양한 양태와 실시예가 있을 수 있다. 그러한 양태와 실시예들 중 일부가 본원에 기술되어 있다. 본 명세서를 읽은 당업자는 양태와 실시예들이 실례로서 제시된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예들이 아래 목록에 제시된 실시예 중 어느 한 가지 또는 그 이상과 부합될 수 있다.
[실시예]
조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어 내에 포화 농도로 함유된 완충제를 포함하되, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I-), 브로민화 이온(Br-), 플루오린화 이온(F-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 -), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함하고, 상기 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 촉진제는 0.002 M 내지 1.0 M 농도로 존재하는 자유 음이온을 포함하고, 상기 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 양으로 존재하는 자유 플루오린화 음이온(F1-)을 포함하고, 상기 완충제는 MaNbFx를 포함하고, 여기서 M은 금속 원소, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하되, 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L를 초과하는 화합물로부터 형성된 음이온을 포함하고, 상기완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 캐리어는 물을 포함하고, 필수적으로 물로 구성되며, 필수적으로 탈이온수로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 캐리어의 양은 조성물 총 중량의 최소 45 wt% 이상 또는 50 wt% 이상 또는 55 wt% 이상 또는 60 wt% 이상 또는 65 wt% 이상 또는 70 wt% 이상 또는 75 wt% 이상 또는 80 wt% 이상으로 존재한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 캐리어의 양은 조성물 총 중량의 97 wt% 이하 또는 95 wt% 이하 또는 90 wt% 이하 또는 85 wt% 이하 또는 80 wt% 이하 또는 75 wt% 이하 또는 70 wt% 이하로 존재한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 평균 입경(D50)은 20미크론 이하 그리고 10 nm 이상으로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 D90-D10 범위 값은 5 nm 이상부터 20미크론 이하로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 용융 상태의 실리카, 콜로이드 실리카, 석영, 흄드 실리카, 실리카 흄, 또는 이들의 임의의 조합 가운데 적어도 하나를 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 주성분으로 실리카를 포함하며, 여기서 연마 입자는 필수적으로 실리카로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 1 wt% 미만의 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 다이아몬드, 입방정계 질화 붕소, 탄화붕소, 세리아, 티타니아, 이트리아, 희토류, 알루미노규산염, 전이 금속, 산화철, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 연마 입자의 밀도가 이론적 밀도 90% 이상 또는 이론적 밀도 95% 이상 또는 이론적 밀도 98%이상 또는 이론적 밀도 99% 이상으로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 연마 입자의 밀도가 2.3 g/cm3 이상 또는 2.4 g/cm3 이상 또는 2.5 g/cm3 이상으로 구성된다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 연마 입자의 밀도가 4.5 g/cm3 이하, 또는 4.0 g/cm3 이하, 또는 3.5 g/cm3 이하, 또는 3 g/cm3 이하, 또는 2.9 g/cm3 이하, 또는 2.8 g/cm3 이하, 또는 2.7 g/cm3 이하로 구성된다.
실시예 2와 실시예 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 액체에서 자유 음이온을 형성할 수 있는 화합물을 적어도 한 가지 포함하되, 자유 음이온은 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 아이오딘화 이온(I1-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 브로민화 이온(Br1-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 플루오린화 이온(F1-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 황산 이온(SO4 2-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 황화 이온(S2-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 아황산 이온(SO3 2-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 염화 이온(Cl1-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 규산 이온(SiO4 4-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 인산 이온(PO4 3-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 질산 이온(NO3 1-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 16에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 탄산 이온(CO3 2-)을 포함한다.
실시예 1과 실시예 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 0.002 M 이상부터 1.0 M 이하의 농도로 존재한다.
실시예 2와 실시예 3 그리고 실시예 28에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 0.003 M 이상 또는 0.004 M 이상 또는 0.005 M 이상 또는 0.006 M 이상 또는 0.007 M 이상 또는 0.008 M 이상 또는 0.009 M 이상 또는 0.01 M 이상 또는 0.02 M 이상 또는 0.03 M 이상 또는 0.04 M 이상 또는 0.05 M 이상 또는 0.06 M 이상 또는 0.07 M 이상 또는 0.08 M 이상 또는 0.09 M 이상 또는 0.1 M 이상 또는 0.2 M 이상 또는 0.3 M 이상 또는 0.4 M 이상 또는 0.5 M 이상 또는 0.6 M 이상 또는 0.7 M 이상 또는 0.8 M 이상 또는 0.9 M 이상의 농도로 존재한다.
실시예 2와 실시예 3 그리고 실시예 28에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 0.9 M 이하 또는 0.8 M 이하 또는 0.7 M 이하 또는 0.6 M 이하 또는 0.5 M 이하 또는 0.4 M 이하 또는 0.3 M 이하 또는 0.2 M 이하 또는 0.1 M 이하 또는 0.09 M 이하 또는 0.08 M 이하 또는 0.07 M 이하 또는 0.06 M 이하 또는 0.05 M 이하 또는 0.04 M 이하 또는 0.03 M 이하 또는 0.02 M 이하 또는 0.01 M 이하 또는 0.009 M 이하 또는 0.008 M 이하 또는 0.007 M 이하 또는 0.006 M 이하 또는 0.005 M 이하 또는 0.004 M 이하 또는 0.003 M 이하의 농도로 존재한다.
