研磨漿料及其研磨方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供能夠高效且高表面精度地對難以研磨處理的碳化硅進(jìn)行研磨處理的研磨技術(shù)。本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于研磨基材的研磨漿料，其特征在于，研磨粒子以氧化錳為主成分，研磨粒子的含量相對于研磨漿料不足10重量%。本發(fā)明專利技術(shù)的研磨漿料優(yōu)選pH為7以上，特別優(yōu)選使用二氧化錳作為研磨粒子。此外，本發(fā)明專利技術(shù)的研磨漿料是適用于碳化硅基材的研磨漿料。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及以氧化錳為主成分的，特別涉及在研磨碳化硅時較合適的研磨漿料。
技術(shù)介紹
近年來，研磨處理多用作為各種電子和電氣產(chǎn)品等的構(gòu)成材料的表面加工的方法。所述研磨處理中，通過分散在水性溶液中的研磨粒子，即通過研磨漿料研磨作為研磨對象的基材等的表面。已知所述研磨處理時的研磨量依賴于研磨粒子的濃度。研磨處理中，如果研磨粒子過多，則研磨粒子和研磨對象表面的接觸頻率變高，因此研磨粒子從研磨對象表面剝?nèi)”谎心ノ锏牧吭黾樱心ニ俣忍岣摺？刂蒲心チＷ訚舛鹊?所述研磨處理被用于使用氧化硅(Si02)、氧化鋁(Al2O3)等研磨粒子的研磨漿料。這些研磨漿料中，使研磨粒子的濃度即研磨漿料濃度為10重量％ 20重量％進(jìn)行研磨處理是已知的技術(shù)常識。此外，例如有人提出，在使用氧化錳作為研磨粒子的研磨處理中，也使研磨漿料濃度為10重量％ 20重量％ (參照專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2)。但是，近年來，碳化硅(SiC)作為電力電子半導(dǎo)體和白色LED的基板材料受到矚目，但是該氮化硅硬度非常高，已知是一種難切削材料。因此，使用具有優(yōu)異的研磨特性的氧化硅研磨粒子進(jìn)行碳化硅的研磨處理，雖然研磨處理的表面的表面精度高，但研磨速度小，難以稱之為有效的研磨處理。因此，現(xiàn)狀是，對于即使是碳化硅這樣的難切削材料也強(qiáng)烈要求能夠快速研磨、能夠?qū)崿F(xiàn)希望的表面精度的研磨處理技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開平9-22888號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利特開平10-60415號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)鑒于上述狀況的背景而完成，目的在于提供通過使用氧化錳作為研磨粒子的研磨漿料進(jìn)行研磨處理時能夠提高研磨速度的研磨處理技術(shù)，特別是提供能夠以高研磨速度、良好的表面精度實(shí)現(xiàn)碳化硅(SiC)這樣的高硬度、難切削材料的研磨對象的研磨處理技術(shù)。專利技術(shù)人對使用氧化錳作為研磨粒子并使其分散在水性液體中的研磨漿料進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使在研磨粒子的濃度低的情況下，也能夠通過研磨粒子的化學(xué)特性提高研磨速度，從而完成了本專利技術(shù)。本專利技術(shù)涉及一種用于研磨基材的研磨漿料，其特征在于，研磨粒子以氧化錳為主成分，研磨粒子的含量相對于研磨衆(zhòng)料不足10重量％。本專利技術(shù)的研磨衆(zhòng)料中，如果研磨粒子的含量不足10重量％ (Wt%)，雖然作為研磨漿料濃度較薄，但使用氧化錳作為研磨粒子時，研磨速度大，能夠平滑地研磨處理研磨面。本專利技術(shù)中，即使是以小于目前使用的氧化硅(SiO2)研磨漿料的研磨粒子濃度，也能夠以高的研磨速度、實(shí)現(xiàn)良好的表面精度的研磨面。本專利技術(shù)的研磨漿料能夠以高研磨速度、良好的表面精度研磨處理像碳化硅(SiC)這樣的高硬度、難切削材料的研磨對象。本專利技術(shù)中，研磨粒子以氧化錳為主成分是指研磨粒子含有90重量％以上氧化猛。本專利技術(shù)的研磨漿料中，如果研磨粒子的含量超過10重量％，雖然研磨速度提高，但研磨面的表面精度有降低的傾向。含量的下限為O. I重量％以上，因?yàn)槿绻蛔鉕. I重量％則研磨速度低、很難成為實(shí)用的研磨。所述研磨粒子的含量更優(yōu)選O. 5重量％ 5重量％。此外，本專利技術(shù)的研磨漿料中的水性液體是指水、或水和對水有溶解度的至少I種以上有機(jī)溶劑在溶解度的范圍內(nèi)混合的液體，至少含有1%水的液體。有機(jī)溶劑可以例舉醇和酮等。