TW201250812A - Method for polishing non-oxide single crystal substrate - Google Patents

Description

201250812 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用來研磨非氧化物單晶基板之研磨方 法。更為詳細而言，係關於一種適於碳化矽單晶基.板等之 . 精研磨之研磨方法》 【先前技術】 碳化矽（SiC)半導體與矽半導體相比絕緣破壞電場、電 子之飽和漂料度及料率較大，因此進行有使时化石夕 半導體而實現可於與先前之矽裝置相比高溫、高速下工作 之功率裝置的研究、開發。丨中，用來驅動電動摩托車、 電動汽車或油電混合汽車等之馬達之電源中所使用的高效 率之開關it件之開發受到關注。為實現此種功率裝置，必 需用來使高品質之碳切半導體層i晶成長之表面平滑的 碳化石夕早晶基板。 又’作為用來向密度地記錄資訊之光源，藍色雷射二極 體受到關進而’對於作為代替榮光燈或燈泡之光源之 白色二極體的需求亦變高。此種發光元件係使用氣化嫁 (GaN)半導體而製作’且使用碳化碎單晶基板作為用來形 成高品質之氮化鎵半導體層之基板。 對於用於此種用途之碳化石夕單晶基板，於基板之平括 度、基板表面之平滑性等方面要求較高之加工精度。然 而’奴化矽單明之硬度極高，且耐腐蝕性優異，因此製作 基板之情形時加I性較差，難以獲得平滑性較高之碳化 單晶基板。 163648.doc 201250812 通常，半導體單晶基板之平滑之面係藉由研磨而形成。 於研磨碳化矽單晶之情形時，以比碳化矽硬之金剛石等研 磨粒作為研磨材而對表面進行機械研磨，形成平坦之面， 但於利用金剛石研磨粒研磨之碳化矽單晶基板之表面上， 產生與金剛石研磨粒之粒徑相對應之微小的刮痕。又，於 表面上產生具有機械性應變之加工變質層，因此若按照原 樣則碳化矽單晶基板之表面之平滑性不充分。 於半導體單晶基板之製造中，作為使機械研磨後之半導 體基板之表面平滑之方法’使用有化學性機械研磨 (Chemical Mechanical Polishing，以下，有時稱為 cmp)技 術。CMP係利用氧化等化學反應使被加工物變為氧化物 等，並使用硬度低於被加工物之研磨粒去除產生之氧化 物，藉此研磨表面的方法。該方法具有如下優點：可不使 被加工物之表面產生應變而形成極為平滑之面。 作為自先前起用來藉由CMP平滑地研磨碳化矽單晶基板 之表面的研磨劑，已知含有膠體二氧化矽之pH值4〜9之研 磨用組合物（例如，參照專利文獻1)。又，提出有一種包含 二氧化矽研磨粒、如過氧化氫之氧化劑（供氧劑）及釩酸鹽 之研磨用組合物（例如，參照專利文獻2)。進而，亦提出有 一種包含氧化鋁、氧化鈦 '氧化鈽、氧化锆等研磨粒及如 過氧化氫、過錳酸鹽、過碘酸鹽之氧化劑及分散介質之研 磨用組合物（例如，參照專利文獻3)。 然而，存在利用專利文獻1之研磨用組合物之碳化矽單 晶基板之研磨速度較低而研磨所需時間非常長的問題。 I63648.doc 201250812 又，於使用專利文獻2之研磨用組合物之情形時，亦存在 研磨速度不充分而研磨耗費時間之問題。進而，於使用專 利文獻3之研磨用組合物之情形時，亦存在於短時間内產 生研磨粒之凝聚或未獲得充分之研磨速度之問題。 又，提出有於氧化性之研磨液之存在下使用内包研磨粒 之研磨墊平滑地研磨碳化矽單晶基板等之表面的方法（參 照專利文獻4)。然而，專利文獻4所記載之方法存在研磨 速度並不充分，且藉由被固定之研磨粒之較強機械作用而 於表面上產生損傷或變形等損害的問題。又，内包於研磨 墊中之研磨粒之粒徑或含量、含有分佈之調整較為困難， 難以於研磨後獲得平滑之表面。