실시예 1과 실시예 2 그리고 실시예 3에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L를 초과하거나 10.2 g/L 이상 또는 10.5 g/L 이상 또는 11 g/L 이상 또는 12 g/L 이상 또는 14 g/L 이상 또는 16 g/L 이상 또는 18 g/L 이상 또는 20 g/L 이상 또는 25 g/L 이상 또는 30 g/L 이상 또는 40 g/L 이상 또는 50 g/L 이상 또는 60 g/L 이상 또는 70 g/L 이상 또는 80 g/L 이상 또는 90 g/L 이상 또는 100 g/L 이상 또는 200 g/L 이상 또는 300 g/L 이상 또는 400 g/L 이상 또는 500 g/L 이상 또는 600 g/L 이상 또는 700 g/L 이상 또는 800 g/L 이상 또는 900 g/L 이상 또는 1000 g/L 이상인 화합물로부터 형성된 자유 음이온을 포함한다.
실시예 2와 실시예 3 그리고 실시예 30에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 용해도 10,000 g/L 이하 또는 9000 g/L 이하 또는 8000 g/L 이하 또는 7000 g/L 이하 또는 6000 g/L 이하 또는 5000 g/L 이하 또는 4000 g/L 이하 또는 3000 g/L 이하 또는 2000 g/L 이하 또는 1000 g/L 이하 또는 900 g/L 이하 또는 800 g/L 이하 또는 700 g/L 이하 또는 600 g/L 이하 또는 500 g/L 이하 또는 400 g/L 이하 또는 300 g/L 이하 또는 200 g/L 이하 또는 100 g/L 이하 또는 90 g/L 이하 또는 80 g/L 이하 또는 70 g/L 이하 또는 60 g/L 이하 또는 50 g/L 이하인 화합물로부터 형성된 자유 음이온을 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 1족 원소, 2족 원소, 3족 원소, 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 11족 원소, 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 종을 포함하는 원소 또는 화합물을 포함하는 최소한 하나의 자유 양이온을 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 H+, Li+, Na+, K+, Cs+, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4 +, Ag+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Ni3+, Cu2+, Pb2+, Hg+, Hg2+, Al3+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+ 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 양이온을 캐리어 내에서 구성한다.
실시예 33 또는 실시예 34의 조성물에 있어서, 캐리어에 함유된 자유 양이온이 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 농도로 존재한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 KF, NaF, RbF, NiF2, ZnF2, CoF2 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함한다.
실시예 2와 실시예 4에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제와 완충제가 동일한 종류의 음이온을 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제와 완충제가 플루오린화 이온(F-) 또는 음이온을 구성하는 플루오린화물을 포함한다.
실시예 1과 실시예 3, 그리고 실시예 37에 해당하는 조성물에 있어서, M은 1족 원소, 2족 원소, 전이 금속 원소, 희토류 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 금속 원소를 나타낸다.
실시예 1과 실시예 3, 그리고 실시예 37에 해당하는 조성물에 있어서, M은 Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Mn, Co, Ni, Cu, Pb, Hg, Al, Cr, Fe, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 금속 원소 또는 금속 화합물을 나타낸다.
실시예 1과 실시예 3, 그리고 실시예 37에 해당하는 조성물에 있어서, N은 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 비금속 원소 또는 화합물을 나타낸다.
실시예 1과 실시예 3, 그리고 실시예 37에 해당하는 조성물에 있어서, N은 H, B, C, Si, Ge, N, P, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 비금속 원소를 나타낸다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, CaF2, MgF2, Na3AlF6, FeF3, LiF, MnF2, AlF3, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함한다.
실시예 44의 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함한다.
실시예 45의 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4를 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 KF를 포함하고 완충제는 KBF4를 포함한다.
실시예 1, 2, 3, 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 필수적으로 실리카 입자, 물, KF 그리고 KBF4로 구성된다.
실시예 1에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 10 g/L 미만으로 구성된다.
실시예 2, 3, 4 그리고 49에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 9.8 g/L 이하 또는 9.5 g/L 이하 또는 9.2 g/L 이하 또는 9 g/L 이하 또는 8.5 g/L 이하 또는 8 g/L 이하 또는 7.5 g/L 이하 또는 7 g/L 이하 또는 6.5 g/L 이하 또는 6 g/L 이하 또는 5.5 g/L 이하 또는 5 g/L 이하 또는 4.5 g/L 이하 또는 4 g/L 이하 또는 3.5 g/L 이하 또는 3 g/L 이하 또는 2.5 g/L 이하 또는 2 g/L 이하 또는 1.5 g/L 이하 또는 1 g/L 이하 또는 0.5 g/L 이하 또는 0.1 g/L 이하 또는 0.05 g/L 이하로 구성된다.
실시예 2, 3, 4 그리고 49에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 용해도 0.001 g/L 이상 또는 0.005 g/L 이상 또는 0.01 g/L 이상 또는 0.05 g/L이상 또는 0.1 g/L 이상 또는 0.5 g/L 이상 또는 1 g/L 이상 또는 1.5 g/L 이상 또는 2 g/L 이상 또는 2.5 g/L 이상 또는 3 g/L 이상 또는 3.5 g/L 이상 또는 4 g/L 이상 또는 4.5 g/L 이상 또는 5 g/L 이상 또는 5.5 g/L 이상 또는 6 g/L 이상 또는 6.5 g/L 이상 또는 7 g/L 이상 또는 7.5 g/L 이상 또는 8 g/L 이상 또는 8.5 g/L 이상 또는 9 g/L 이상으로 구성된다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 0.01 wt% 이상 그리고 10 wt% 이하의 범위 내의 양으로 존재한다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제의 용해도는 촉진제를 생성하는 촉진제 화합물의 용해도 보다 낮다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 pH 8 이상 또는 pH 9 이상 또는 pH 10 이상 또는 pH 11 이상으로 구성된다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 pH 12 이하 또는 pH 11 이하 또는 pH 10 이하 또는 pH 9 이하로 구성된다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 pH 8 이상 그리고 pH 12 이하로 구성된다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 첨가제를 포함한다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 조성물은 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 한 가지를 포함하지 않는다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물에 있어서, 조성물은 중합체(polymer)를 포함한 유기화합물을 포함하지 않는다.