可以用于本專利技術(shù)的醇可以例舉甲醇(甲基醇)、乙醇(乙基醇)、1_丙醇(正丙醇)、2_丙醇(異丙醇、IPA)、2_甲基-I-丙醇(異丁醇)、2_甲基-2-丙醇(叔丁醇)、1_ 丁醇(正丁醇)、2_ 丁醇(仲丁醇)等。此外，多元醇可以例舉1，2-乙烷二醇(乙二醇)、1，2-丙烷二醇(丙二醇)、I, 3-丙二醇、1,2，3-丙烷三醇(甘油)。 此外，能夠用于本專利技術(shù)的酮可以例舉丙酮、2-丁酮(甲乙酮，MEK)等。其它的還可以使用四氫呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMS0)、1，4-二_烷等。本專利技術(shù)的研磨漿料的pH優(yōu)選在7以上。如果pH在7以上，則可以維持良好的表面精度，同時還能實(shí)現(xiàn)高研磨速度。具體而言，如果PH在7以上，則以碳化硅為研磨對象時，可以實(shí)現(xiàn)以表面粗糙度RaO. 2nm以下、研磨速度100nm/hr以上對研磨面進(jìn)行研磨處理。PH的上限是13，如果pH超過13，研磨粒子的化學(xué)特性變化，即開始發(fā)生氧化錳蝕刻碳化硅的作用，使研磨面的表面粗糙的傾向變大。優(yōu)選PH7 pH12。調(diào)整pH時，藥液沒有特別限制，為了抑制對研磨對象的不良影響，優(yōu)選使用鉀鹽和銨鹽，特別優(yōu)選鉀鹽。本專利技術(shù)的研磨漿料中，優(yōu)選使用二氧化錳作為氧化錳。如果使用二氧化錳作為研磨粒子，即使是碳化硅這樣的研磨對象也能維持良好的表面精度，同時實(shí)現(xiàn)高研磨速度。使二氧化錳作為研磨粒子分散在水中時，由于其PH為5 6，調(diào)整為pH7以上時，優(yōu)選添加堿性藥液。作為研磨粒子的氧化錳，其粒徑形狀沒有特別限定，為了實(shí)現(xiàn)平滑的表面精度，激光衍射、散射法粒徑分布測定的體積基準(zhǔn)的積分分?jǐn)?shù)中的50%徑D50優(yōu)選I μ m以下，更優(yōu)選O. 5 μ m以下。本專利技術(shù)中，研磨對象沒有特別限定，較好是以高硬度、難切削材料作為研磨對象，例如，氧化鋁(Al2O3)、氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)等。特別合適的是以碳化硅(SiC)為研磨對象。如上所述，本專利技術(shù)的研磨漿料能夠以高研磨速度、良好的表面精度研磨處理像碳化硅(SiC)這樣的高硬度、難切削材料的研磨對象。附圖說明圖I :表示漿料濃度和相對于研磨粒子量的研磨速度的關(guān)系的圖。具體實(shí)施例方式參照實(shí)施例和比較例說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式。實(shí)施例I 實(shí)施例4 :實(shí)施例I 實(shí)施例4通過使用平均粒徑D50為O. 5 μ m的MnO2作為研磨粒子，使其分散在作為水性液體的水中，制作表I所示各漿料濃度的研磨漿料。實(shí)施例I 4的研磨漿料的pH為7. 8。MnO2的平均粒徑D50通過激光衍射、散射法粒徑分布測定裝置(堀場制作所(堀場製作所)制LA920)測定。通過用各研磨漿料研磨碳化硅單晶板，考察研磨特性。研磨對象碳化硅單晶板是直徑2英寸、厚度330 μ m的SiC單晶(6H結(jié)構(gòu))，研磨面是上軸(被晶軸垂直切斷的晶片面)。研磨處理前，通過AFM (原子力顯微鏡維科公司(Veeco社)制NanoscopeIIIa)測定基板的被研磨表面IOymXlOym范圍內(nèi)的平均表面粗糙度，結(jié)果為Ra 2. 46nm。研磨處理?xiàng)l件為使用實(shí)施例I 實(shí)施例4的各研磨漿料，研磨負(fù)荷為250g/cm2，對放置在研磨墊(SUBA400、尼塔哈斯株式會社、二 ” · >、一卞(株))制)上的碳化硅單晶基板研磨處理3小時。研磨處理后，水洗研磨面，除去附著的漿料并干燥。通過AFM在干燥的研磨表面的任意5處測定表面粗糙度。平均表面粗糙度測定(10 μ mX 10 μ m范圍)結(jié)果示于表I。此外，測定研磨前和研磨后碳化硅單晶基板的重量，以其重量差作為研磨量，從基板的表面積和比重算出研磨速度。各研磨速度示于表I。制作使用漿料濃度為10重量％以上的研磨漿料(比較例I 比較例3)和使用目前一直使用的市售膠態(tài)二氧化娃(福吉米株式會社(株式會社7 ^ 2 L- — r卜''社)制，Compo180 (氧化娃(SiO2)研磨劑))的研磨衆(zhòng)料(比較例4 比較例10)作為比較例。所述膠態(tài)二氧化硅的平均粒徑D50為O. 10 μ m。比較例4 比較例1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：山口靖英，堀內(nèi)干正，
申請(專利權(quán))人：三井金屬礦業(yè)株式會社，
類型：
國別省市：