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2005-117027號公報 [專利文獻2]日本專利特開2008-179655號公報 [專利文獻3]國際公開第2009/111 〇〇1號說明書 [專利文獻4]曰本專利特開2008-68390號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 本發明係為解決此種問題而完成者，其目的在於提供一 種用來以較高之研磨速度研磨碳化矽單晶基板等硬度較高 且化學穩定性較高之非氧化物單晶基板而獲得平滑之表面 的研磨方法。 [解決問題之技術手段] 163648.doc 201250812 本發明之非氧化物單晶基板之研磨方法的特徵在於··其 係向不内包研磨粒之研磨墊供給研磨&，使非氧化物單晶 基板之被研磨面與上述研磨墊接觸，藉由兩者間之相對運 動而進行研磨的方法，且上述研磨液含有氧化還原電位為 〇·5 V以上之包含過渡金屬之氧化劑與水，並且不含研磨 粒0 於本發明之非氧化物單晶基板之研磨方法中，上述氧化 劑較佳為過錳酸根離子。並且，上述研磨液中之上述過錳 酸根離子之含量較佳為〇.〇5質量％以上、5質量％以下。進 而，上述研磨液之ρΗ值較佳為丨丨以下，更佳為5以下。又 進而上述非氧化物單晶基板可設為碳化石夕單晶基板或氮 化錄單晶基板β [發明之效果] 根據本發明之研磨方法，可以較高之研磨速度研磨如碳 化矽單晶基板或氮化鎵單晶基板之硬度較高且化學穩定性 較高之非氧化物單晶基板的被研磨面，而獲得平坦且平滑 之被研磨面。又’使用不含研磨粒之研磨液進行研磨，因 此並無由於研磨粒之凝聚而研磨液之供給不穩定或於被研 磨面上產生損傷等之虞，而可進行穗定之高速研磨。再 者’於本發明中’所謂「被研磨面」係研磨對象物之被研 磨之面’例如意指表面。 【實施方式】 以下’對本發明之實施之形態進行說明。 [研磨方法] 163648.doc 6· @ 201250812 本發明之非氧化物單晶基板之研磨方法係向不内包研磨 粒之研磨墊供給研磨液，使研磨對象物即非氧化物單晶基 板之被研磨面與上述研磨墊接觸，藉由兩者間之相對運動 2進行研磨的方法。並且，作為研磨液，其特徵在於使用 含有包含過渡金屬之氧化還原電位為〇 5 v以上之氧化劑 及水、且不含研磨粒的研磨液。 本發明之研磨方法中所使用之研磨液不含研磨粒，但含 有氧化還原電位為0.5 V以上之包含過渡金屬之氧化能力 較大的氧化劑。因此，即便藉由向不内包研磨粒之研磨墊 供給研磨液而進行研磨的本發明之研磨方法，亦可以足夠 高之研磨速度研磨如SiC單晶基板之硬度較高且化學穩定 性較尚之非氧化物單晶基板之被研磨面，而可獲得平坦且 平滑、表面性狀優異之表面。 再者’研磨液之pH值較佳為設為11以下。為將pH值調 整為11以下’可於研磨液中添加pH值調整劑。於將研磨液 之pH值設為11以下之情形時，上述氧化劑有效地發揮作 用’因此研磨速度較高研磨特性良好。以下，對研磨液之 各成分及pH值進行詳細說明。 [研磨液] (氧化劑） 本發明中所使用之研磨液所含之氧化還原電位為0.5 V 以上之包含過渡金屬的氧化劑係於後述之研磨對象物（例 如’ SiC單晶基板或GaN單晶基板）之被研磨面上形成氧化 層者。藉由利用機械力自被研磨面去除該氧化層而促進研 163648.doc 201250812 磨對象物之研磨。即，Sic或GaN等化合物半導體為非氧 化物，為難研磨材料，但可藉由研磨液中之氧化還原電位 為0.5 V以上之包含過渡金屬的氧化劑而於表面上形成氧 化層。所形成之氧化層與研磨對象物相比硬度較低而容易 被研磨，因此亦可藉由與不内包研磨粒之研磨墊接觸而去 除。因此’可獲得足夠高之研磨速度。 