실시예 1, 2, 3 그리고 4에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 평균 재료 제거 속도가 시간당 8.0미크론 이상으로 구성된다.
실시예 60의 조성물로서, 추가적으로 표면 거칠기 계수가 20옹스트롬 미만으로 구성된다.
조성물로서,
연마 입자;
ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 10 g/L 이상으로 구성된 촉진제 화합물;
ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 10 g/L 미만으로 구성된 완충제; 및
1.02 이상인 용해도 비율(SA/SB)을 포함하되, 여기서 SA는 촉진제 용해도를 나타내고 SB는 완충제 용해도를 나타낸다.
조성물로서,
연마 입자;
아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 수산화 이온(OH1-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 그룹에서 선택한 적어도 하나의 음이온을 포함하는 촉진제 화합물; 및
MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하는 완충제를 포함하되, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 평균 입경(D50)이 20미크론 이하 그리고 10 nm 이상으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 D90-D10 범위가 5 nm 이상부터 20미크론 이하로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 용융 상태의 실리카, 콜로이드 실리카, 석영, 흄드 실리카, 실리카 흄, 또는 이들의 임의의 조합 가운데 적어도 하나를 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 주성분으로 실리카를 포함하며, 여기서 연마 입자는 필수적으로 실리카로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자는 1 wt% 미만의 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 다이아몬드, 입방정계 질화 붕소, 탄화붕소, 세리아, 티타니아, 이트리아, 희토류 원소, 알루미노규산염, 전이 금속 원소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 밀도가 이론적 밀도 90% 이상 또는 이론적 밀도 95% 이상 또는 이론적 밀도 98%이상 또는 이론적 밀도 99% 이상으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 밀도가 2.3 g/cm3 이상 또는 2.4 g/cm3 이상 또는 2.5 g/cm3 이상으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 연마 입자의 밀도가 4.5 g/cm3 이하, 또는 4.0 g/cm3 이하, 또는 3.5 g/cm3 이하, 또는 3 g/cm3 이하, 또는 2.9 g/cm3 이하, 또는 2.8 g/cm3 이하, 또는 2.7 g/cm3 이하로 구성된다.
실시예 62의 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이 이온들 간의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 음이온을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 아이오딘화 이온(I1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 브로민화 이온(Br1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 플루오린화 이온(F1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 황산 이온(SO4 2-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 황화 이온(S2-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 아황산 이온(SO3 2-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 염화 이온(Cl1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 규산 이온(SiO4 4-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 인산 이온(PO4 3-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 질산 이온(NO3 1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 탄산 이온(CO3 2-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 과염소산 이온(ClO4 1-)을 포함한다.
실시예 63과 실시예 72에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물의 양은 조성물 총 중량의 0.15 wt% 이상에서 15 wt% 이하로 존재한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 10 g/L 초과 또는 10.2 g/L 이상 또는 10.5 g/L 이상 또는 11 g/L 이상 또는 12 g/L 이상 또는 14 g/L 이상 또는 16 g/L 이상 또는 18 g/L 이상 또는 20 g/L 이상 또는 25 g/L 이상 또는 30 g/L 이상 또는 40 g/L 이상 또는 50 g/L 이상 또는 60 g/L 이상 또는 70 g/L 이상 또는 80 g/L 이상 또는 90 g/L 이상 또는 100 g/L 이상 또는 200 g/L 이상 또는 300 g/L 이상 또는 400 g/L 이상 또는 500 g/L 이상 또는 600 g/L 이상 또는 700 g/L 이상 또는 800 g/L 이상 또는 900 g/L 이상 또는 1000 g/L 이상으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 용해도 10,000 g/L 이하 또는 9000 g/L 이하 또는 8000 g/L 이하 또는 7000 g/L 이하 또는 6000 g/L 이하 또는 5000 g/L 이하 또는 4000 g/L 이하 또는 3000 g/L 이하 또는 2000 g/L 이하 또는 1000 g/L 이하 또는 900 g/L 이하 또는 800 g/L 이하 또는 700 g/L 이하 또는 600 g/L 이하 또는 500 g/L 이하 또는 400 g/L 이하 또는 300 g/L 이하 또는 200 g/L 이하 또는 100 g/L 이하 또는 90 g/L 이하 또는 80 g/L 이하 또는 70 g/L 이하 또는 60 g/L 이하 또는 50 g/L 이하로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 1족 원소, 2족 원소, 3족 원소, 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 11족 원소, 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 종을 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 H+, Li+, Na+, K+, Cs+, Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4 +, Ag+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Ni3+, Cu2+, Pb2+, Hg+, Hg2+, Al3+, Cr2+, Cr3+, Cr4+, Cr6+, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 양이온을 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제 화합물은 KF, NaF, RbF, NiF2, ZnF2, CoF2 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 62의 조성물에 있어서, 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제 화합물과 다르다.
실시예 63과 실시예 91에 해당하는 조성물에 있어서, M은 1족 원소, 2족 원소, 전이 금속 원소, 희토류 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 금속 원소 또는 화합물을 나타낸다.
