碳化硅基板研磨用組合物和碳化硅基板的研磨方法技術

一種碳化硅基板研磨用組合物，是用于研磨碳化硅基板表面的碳化硅基板研磨用組合物，含有真比重為2.10~2.30的膠態二氧化硅粒子和水，游離的堿金屬離子的濃度為1ppm~150ppm。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及。
技術介紹
作為電子器件的基板，除了一般的硅基板以外，還已知4H_SiC單晶基板和6H_SiC單晶基板等的碳化娃基板。該碳化娃基板由于具有機械強度等的優點而受到關注。這樣的碳化硅基板是通過使碳化硅結晶生長，并將得到的單晶錠切成所希望的形狀來制造的，希望其表面是平坦的，因此通常利用金剛石對表面進行研磨。并且由于通過金剛石研磨會產生微細的凹凸，所以作為精加工研磨使用金剛石以外的研磨劑對表面進行研磨。有作為這樣的研磨劑，使用例如具有水、規定粒徑的二氧化硅和氧化劑的研磨組合物對碳化硅基板表面實施化學機械研磨(CMP)的技術(參照專利文獻I等)。現有技術文獻專利文獻I :日本特開2010-503232號公報
技術實現思路
但是，采用上述技術的表面平坦化并不充分，伴隨電子器件的微細化而要求表面更加平坦的碳化硅基板。本專利技術的課題在于解決上述現有技術的問題，提供能夠獲得表面平坦的碳化硅基板的。解決上述課題的本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物，是用于研磨碳化硅基板表面的碳化硅基板研磨用組合物，其特征在于，含有真比重為2. 1(Γ2. 30的膠態二氧化硅粒子和水，游離的堿金屬離子的濃度為IppnT150ppm。另外，作為上述膠態二氧化硅粒子，優選含有平均一次粒徑為20nnT500nm的膠態二氧化硅粒子。此外，作為上述膠態二氧化硅粒子，優選還含有平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化硅粒子，且平均一次粒徑為20nnT500nm的膠態二氧化硅粒子相對于平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化硅粒子的比例，優選以質量比計為50/50 90/10。另外，優選pH值低于4。并且，優選含有氧化劑。另外，可以是與氧化劑一起使用來對碳化硅基板進行研磨的碳化硅基板研磨用組合物。上述氧化劑，優選為選自過氧化氫、氯酸、高氯酸、高溴酸、碘酸、高碘酸、過硫酸、過硼酸、高猛酸、鉻酸、重鉻酸、鑰;酸、氯化氰尿酸(chlorinated cyanuric acid)和它們的銨鹽中的至少一種。·本專利技術的另一方式是一種碳化硅基板的研磨方法，其特征在于，通過上述碳化硅基板研磨用組合物，對碳化硅基板表面進行研磨。根據本專利技術，可以提供能夠獲得表面平坦的碳化硅基板的碳化硅基板研磨用組合物。并且，通過利用該碳化硅基板研磨用組合物對碳化硅基板表面進行研磨，可以制造表面平坦的碳化硅基板。附圖說明圖I是碳化硅基板的截面圖。具體實施例方式用于對碳化硅基板表面進行研磨的本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物，含有真比重為2. 1(Γ2. 30的膠態二氧化硅粒子和水，游離的堿金屬離子為lppnTl50ppm。作為本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物研磨的對象的碳化硅基板的種類不特別限定，可列舉例如六方晶型4H-SiC單晶基板和6H-SiC單晶基板。再者，碳化硅基板是采用通常的制造方法、例如改進Lely法(Modified LelyMethod)等使結晶生長,并將得到的單晶錠切斷來制造的。膠態二氧化硅粒子使用真比重為2. 1(Γ2. 30的膠態二氧化硅粒子。所謂真比重為2.1(Γ2. 30的膠態二氧化硅粒子，是采用所謂的水玻璃法得到的膠狀的二氧化硅粒子，不同于采用被稱為正硅酸甲酯法的溶膠凝膠法得到的真比重小的二氧化硅粒子(例如，真比重為I. 7(T2. 00左右)，是較硬的粒子。通過使用這樣真比重為2. 1(Γ2. 30的硬的膠態二氧化硅粒子，即使是硬度為9以上的碳化硅基板，也能夠通過與氧化劑一起使用，良好地研磨由于金剛石等而形成有凹凸的碳化硅基板表面。再者，所謂水玻璃法，是將硅酸鈉等的堿金屬硅酸鹽的水溶液稀釋為所希望的濃度后進行去陽離子處理，并將得到的活性硅酸在堿性溶液中加熱使其晶粒生長，從而得到膠態二氧化硅的方法，以及利用無機酸中和堿金屬硅酸鹽的水溶液并利用堿將得到的二氧化硅凝膠解膠，從而得到膠態二氧化硅的方法。所謂溶膠凝膠法是在堿性催化劑的存在下使烷氧基硅烷和水在醇溶液中反應從而得到二氧化硅粒子的方法。