作為研磨液所含之氧化還原電位為〇5 v以上之包含過 渡金屬的氧化劑，例如可列舉：過錳酸根離子、釩酸根離 子、重鉻酸根離子、硝酸鈽銨、硝酸鐵（ΠΙ)九水合物、硝 酸銀、磷鎢酸、矽鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、磷釩鉬酸 4，特佳為過猛酸根離子。作為過錳酸根離子之供給源， 較佳為過猛酸奸或過猛酸納等過猛酸鹽。 將作為SiC單晶基板之研磨中之氧化劑特佳為過錳酸根 離子的原因示於以下。 (1) 過錳酸根離子使Sic單晶氧化之氧化能力較強。 若氧化劑之氧化能力過弱，則與Sic單晶基板之被研磨 面之反應不充分’其結果為無法獲得足夠平滑之表面。使 用氧化還原電位作為氧化劑使物質氧化之氧化能力的指 標。過猛酸根離子之氧化還原電位為丨70 V，與通常用作 氧化劑之過氣酸鉀（KCl〇4)(氧化還原電位12〇 V)或次氣酸 納（NaCIO)(氧化還原電位丨.63 v)相比，氧化還原電位較 高。 (2) 過錳酸根離子之反應速度較大。 過猛酸根離子與作為氧化能力較強之氧化劑而周知之過 I63648.doc 201250812 氧化氫（氧化還原電位1.76 V)相比，氧化反應之反應速度 較大’因此可迅速發揮氧化能力之強度。 (3) 過錳酸根離子對於人體毒性較低而較為安全。 (4) 過錳酸鹽完全溶解於後述之分散介質即水中。因此，不 存在溶解殘渣對基板之平滑性造成不良影響的情況。 為獲得較高之研磨速度，研磨液令之過錳酸根離子之含 有比率（濃度）較佳為0·05質量％以上、5質量％以下。若未 達〇.〇5質量。/。，則無法期待作為氧化劑之效果，有藉由研 磨形成平滑之面需要非常長之時間之虞。若過錳酸根離子 之含有比率超過5質量％，則有根據研磨液之溫度不同而 過猛酸鹽未完全溶解而析出，並由於固體之過猛酸鹽與被 研磨面接觸而產生刮痕之虞。研磨液所含之過錳酸根離子 之含有比率進而較佳為〇. 1質量。/〇以上、4質量％以下特 佳為0.2質量％以上、3.5質量％以下，極佳為1〇質量％以 上、3.5質量％以下。 (研磨粒） 本發明中所使用之研磨液之特徵在於：實質上不含用作 研磨粒之氧化矽（silica)粒子、氧化鈽（ceria)粒子、氧化鋁 (alumina)粒子、氧化錯（zirc〇nia)粒子、氧化鈦（titania)粒 子等。因研磨液不含研磨粒，故有可不注意研磨粒之分散 性而使用研磨液，且實質上不產生研磨粒之凝聚，故具有 抑制對被研磨物表面之損害的優點。 (pH值及pH值調整劑） 本發明所使用之研磨液之pH值就研磨特性方面而言，較 I63648.doc 201250812 佳為11以下’更佳為5以下，特佳為3以下。若阳值超過 U ’則有不僅不能獲得充分之研磨速度，且被研磨面之平 滑性亦變差之虞。 研磨液之pH值可藉由作為ρΗ值調整劑之酸或鹼性化合 物之添加、調配而調整。作為酸，可使用：如硝酸、硫 鷇磷酸、鹽酸之無機酸；如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等 飽和敌酸，乳酸、蘋果酸、檸檬酸等羥酸，鄰苯二甲酸、 水揚酸等芳香顧酸，⑽、丙二酸、丁二酸、戊二酸、 己-酸、反丁烯二酸、順丁稀二酸等二叛酸，胺基酸，雜 環系之羧酸之有機酸。較佳為使用硝酸或磷酸，其中特佳 為使用硝酸。作為鹼性化合物，可使用：氨，氫氧化鋰， 氫氧化鉀，氫氧化鈉，四甲基銨等四級銨化合物，單乙醇 胺、乙基乙醇胺、〕乙醇胺、丙二胺等有機胺。較佳為使 用氫氧化鉀 '氫氧化鈉，其中特佳為氫氧化鉀。 該等酸或鹼性化合物之含有比率（濃度）係設為將研磨液 之ΡΗ值調整為特定之範圍（1)^1值11以下，更佳為5以下，進 而較佳為3以下）之量。 (水） 於本發明中所使用之研磨液中，含有水作為分散介質。 