실시예 63과 실시예 91에 해당하는 조성물에 있어서, M은 Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Mn, Co, Ni, Cu, Pb, Hg, Al, Cr, Fe, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 금속 원소를 나타낸다.
실시예 63과 실시예 91에 해당하는 조성물에 있어서, N은 12족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 비금속 원소를 나타낸다.
실시예 63과 실시예 91에 해당하는 조성물에 있어서, N은 H, B, C, Si, N, P, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 적어도 하나의 비금속 원소를 나타낸다.
실시예 63과 실시예 91에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, CaF2, MgF2, Na3AlF6, FeF3, LiF, MnF2, AlF3, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 96의 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6의 그룹에서 선택한 화합물을 포함한다.
실시예 97의 조성물에 있어서, 완충제는 KBF4를 포함한다.
실시예 62부터 98까지 해당하는 조성물에 있어서, 촉진제는 KF를 포함하고 완충제는 KBF4를 포함한다.
실시예 62부터 99까지 해당하는 조성물로서, 필수적으로 실리카, KF 그리고 KBF4를 포함한다.
실시예 63의 조성물에 있어서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 10 g/L 미만으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 101에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도 9.8 g/L 이하 또는 9.5 g/L 이하 또는 9.2 g/L 이하 또는 9 g/L 이하 또는 8.5 g/L 이하 또는 8 g/L 이하 또는 7.5 g/L 이하 또는 7 g/L 이하 또는 6.5 g/L 이하 또는 6 g/L 이하 또는 5.5 g/L 이하 또는 5 g/L 이하 또는 4.5 g/L 이하 또는 4 g/L 이하 또는 3.5 g/L 이하 또는 3 g/L 이하 또는 2.5 g/L 이하 또는 2 g/L 이하 또는 1.5 g/L 이하 또는 1 g/L 이하 또는 0.5 g/L 이하 또는 0.1 g/L 이하 또는 0.05 g/L 이하로 구성된다.
실시예 62와 실시예 101에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 용해도 0.001 g/L 이상 또는 0.005 g/L 이상 또는 0.01 g/L 이상 또는 0.05 g/L이상 또는 0.1 g/L 이상 또는 0.5 g/L 이상 또는 1 g/L 이상 또는 1.5 g/L 이상 또는 2 g/L 이상 또는 2.5 g/L 이상 또는 3 g/L 이상 또는 3.5 g/L 이상 또는 4 g/L 이상 또는 4.5 g/L 이상 또는 5 g/L 이상 또는 5.5 g/L 이상 또는 6 g/L 이상 또는 6.5 g/L 이상 또는 7 g/L 이상 또는 7.5 g/L 이상 또는 8 g/L 이상 또는 8.5 g/L 이상 또는 9 g/L 이상으로 구성된다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 0.15 wt% 이상 그리고 30 wt% 이하의 범위 내의 양으로 존재한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 촉진제 화합물에 함유된 음이온 종과 동일한 음이온 종을 포함하는 화합물을 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제는 촉진제 화합물에 함유된 음이온 종과 다른 음이온 종을 포함하는 화합물을 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 완충제의 용해도는 촉진제를 생성하는 촉진제 화합물의 용해도 보다 낮다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물로서, 추가적으로 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 첨가제를 포함한다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 조성물은 산화제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 한 가지를 포함하지 않는다.
실시예 62와 실시예 63에 해당하는 조성물에 있어서, 조성물은 중합체를 포함한 유기물질을 포함하지 않는다.
조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 포화 농도로 함유된 촉진제; 및디히드록시벤젠 디술폰산, 2-히드록시 에틸 글리신, 에틸렌디아민테트라아세트산, 데페록사민, 디에틸렌트리아민펜타아세트산, 에티드로닉산, 디소듐-4,5-디히드록시-1,3-벤젠디술폰산염, 니트릴로트리아세트산, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 조성물을 포함하는 킬레이트제를 포함하고, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 음이온을 포함한다.
지르코니아 함유 재료 폴리싱용으로 조성된 폴리싱 슬러리로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자; 및
지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 평균 시간당 8.0미크론 이상의 재료 제거 속도와 20옹스트롬 이하의 표면 거칠기(Ra) 계수를 포함한다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로 캐리어에 함유된 촉진제를 포함하고, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 음이온을 포함한다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로 캐리어에 함유된 완충제를 포함하고, 상기 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다르다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로 캐리어에 함유된 촉진제를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 내지 1.0 M의 농도로 존재하는 음이온을 포함한다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로 캐리어에 함유된 완충제 포함하고, 여기서 상기 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 양으로 존재하는 플루오린화 이온(F1-)을 포함하고, 상기 완충제는 MANBFx를 포함하고, 여기서 완충제는 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
실시예 112의 폴리싱 슬러리로서, 추가적으로
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하고, 상기 촉진제는 ASTM 표준 E1148에 따라 용해도가 10 g/L를 초과하는 화합물로부터 형성된 음이온을 포함하고, 상기 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L 미만의 용해도를 갖는다.
[예시]
[예시 1]
첫 번째 폴리싱 슬러리 조성물(견본 S1)이 조성되었고, D50이 100 nm이고 D90-D10 범위 값이 109 nm인 25 wt%의 콜로이드 실리카가 포함되었다. 상기 슬러리 조성물은 추가적으로 75 wt%의 물을 포함하였다. 상기 슬러리 조성물은 선택적 첨가제를 포함하지 않았다. 상기 슬러리 조성물의 pH는 KOH를 추가하여 대략 pH 10.5로 조정되었다.