另外，膠態二氧化硅粒子的粒徑不特別限定，但優選以平均一次粒徑為20nm 500nm的膠態二氧化硅粒子為主成分，例如相對于膠態二氧化硅粒子整體為50質量％以上。再者，平均一次粒徑可以采用氮氣吸附法求得。如果僅使用平均一次粒徑低于20nm的膠態二氧化娃粒子，貝1J磨削微管(micropipes)和位錯(dislocations)這樣的形成于碳化娃基板表面的孔的邊角，由此有孔擴大、在深度方向變深的傾向，利用原子力顯微鏡觀察孔時探針就會進入到孔內部。另外，平均一次粒徑大于500nm的膠態二氧化硅粒子，在靜置時伴隨時間的推移膠態二氧化硅粒子自然沉淀容易分層，因此難以處理。再者，作為膠態二氧化硅粒子，可以使用平均一次粒徑不同的兩種以上的膠態二氧化硅粒子群的混合物。并且，作為膠態二氧化硅粒子，優選除了平均一次粒徑為20nnT500nm的粒子以夕卜，還含有平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化硅粒子。這樣，通過作為膠態二氧化硅粒子，除了使用平均一次粒徑為20nnT500nm的粒子以外，還使用平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的粒子來形成碳化硅基板研磨用組合物，可以制造表面平坦的碳化硅基板，并且，由于研磨速度變快而可以使研磨時間變為短時間。膠態二氧化硅粒子群的混合比例不特別限定，但優選平均一次粒徑為2(T500nm的膠態二氧化硅粒子相對于平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化娃粒子的比例、即平均一次粒徑為20nm 500nm的膠態二氧化硅粒子/平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化硅粒子，以質量比計為50/50 90/10。 另外，本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物，游離的堿金屬離子的濃度為lppnTl50ppm,優選為IOOppm以下。如果游離的堿金屬離子的濃度高于150ppm,則不能夠如本專利技術那樣獲得表面平坦的碳化硅基板。在此，碳化硅基板，在其制造中伴隨結晶生長機制產生的例如俯視的直徑為f 10 μ m左右的大小的管狀空隙的微管、和由于晶體結構的差異而產生的直徑為O.5 10 μ m左右的位錯(晶體缺陷)等的孔形成于表面。并且，對于形成有該微管和位錯等的孔的碳化硅基板，為了除去由于利用金剛石等的研磨等而產生的凹凸，使用含有二氧化娃粒子等的研磨劑組合物。但是，在本專利技術中發現了 在利用以往的研磨劑組合物進行的研磨中，碳化硅基板表面的微管和位錯等的孔進一步擴大，在深度方向變深，利用原子力顯微鏡觀察孔時探針就會進到孔內部，以及通過這樣利用研磨劑組合物進行研磨而孔擴大的原因是，研磨劑組合物含有的游離的堿金屬離子的濃度高。具體地講，使用作為具有微管的碳化硅基板的截面圖的圖I進行說明，即使使用游離的堿金屬離子濃度為150ppm以下的本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物對具有微管2的碳化硅基板I (圖I (a))進行研磨，微管2也不擴大(圖I (b))。另一方面，如果使用游離的堿金屬離子濃度高的以往的研磨劑組合物，則微管2的表面側由于研磨而擴大(圖1(c))，與使用本專利技術的碳化硅基板研磨用組合物的情況相比成為表面粗糙的碳化硅基板。例如，在使用專利文獻I的實施例中記載的磨削劑Nalco 1034 (Nalco公司制)等的采用水玻璃法制作出的膠態二氧化本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.23 JP 143158/20101.一種碳化硅基板研磨用組合物，其特征在于，是用于研磨碳化硅基板表面的碳化硅基板研磨用組合物，含有真比重為2. 1(Γ2. 30的膠態二氧化硅粒子和水， 游離的堿金屬離子的濃度為lppnTl50ppm。2.根據權利要求I所述的碳化硅基板研磨用組合物，其特征在于，作為所述膠態二氧化娃粒子,含有平均一次粒徑為20nm 500nm的膠態二氧化娃粒子。3.根據權利要求2所述的碳化硅基板研磨用組合物，其特征在于，作為所述膠態二氧化硅粒子，還含有平均一次粒徑為5nm以上且低于20nm的膠態二氧化硅粒子。4.根據權利要求3所述的碳化硅基板研磨用組合物，其特征在于，平均一次粒徑為20nnT500nm的膠態二氧化娃粒子相對于平均一次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關口和敏，西村透，
申請(專利權)人：日產化學工業株式會社，
類型：
國別省市：