水係用來使上述氧化劑及視需要而添加之後述之任意成分 分散、溶解的介質。關於水，並無特別限制，但就對調配 成分之影響 '雜質之混入、對pH值等之影響的觀點而言， 較佳為純水、超純水、離子交換水（去離子水）^ (研磨液之製備及任意成分） 163648.doc •10- 201250812 :發明中所使用之研磨液係以按上述特定之 述成分並成為均勻溶解之混合 有上 用。，θ人# 0狀態的方式進行調整而使 混…採用通常用於研磨液之製造 之細合方法。研磨液未必必需預先製成混合有= 成之研磨成分者而供給至研磨之場所n給至研磨之場 所時，亦可混合研磨成分而形成研磨液之組成。 於研磨液中’只要不違背本發明之宗旨，則可視需要而 適虽3有潤滑劑、螯合劑、還原劑、賦黏劑或黏度調節 劑、防錄劑等。其中，㈣等添加劑具有氧化劑、酸或驗 性化合物之功能之情形時，係作為用作氧化劑、酸或鹼性 化合物者。 作為潤滑劑，可使用：陰離子性、陽離子性、非離子 性、兩性之界面活性劑，多糖類，水溶性高分子等。 作為界面活性劑’可使用：具有脂肪族烴基、芳香族烴 基作為疏水基’又於該等疏水基内導入有一個以上之酿、 喊、胺等配位基’醯基、烷氧基等連結基者；包含緩酸、 續酸、硫酸酯、磷酸、磷酸酯、胺基酸作為親水基者。 作為多糖類，可使用：海藻酸、果膠、羧甲基纖維素、 卡德蘭多糖、支鏈澱粉、三仙膠、角叉菜膠、結冷膠、刺 槐豆膠 '阿拉伯膠、羅望子（tamarind)、洋車前子 (Psyllium)等。 作為水溶性高分子，可使用：聚丙稀酸、聚乙歸醇、聚 乙烯吡咯烷酮、聚曱基丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚天冬胺 酸、聚麩胺酸、聚伸乙亞胺、聚烯丙胺、聚苯乙烯磺酸 I63648.doc 201250812 等。 [研磨對象物] 使用此種研磨液研磨之研磨對象物係非氧化物單晶基 板。作為非氧化物單晶基板，可列舉如Sic單晶基板或 GaN單晶基板之化合物半導體基板。特別是，可藉由使用 上述研磨液研磨如上述SiC單晶基板或GaN單晶基板之修 正莫氏硬度為10以上之單晶基板的被研磨面，而進一步獲 得研磨速度提高之效果。 [研磨方法] 本發明之研磨方法係使用不内包研磨粒之公知之研磨 塾’一面向該研磨塾供給上述研磨液，一面使研磨對象物 即非氧化物單晶基板之被研磨面與研磨塾接觸，藉由兩者 間之相對運動而進行研磨的方法。 於本發明之研磨方法中，可使用先前公知之研磨裝置作 為研磨裝置。於圖1中表示可用於本發明之實施形態之研 磨裝置之一例’但本發明中所使用之研磨裝置並不限定於 此種構造。 於圖1所示之研磨裝置10中’研磨定盤1係以繞其垂直之 轴心C1可旋轉地被支撐之狀態而設置，且該研磨定盤1藉 由定盤驅動馬達2而向圖中以箭頭所示之方向旋轉驅動。 於該研磨疋盤1之上表面，貼附有不内包研磨粒之公知之 研磨墊3。 另一方面，於自研磨定盤1上之軸心C1偏心之位置上， 於下表面吸附或使用保持框等保持SiC單晶基板等研磨對 163648.doc -12- 201250812 象物4的基板保持構件（載體）5係繞其軸心C2可旋轉且γ @ 轴心C 2方向移動地被支撐。該基板保持構件5係以藉由未 圖示之載體驅動馬達或自上述研磨定盤1接收之轉矩而^ 箭頭所示之方向旋轉的方式構成。於基板保持構件5之下 表面，即與上述研磨墊3對向之面上，保持有研磨對象物4 即非氧化物單晶基板。研磨對象物4係以特定之負載被按 壓於研磨墊3上。 又，於基板保持構件5之附近設置有滴液喷嘴6或嘴霧嘴 (省略圖示），將自未圖示之槽送出之上述研磨液7供給至研 磨定盤1上。 於利用此種研磨裝置10進行研磨時，藉由定盤驅動馬達 2及載體驅動馬達使研磨定盤！