두 번째 폴리싱 슬러리 조성물이 조성되었다(견본 S2). 건조 분말 조성물을 먼저 조성하고, D50이 100 nm이고 D90-D10 범위 값이 109 nm인 98.06 wt%의 콜로이드 실리카 연마 입자 그리고 촉진제 화합물로서 플루오린화칼륨 (KF)을1.94 wt% 포함하였다. 건조 분말 조성물을 조성한 후, 상기 건조 분말 조성물을 액체 캐리어로서 탈이온수와 혼합하여 슬러리 조성물을 조성하였다. 상기 슬러리 조성물은 실리카 연마 입자 24.88 wt%와 KF 0.49 wt%를 포함하였다. 상기 슬러리 조성물은 선택적 첨가제를 포함하지 않았다. 상기 슬러리 조성물의 pH는 KOH를 추가하여 대략 pH 10.5로 조정되었다.
세 번째 폴리싱 슬러리 조성물이 조성되었다(견본 S3). 건조 분말 조성물을 먼저 조성하고 견본 S1과 S2에 사용된 콜로이드 실리카 93.95 wt%와 KBF4 4.04 wt%를 포함하였다. 건조 분말 조성물을 조성한 후, 상기 건조 분말 조성물을 액체 캐리어로서 탈이온수와 혼합하여 슬러리 조성물을 조성하였다. 상기 슬러리 조성물은 실리카 연마 입자 24.65 wt%와 KBF4 1.06 wt%를 포함하였다. 상기 슬러리 조성물의 pH는 KOH를 추가하여 대략 pH 10.5로 조정되었다.
네 번째 슬러리 조성물은 먼저 견본 S1, S2 그리고 S3에 사용된 것과 동일한 종류의 콜로이드 실리카 연마 입자 94.11 wt% 그리고 촉진제 화합물로서 플루오린화칼륨(KF) 1.86 wt%, 그리고 완충제로서 KBF4 4.04 wt%를 포함하는 건조 분말 조성물을 만들어 조성하였다(견본 S4). 건조 분말 조성물을 조성한 후, 상기 건조 분말 조성물을 액체 캐리어로서 탈이온수와 혼합하여 슬러리 조성물을 조성하였다. 상기 슬러리 조성물은 실리카 24.61 wt%와 완충제 1.06 wt%(KBF4), 그리고 KF 0.49 wt%를 포함하였다. 상기 슬러리 조성물은 선택적 첨가제를 포함하지 않았다. 상기 슬러리 조성물의 pH는 KOH를 추가하여 대략 pH 10.5로 조정되었다.
상기 슬러리 조성물의 견본 S1, S2, S3 그리고 S4에 대한 지르코니아 폴리싱 테스트를 지르코니아 웨이퍼에서 실시하여 비교하였다(아래의 설명 참조). 테스트 결과가 표 1 및 도 1에 제시되어 있다. KF 및 KBF4를 포함하는 슬러리 조성물 S4의 재료 제거 속도(MMR)가 표본 S1, S2 그리고 S3과 비교하여 유의미하게 개선된 것을 볼 수 있다. KF만 추가한 것(S2)은 MRR의 증가를 가져오지 않았고, 그리고 KBF4만 추가한 것(S3)은 실리카 슬러리에 첨가제를 넣지 않은 것(S1)과 비교하여 단지 경미한 정도로만 MRR을 개선했다. 물과 실리카를 함유한 슬러리 조성물 S1과 비교하여 견본 S4의 MMR이 43% 증가했다.
| 견본 | 실리카 [wt%] |
KF
[wt%] |
KBF 4 [wt%] | MRR [μm/시] | 표면 거칠기 [*?*] |
| S1 | 25.10 | - | - | 7.7 | 11.3 |
| S2 | 24.88 | 0.49 | - | 7.6 | 11.9 |
| S3 | 24.65 | - | 1.06 | 9.0 | |
| S4 | 24.61 | 0.49 | 1.06 | 11.00 | 9.9 |
또한, 견본 S4는 폴리싱을 마친 지르코니아 웨이퍼의 표면 거칠기에서 11.3 Å(견본 S1) 그리고 11.9 Å(견본 S2)와 비교하여 가장 낮은 9.9 Å을 획득하였다(표 1 참조).
[예시 2]
슬러리 조성물 S5와 S6을 예시 1과 동일한 절차와 조성에 따르되, D50 입경이 74.5 nm이고 D90-D10 범위 값이 25 nm인 콜로이드 실리카 연마 입자를 사용하여 준비하였다. 슬러리 조성물 S5는 물에 추가하여 실리카만 함유하고, 견본 S6은 물, 실리카, KF, KBF4를 함유하였다.
슬러리 조성물 S5와 S6에 대해 예시 1의 지르코니아 폴리싱 테스트를 실시하여 비교하였다. 그 결과가 표 2에 제시되어 있다. 실리카, KF 및 KBF4의 조합을 포함하는 견본 S6의 재료 제거 속도가 견본 S5(실리카만 포함)와 비교하여 유의미하게 개선된 것을 볼 수 있다. 물과 실리카만 함유한 슬러리 조성물(S5)과 비교하여 견본 S6의 재료 제거 속도가 59% 증가했다.
[예시 3]
슬러리 조성물 S7과 S8을 견본 S1부터 S4까지 사용한 예시 1과 동일한 절차와 조성에 따르되, D50 입경이 79.6 nm이고 D90-D10 범위 값이 0.03 nm인 콜로이드 실리카 연마 입자를 사용하여 준비하였다.
슬러리 조성물 S7은 물과 실리카만 함유하고, 견본 S8은 물, 실리카, KF, KBF4를 함유하였다.
슬러리 조성물 S7과 S8에 대해 예시 1의 지르코니아 폴리싱 테스트를 실시하여 비교하였다. 그 결과가 표 2에 요약되어 있다. 실리카, KF 및 KBF4의 조합을 포함하는 견본 S8의 재료 제거 속도가 견본 S7(실리카만 포함)과 비교하여 유의미하게 개선된 것을 볼 수 있다. 물과 실리카만 함유한 슬러리 조성물(S7)과 비교하여 견본 S8의 재료 제거 속도가 33% 증가하였다.
|
MRR[μm/시]
실리카만 포함 |
MRR[μm/시]
실리카 + KF + KBF4 |
MRR 증가 [%] | |
| 예시 1 | 7.7 (S1) | 11.0 (S4) | 43 |
| 예시 2 | 5.1 (S5) | 8.1 (S6) | 59 |
| 예시 3 | 7.5 (S7) | 10.0 (S8) | 33 |
폴리싱 슬러리의 재료 제거 속도 측정을 위한 지르코니아 폴리싱 테스트.
지르코니아 폴리싱 테스트는 직경 2인치의 이트리아 안정화 다결정 ZrO2 웨이퍼 상에서 실시하였다. 초기 평균 표면 거칠기가 대략 250-750 Å인 웨이퍼 8개를 36" Speedfam GPAW 폴리셔(polisher) 상의 템플릿에 배치하였다. XY 요홈 새 Eminess Suba 600 폴리싱 패드를 사용하여 웨이퍼 상에서 폴리싱을 실시하였다. 하향 폴리싱 압력 5.0 psi에서 연마정반 회전 속도 60 RPM으로 웨이퍼를 가공하였다. 슬러리 유속을 분당 55 mL로 설정하고 폴리싱 공정을 시작하기 전에 5초 동안 폴리싱 패드 중심에 추가하였다. 폴리셔 트로프(trough)를 통해 배출된 슬러리를 재순환하도록 설정하여 슬러리가 트로프에서 빠져나가서 슬러리를 패드로 펌핑하는 용기로 돌아가도록 하였다. 용기 내의 슬러리는 축류 터빈 임펠러(axial-flow turbine impeller)에 의해 지속적으로 교반된다. 총 슬러리 용적은 2갤런이었다. 가공 시간은 총 180분이었고 3회, 60분 간격으로 웨이퍼를 가공하였다. 폴리싱 작업 중 패드 온도는 22-25°C 사이에서 유지되었다. 가공 후, 웨이퍼는 Kimwipes와 수돗물을 사용하여 세척한 다음 압축공기를 사용하여 건조하였다.
재료 제거 속도(MRR)는 폴리싱 전과 후의 웨어퍼 질량의 변화로 결정되었다. 전과 후의 웨이퍼 질량 변화를 폴리싱 소요 시간(즉, 60분)으로 나누어 평균 재료 제거 속도를 계산하였다. 웨이퍼의 질량은 벤치탑 스케일로 측정하였다. 웨이퍼의 표면 거칠기는 Zygo NewView 3D 광학 서피스 프로파일러 및 Zygo Mx 소프트웨어를 사용하여 결정되었다. 이 계측기는 각 표면 거칠기 측정을 위해 웨이퍼에서 0.17 x 0.17 mm 면적을 매핑한다. 웨이퍼당 5회 측정을 한다. 웨이퍼 8개 모두 측정치의 평균을 내서 슬러리 조성물의 평균 표면 거칠기 계수(Ra)를 산출한다.
상기 기재된 발명의 요지는 실례로서 간주되고, 제한적으로 간주되지 않으며, 첨부된 청구항은 본 발명의 진정한 범위에 속하는 모든 그러한 변경 및 증강 요소 그리고 기타 실시예를 포괄하도록 작성되어 있다. 따라서, 법에 의해 허용되는 최대 한도 내에서, 본 발명의 범위는 하기 청구항 및 이들의 등가물에 대한 가장 넓게 허용되는 해석에 의해 결정되고, 전술한 상세한 설명에 의해 한정되거나 또는 제한되지 않아야 한다.
특허법을 따르기 위해 요약서를 제공하고, 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는 데 이용되지 않을 것을 양해하는 조건 하에 이를 제출한다. 또한, 전술한 발명의 상세한 설명 내에서는 발명을 간결하게 개시하기 위해 다양한 특징을 함께 그룹화하거나 단일한 실시예를 통해 설명할 수 있다. 이러한 개시는 청구된 실시예가 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 하기 청구항에 반영된 것과 같이, 발명의 요지가 개시된 실시예에 있는 모든 특징 중에서 일부에만 관계될 수 있다. 따라서, 하기 청구항들이 발명의 상세한 설명으로 통합되며, 각 청구항은 독립항으로서 개별적으로 청구 요지를 규정하게 된다.