及貼附於其上之研磨墊3、 基板保持構件5及保持於其下表面之研磨對象物4繞各自之 軸心旋轉驅動。並且’於該狀態下，自滴液噴嘴6等將研 磨液7供給至研磨塾3之表面，並將保持於基板保持構件5 上之研磨對象物4向該研磨墊3進行抵壓。藉此，對研磨對 象物4之被研磨面即與研磨墊3對向之面進行化學性機械研 磨0 基板保持構件5不僅進行旋轉運動，亦可進行直線運 動又’研磨定盤1及研磨墊3亦可為不進行旋轉運動者， 例如亦可為以皮帶式向一個方向移動者。 作為研磨墊3，可徒用句人 隻久 J使用包3不織布、發泡聚胺基f酸酯 寺多孔質樹脂等且不含研磨# 愈 研磨粒之公知者。又，為促進向研 磨墊3供給研磨液7， A使研磨液7積存一定量於研磨墊3 I63648.doc • 13, 201250812 上，亦可於研磨墊3之表面上實施格子狀、同心圆狀、螺 旋狀等之溝槽加工。進而，亦可根據需要而使研磨塾調理 器與研磨墊3之表面接觸，一面進行研磨墊3表面之調理， 一面進行研磨。 利用此種研磨裝置10之研磨條件並無特別限制，但可藉 由對基板保持構件5施加負載向研磨墊3抵壓，而進一步提 高研磨壓力並使研磨速度提高。研磨壓力較佳為5〜80 kPa 左右，就被研磨面内之研磨速度之均一性、平坦性、防止 刮痕等研磨缺陷之觀點而言，更佳為10〜50 kPa左右。研 磨定盤1及基板保持構件5之轉速較佳為50〜500 rpm左右， 但並不限定於此。又，關於研磨液7之供給量，可根據研 磨液之組成或上述研磨條件等而適當調整並選擇。 [實施例] 以下，藉由實施例及比較例對本發明進行具體說明，但 本發明並不受該等實施例限定。例1〜15、例20、例21、例 23、 例25、例28〜29及例31係實施例，例16~19、例22、例 24、 例26〜27 '例30及例32係比較例。 [例1〜32] (1)研磨液及研磨劑液之製備 (1-1) 於實施例即例1〜15、例20、例21、例23、例25、例 28〜29及例31中，以如下所示之方式製備研磨液。首先’ 於表1及表2所示之氧化劑即過猛酸鉀中加入純水，使用攪 拌翼攪拌10分鐘。繼而，於該液中，一面攪拌一面慢慢添 163648.doc 201250812 加表1及表2所示之pH值調整劑（磷酸、硝酸、氫氧化斜或 氫氧化鈉）’而調整為表1及表2所示之特定之pH值，獲得 研磨液。將各實施例中使用之各成分相對於研磨液整體的 含有比率（濃度：質量％)示於表1及表2中。再者，表1及表 2中之氧化劑濃度並非離子即過猛酸根離子之濃度，而為 過链·酸鉀之濃度》 (1-2) 於比較例即例16〜19、例22、例24、例26〜27、例30及例 32中，以如下所示之方式製備含有研磨粒之研磨劑液。於 例16中’於平均1次粒徑為4〇 nm、平均2次粒徑為約7〇 nm 之膠體二氧化矽分散液（二氧化矽固形物成分約4〇質量％) 中加入純水，使用攪拌翼攪拌10分鐘。繼而，於該液中， 一面攪拌一面加入作為金屬鹽之釩酸銨，最後添加過氧化 氫水並攪拌30分鐘，獲得調整成表1所示之特定之各成分 濃度的研磨劑液。 於例17〜19中，於平均1次粒徑為8〇 nin、平均2次粒徑為 約110 nm之膠體二氧化矽分散液（二氧化矽固形物成分約 40質量％)中加入純水，並攪拌10分鐘。繼而，於該液中， 一面授拌一面加入作為氧化劑之過猛酸鉀，並視需要慢慢 添加磷酸或硝酸而調整為表丨所示之特定之pH值，獲得研 磨劑液。 於例22、例24、例26〜27、例30及例32中，於平均2次粒 徑為3 0 nm之氧化飾分散液（氧化鈽固形物成分約3〇質量％) 中加入純水’並授拌10分鐘。繼而，於該液中，一面授拌 I63648.doc 15 201250812 一面加入作為氧化劑之過㈣_，進而慢慢添加硝酸而調 整為表2所示之特定之PH值，獲得研磨劑液。將於各比較 例中使用之各成分相對於研磨劑液整體之含有比率（濃 度：質量％)示於表1及表2中。再者，表i及表2中之氧化劑 濃度並非離子即過錳酸根離子之濃度，而為過錳酸鉀之濃 度。 關於例16〜19中所調配之二氧化矽粒子之平均丨次粒徑， 根據利用BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特）法而獲得 之比表面積進行換算而求出，關於平均2次粒徑，係藉由 Microtrac UPA(日機裝公司製造）而測定。又，於例22、例 24、例26〜27、例30及例32中所調配之氧化鈽粒子之平均2 次粒徑係藉由Microtrac UPA(日機裝公司製造）而測定者。 (2) pH值之測定 使用橫河電機公司製造之pH 81-11於25。(：下，對例 1〜15、例20、例21 '例23、例25、例28〜29及例3 1中獲得 之各研磨液以及例16〜19、例22、例24、例26〜27、例30及 例32中獲得之各研磨劑液的pH值進行測定。將測定結果示 於表1及表2中。 (3)各研磨液及各研磨劑液之研磨特性、研磨粒沈澱性之 評價 對例1〜15 '例20、例21、例23、例25、例28〜29及例31 中獲得之各研磨液，以及例16〜'例22、例24、例 26〜27、例30及例32中獲得之各研磨劑液，利用以下之方 法進行研磨特性及研磨粒沈澱性之評價。 I63648.doc • 16 · 201250812 (3-1)研磨條件 研磨機係使用MAT公司製造之小型研磨裝置。研磨墊係 使用 SUBA800-XY-groove(NITTA HAAS公司製造），並於 研磨前使用金剛石磨盤及毛刷進行研磨墊之調理。 將研磨液或研磨劑液之供給速度設為25 cm3/min，將研 磨定盤之轉速設為68 rpm，將基板保持部之轉速設為68 rpm，將研磨壓設為5 psi(34.5 kPa)，進行30分鐘之研磨。 (3-2)被研磨物 作為被研磨物，採用使用金剛石研磨粒進行過預研磨處 理之3英吋徑的4H-SiC基板，且分別使用主面（0001)相對 於C軸為〇。+ 〇二5。以内之SiC單晶基板（以下，表示為On-axis基板 ） ’ 及主面 相對於 c軸之傾 斜角為 4。±0.5。以内之 SiC單晶基板，對si面側進行研磨並評價。再者，關於例 1〜2、例8、例11、例17〜33之研磨液或研磨劑液，僅評價 對於傾斜角為4。以内之SiC單晶基板（以下，表示為4度傾 斜基板）之研磨特性（研磨速度）^又，關於例4、例1〇、例 15之研磨液，僅評價對於〇n-axis基板之研磨特性（研磨速 度）。 (3-3)研磨速度之測定 研磨速度係以平均單位時間之基板（晶圓）之厚度的變化 量（nm/hr)進行評價。具體而言，測定厚度已知之未研磨基 板之質量及各時間研磨後之基板質量，根據其差求出質量 變化°並且’使用下述式算出根據該質量變化而求出之基 板之厚度之平均時間的變化。將研磨速度之計算結果示於 163648.doc 17 201250812 表1及表2中。 (研磨速度（V)之計算式） V= zl m/m〇xT〇x60/t (式中’ Zm(g)表示研磨前後之質量變化，m〇(g)表示未研 磨基板之初期質量，ml(g)表示研磨後基板之質量，v表示 研磨速度（nm/hr)，T0表示未研磨基板之厚度（nm)、1表示 研磨時間（min))。 (3-4)研磨粒沈澱性評價 研磨粒沈澱性評價係將例16〜19、例22、例24、例 26〜27、例3G及例32中獲得之各研磨劑液裝人2()⑻之試管 中並靜置’對直至藉由目視於試管之底部確認有研磨粒之 沈澱層的時間進行測定並 頂丹有將經過5分鐘後亦 未確認到沈殿層之情形評價4「未凝聚」。 