Claims (15)
- 조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어 내에 포화 농도로 함유된 완충제를 포함하고, 상기 촉진제는 아이오딘화 이온(I-), 브로민화 이온(Br-), 플루오린화 이온(F-), 황산 이온(SO42-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO32-), 염화 이온(Cl-), 규산 이온(SiO44-), 인산 이온(PO43-), 질산 이온(NO3-), 탄산 이온(CO32-), 과염소산 이온(ClO41-) 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 적어도 하나의 자유 음이온을 포함하고, 상기 완충제는 MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다른 조성물. - 조성물로서,
액체를 포함한 캐리어;
캐리어에 함유된 연마 입자;
캐리어에 함유된 촉진제; 및
캐리어에 함유된 완충제를 포함하고, 여기서 상기 연마 입자는 실리카를 포함하고, 상기 촉진제는 0.002 M 이상 그리고 1.0 M 이하의 범위 내의 양으로 존재하는 자유 플루오린화 음이온(F1-)을 포함하고, 상기 완충제는 MaNbFx를 포함하고, 여기서 M은 금속 원소, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 10 g/L 미만의 용해도를 갖는 조성물. - 조성물로서
연마 입자;
아이오딘화 이온(I1-), 브로민화 이온(Br1-), 플루오린화 이온(F1-), 황산 이온(SO4 2-), 황화 이온(S2-), 아황산 이온(SO3 2-), 염화 이온(Cl1-), 규산 이온(SiO4 4-), 인산 이온(PO4 3-), 질산 이온(NO3 1-), 탄산 이온(CO3 2-), 수산화 이온(OH1-), 과염소산 이온(ClO4 1-) 그룹에서 선택한 적어도 하나의 음이온을 포함하는 촉진제 화합물; 및
MaFx, NbFx, MaNbFx, MaIx, NbIx, MaNbIx, MaBrx, NbBrx, MaNbBrx, Ma(SO4)x, Nb(SO4)x, MaNb(SO4)x, MaSx, NbSx, MaNbSx, Ma(SiO4)x, Nb(SiO4)x, MaNb(SiO4)x, Ma(PO4)x, Nb(PO4)x, MaNb(PO4)x, Ma(NO3)x, Nb(NO3)x, MaNb(NO3)x, Ma(CO3)x, Nb(CO3)x, MaNb(CO3)x, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹에서 선택한 화합물을 포함하는 완충제를 포함하고, 여기서 M은 금속 원소 또는 금속 화합물, N은 비금속 원소, 그리고 a와 b와 x는 1 내지 6 사이의 숫자를 가리키며, 여기서 완충제는 촉진제와 다른 조성물. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 캐리어는 물을 포함하는 조성물.
- 청구항 4에 있어서, 캐리어는 조성물 총 중량의 45 wt% 이상의 양으로 존재하는 조성물.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 연마 입자는 실리카를 포함하는 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 촉진제는 KF, NaF, RbF, NiF2, ZnF2, CoF2 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함하는 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 완충제는 KBF4, NaBF4, NH4BF4, KPF6, NaPF6, CaF2, MgF2, Na3AlF6, FeF3, LiF, MnF2, AlF3, 또는 이들의 임의의 조합에서 선택한 화합물을 포함하는 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 촉진제의 자유 음이온은 플루오린화 이온(F1-)을 포함하는 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 촉진제는 0.002 M 이상부터 1.0 M 이하의 농도로 존재하는 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 완충제는 ASTM 표준 E1148에 따라 물속에서 10 g/L 미만의 용해도를 갖는 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 촉진제는 ASTM 표준 E1148에 따라 10 g/L를 초과하는 용해도를 갖는 조성물.
- 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 촉진제는 KF를 포함하고 완충제는 KBF4를 포함하는 조성물.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 조성물은 필수적으로 실리카, 물, KF 그리고 KBF4로 구성되는 조성물.
- 청구항 3에 있어서, 폴리싱 슬러리는 조성물로 구성되고, 연마 입자는 실리카를 포함하고, 촉진제는 자유 플루오린화 음이온을 포함하며, 지르코니아 폴리싱 테스트에 따라 지르코니아 함유 재료를 시간당 8.0미크론 이상의 평균 재료 제거 속도(MMR)로 폴리싱하도록 조정되는 폴리싱 슬러리.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762576937P | 2017-10-25 | 2017-10-25 | |
| US62/576,937 | 2017-10-25 | ||
| PCT/US2018/056728 WO2019083847A1 (en) | 2017-10-25 | 2018-10-19 | COMPOSITION FOR THE IMPLEMENTATION OF MATERIAL REMOVAL OPERATIONS AND METHOD FOR FORMING THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200063260A true KR20200063260A (ko) | 2020-06-04 |
| KR102447589B1 KR102447589B1 (ko) | 2022-09-28 |
Family
ID=66170428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207014914A Active KR102447589B1 (ko) | 2017-10-25 | 2018-10-19 | 재료 제거 공정을 위한 조성물과 그 조성 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10982114B2 (ko) |
| EP (1) | EP3700990B1 (ko) |
| JP (1) | JP7096884B2 (ko) |
| KR (1) | KR102447589B1 (ko) |
| CN (1) | CN109705735B (ko) |
| WO (1) | WO2019083847A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020245904A1 (ja) | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 研磨液、分散体、研磨液の製造方法及び研磨方法 |
| CN115165872A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-10-11 | 大连理工大学 | 一种用于精准测量单晶金刚石去除率的测量方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990087232A (ko) * | 1996-02-26 | 1999-12-15 | 볼스트 스테판 엘. | 방사선 경화성 수퍼사이즈 |
| KR20010109960A (ko) * | 2000-06-05 | 2001-12-12 | 윤종용 | 금속막의 화학 및 기계적 연마용 슬러리 및 그 제조방법과상기 슬러리를 이용한 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 |
| KR20070061344A (ko) * | 2005-12-08 | 2007-06-13 | 주식회사 엘지화학 | 연마 선택비 조절제 및 이를 함유한 ｃｍｐ 슬러리 |
| CN103146370A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-12 | 中国石油大学(华东) | 一种油层预置用防垢剂 |
| CN105462504A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种c向蓝宝石抛光液及其制备方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993686A (en) | 1996-06-06 | 1999-11-30 | Cabot Corporation | Fluoride additive containing chemical mechanical polishing slurry and method for use of same |
| US20040134873A1 (en) * | 1996-07-25 | 2004-07-15 | Li Yao | Abrasive-free chemical mechanical polishing composition and polishing process containing same |