163648.doc 201250812 【1<】 研磨粒沈澱性 評價 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 垂 1 1 未凝聚 未凝聚 未凝聚 未凝聚 璁1 Ί ^ 〇 ®s 1 I VO v〇 (N ?: tJ- «η On 〇\ m 1 m CN m Si 1 寸 00 m 〇 a\ Os ψ^· (N s〇 On \〇 t 1 1 璀| ^ 1 本$ 1¾ m 芬 • S 00 < Ό P so Os v〇 (N Os 艺 00 1 r^t *n 1167 VO 5； (N <N \T\ 1 r〇 00 00 <N ON v〇 m 00 pH值 (N <N (N <N 00 o 〇 (N (N fS (N >n VO <N CN 00 pH值 調整劑 磷酸 磷酸 磷酸 磷酸 磷酸 1 1 Κ0Η | | NaOH 硝酸 |硝酸| I硝酸| 1硝酸1 !硝酸 硝酸 硝酸 1 磷酸 硝酸 1 额♦! > 1 1 1 1 < 1 1 t 1 1 1 1 1 1 沄 o 1 1 1 金屬鹽 種類 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 釩酸銨 1 1 1 〇〇 *n 〇 v〇 ΓΠ in o rn s〇 rn Ό ro v〇 rn 00 〇 o d Ό rn v〇 rn v〇 ΓΛ P； cs o 00 »n 00 00 氧化劑種類 過錳酸鉀 過猛酸斜 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過氧化氫 過錳酸鉀 過錳酸鉀 過錳酸鉀 研磨粒2次粒徑 iiyn)_ I 1 1 1 1 1 • 1 1 t 1 1 1 1 1 0.07 ο 〇 〇 研磨粒濃度 (質量％) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • 1 研磨粒種類 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • 1 1 1 膠體二氧化矽 膠體二氧化矽 膠體二氧化矽 膠體二氧化矽 5 一 (N m m V〇 卜 00 Os 〇 - (N CO w-> Ό 卜 00 〇\ 163648.doc ·19· 201250812

CN «t 謀 議 謀 € € V§ V? € 1 1 • 1 5» 1 » 1 念 Φ < < 璁1 .3靶 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • 〇 es W urf 1 31 m m m IS (N *〇 c5 〇\ m 00 妄 (N m m 00 rf S S m 5 OS P 冢 00 〇\ pH值 CS *r> vn rn sn rn *n rn cn w-i rs «r> rn W) rS •Λ pH值 調整劑 磁 链 链 链 湓 豳_ * 1 1 1 1 番 1 1 1 1 1 1 1 M w i金屬鹽 1種類 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • 1 7R φ| 沄 沄 00 W-> VO VO VO Ο Ο 〇 〇 〇 d d 〇 — — rn r<i rn «η wS tn *ri uS 5 一 氧化劑種類 攻 坂 眾 铋 想 a as as sa as fgf 菊 S S S S S S % 3 〇 〇 〇 〇 d d 珣 靶_ 怼《W 1 1 〇 1 〇 1 〇 〇 1 1 〇 1 〇 r w 联 埭 埭 埭 埭 埭 埭 1 1 ·〇 1 1 A3 1 jj 1 jj 甸 5 5 5 5 5 5 S7 5 ?3 r-> (N *n (N ri 00 CS ON (N m <s 163648.doc -20- ⑧ 201250812 根據表1及表2可知，於使用實施例即例丨〜丨5、例2〇、例 21、例23、例25、例28〜29及例3 1之研磨液之情形時，對 於On-axis基板與4度傾斜基板之至少一者獲得較高之研磨 速度’特別是於使用例3、例5〜7、例9及例12〜14之研磨液 的情形時，對於On-axis基板與4度傾斜基板之兩者獲得較 高之研磨速度，而可進行高速研磨。又，於使用例卜15、 例20、例21、例23、例25、例28~29及例31中之任一研磨 液之情形時，亦於研磨對象物即Sic:單晶基板之被研磨面 上未產生起因於研磨之損傷而獲得平坦性及平滑性優異之 研磨後的表面。 相對於此’使用含有膠體二氧化矽與過氧化氫及釩酸銨 之例16之研磨劑液的情形與使用例1〜1 5、例2 〇、例21、例 23、例25、例28〜29及例3 1之研磨液的情形相比，研磨速 度變低。 又，於使用含有過錳酸鉀作為氧化劑並進而含有膠體二 氧化碎作為研磨粒之例16〜19之研磨劑液的情形時，於研 磨粒沈澱性評價中未確認到研磨粒之凝聚，但與使用不含 研磨粒即膠體一氧化石夕之例1〜1 5及例2 0、例2 1、例2 3、例 25、例28〜29及例31之研磨液的情形相比，研磨速度大幅 變低。 進而，使用含有過錳酸鉀作為氧化劑並含有氧化鈽作為 研磨粒之例22、例24、例26〜27、例30及例32之研磨劑液 的情形與使用除不含研磨粒以外為相同之氧化劑漢度並具 有相同之pH值之例20 '例21、例23、例25、例28〜29及例 163648.doc 201250812 31之研磨液的情形相比，研磨速度下降。 又，根據研磨粒沈澱性評價，含有氧化鈽作為研磨粒之 例22、例24、例26〜27、例30及例32之研磨劑液係未達5分 鐘而確認有研磨粒之凝聚。此種研磨劑液有向研磨裝置之 穩定供給較為困難且產生起因於凝聚之研磨粒之損傷之 虞。 [產業上之可利用性] 根據本發明，可以較高之研磨速度研磨非氧化物單晶基 板’特別是SiC單晶基板或GaN單晶基板等硬度較高且化 學穩定性較高之化合物半導體基板，而可獲得沒有損傷且 平坦性及平滑性優異之研磨後之表面。因此，可有助於該 等基板之生產性之提高。 【圖式簡單說明】 圖1係表示可用於本發明之研磨方法之實施形態之研磨 裝置的一例之圖。 【主要元件符號說明】 1 研磨定盤 2 定盤驅動馬達 3 研磨墊 4 研磨對象物 5 基板保持構件 6 滴液喷嘴 7 研磨液 10 研磨裝置 I63648.doc -22- ⑧ 201250812 軸心 轴心 ci C2 -23- 163648.doc

Claims (1)

1. 201250812 七、申請專利範園·· 1. 一種非氧化物單晶基板之研磨方法，其特徵在於：其係 向不内包研磨粒之研磨墊供給研磨液，使非氧化物單晶 基板之被研磨面與上述研磨墊接觸，藉由兩者間之相對 , 運動而進行研磨的方法， , 且上述研磨液含有氧化還原電位為05 V以上之包含過 渡金屬之氧化劑與水，並且不含研磨粒。 2. 如請求項丨之非氧化物單晶基板之研磨方法，其中上述 氧化劑係過猛酸根離子。 3. 如請求項2之非氧化物單晶基板之研磨方法，其中上述 研磨液中之上述過錳酸根離子之含量為〇〇5質量％以 上、5質量％以下。 4·如請求項丨至3中任一項之非氧化物單晶基板之研磨方 法’其中上述研磨液之PH值為丨丨以下。 5’如凊求項4之非氧化物單晶基板之研磨方法，其中上述 研磨液之pH值為5以下。 6·如凊求項1至5中任一項之非氧化物單晶基板之研磨方 、、其中上述非氧化物單晶基板係碳化矽（SiC)單晶基板 或氮化鎵（GaN)單晶基板。 163648.doc