| US6071614A (en) | 1997-07-14 | 2000-06-06 | 3M Innovative Properties Company | Microporous fluorinated silica agglomerate and method of preparing and using same |
| WO1999067056A1 (en) | 1998-06-23 | 1999-12-29 | Arch Specialty Chemicals, Inc. | Composition for the chemical mechanical polishing of metal layers |
| WO2001078116A2 (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-18 | Cabot Microelectronics Corporation | System for the preferential removal of silicon oxide |
| JP3563017B2 (ja) * | 2000-07-19 | 2004-09-08 | ロデール・ニッタ株式会社 | 研磨組成物、研磨組成物の製造方法及びポリシング方法 |
| DE10063491A1 (de) | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Bayer Ag | Saure Polierslurry für das chemisch-mechanische Polieren von SiO¶2¶-Isolationsschichten |
| US7232514B2 (en) | 2001-03-14 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| JP4974447B2 (ja) | 2003-11-26 | 2012-07-11 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物及び研磨方法 |
| WO2006086265A2 (en) | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| EP1704965A1 (de) | 2005-03-24 | 2006-09-27 | Solvay Fluor GmbH | Schleifmittelzusatz |
| TWI385226B (zh) * | 2005-09-08 | 2013-02-11 | 羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 | 用於移除聚合物阻障之研磨漿液 |
| US8163049B2 (en) | 2006-04-18 | 2012-04-24 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Fluoride-modified silica sols for chemical mechanical planarization |
| CN103146307B (zh) | 2013-03-28 | 2014-12-10 | 天津理工大学 | 一种化学机械抛光用纳米抛光液 |
| KR101405333B1 (ko) * | 2013-09-12 | 2014-06-11 | 유비머트리얼즈주식회사 | 연마 입자, 연마 슬러리 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
| JP6482200B2 (ja) * | 2014-07-18 | 2019-03-13 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| CN105458946B (zh) | 2016-01-05 | 2018-03-23 | 郑州龙达磨料磨具有限公司 | 一种用于抛光曲面材料的抛光盘 |
-
2018
- 2018-10-19 EP EP18871020.6A patent/EP3700990B1/en active Active
- 2018-10-19 JP JP2020520049A patent/JP7096884B2/ja active Active
- 2018-10-19 WO PCT/US2018/056728 patent/WO2019083847A1/en not_active Ceased
- 2018-10-19 KR KR1020207014914A patent/KR102447589B1/ko active Active
- 2018-10-19 US US16/165,640 patent/US10982114B2/en active Active
- 2018-10-24 CN CN201811245948.8A patent/CN109705735B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990087232A (ko) * | 1996-02-26 | 1999-12-15 | 볼스트 스테판 엘. | 방사선 경화성 수퍼사이즈 |
| KR20010109960A (ko) * | 2000-06-05 | 2001-12-12 | 윤종용 | 금속막의 화학 및 기계적 연마용 슬러리 및 그 제조방법과상기 슬러리를 이용한 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 |
| KR20070061344A (ko) * | 2005-12-08 | 2007-06-13 | 주식회사 엘지화학 | 연마 선택비 조절제 및 이를 함유한 ｃｍｐ 슬러리 |
| CN103146370A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-12 | 中国石油大学(华东) | 一种油层预置用防垢剂 |
| CN105462504A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-06 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种c向蓝宝石抛光液及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190119525A1 (en) | 2019-04-25 |
| KR102447589B1 (ko) | 2022-09-28 |
| EP3700990A1 (en) | 2020-09-02 |
| CN109705735A (zh) | 2019-05-03 |
| JP7096884B2 (ja) | 2022-07-06 |
| JP2020537701A (ja) | 2020-12-24 |
| EP3700990A4 (en) | 2021-07-14 |
| US10982114B2 (en) | 2021-04-20 |
| CN109705735B (zh) | 2021-10-22 |
| WO2019083847A1 (en) | 2019-05-02 |
| EP3700990B1 (en) | 2023-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3210237B1 (en) | Cobalt dishing control agents | |
| JP6788988B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
| EP3739016A1 (en) | Polishing composition | |
| EP3210238A1 (en) | Cobalt polishing accelerators | |
| CN111919286A (zh) | 镓化合物系半导体基板研磨用组合物 | |
| WO2017138308A1 (ja) | 研摩スラリー及び研摩材 | |
| CN115975511A (zh) | 一种碳化硅衬底研磨用抛光液、抛光液套剂及研磨方法 | |
| KR102447589B1 (ko) | 재료 제거 공정을 위한 조성물과 그 조성 방법 | |
| KR102765341B1 (ko) | 재료 제거 작업을 수행하기 위한 조성물 및 방법 | |
| WO2023189512A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| WO2022168860A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| WO2022168859A1 (ja) | 研磨方法および研磨用組成物 | |
| EP3778823A1 (en) | Polishing composition | |
| EP4022002A1 (en) | Fluid composition and method for conducting a material removing operation | |
| WO2022168858A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| JPWO2005090511A1 (ja) | 研磨用組成物および研磨方法 | |
| TWI889784B (zh) | 研磨用組成物及研磨方法 | |
| WO2023054386A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| CN115216272A (zh) | 研磨用组合物和研磨方法 | |
| WO2023054385A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| WO2025205562A1 (ja) | 研磨用組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20200525 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220111 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20220713 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20220922 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20220923 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |