碳化硅基板研磨用组合物和碳化硅基板的研磨方法技术

一种碳化硅基板研磨用组合物，是用于研磨碳化硅基板表面的碳化硅基板研磨用组合物，含有真比重为2.10~2.30的胶态二氧化硅粒子和水，游离的碱金属离子的浓度为1ppm~150ppm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
作为电子器件的基板，除了一般的硅基板以外，还已知4H_SiC单晶基板和6H_SiC单晶基板等的碳化娃基板。该碳化娃基板由于具有机械强度等的优点而受到关注。这样的碳化硅基板是通过使碳化硅结晶生长，并将得到的单晶锭切成所希望的形状来制造的，希望其表面是平坦的，因此通常利用金刚石对表面进行研磨。并且由于通过金刚石研磨会产生微细的凹凸，所以作为精加工研磨使用金刚石以外的研磨剂对表面进行研磨。有作为这样的研磨剂，使用例如具有水、规定粒径的二氧化硅和氧化剂的研磨组合物对碳化硅基板表面实施化学机械研磨(CMP)的技术(参照专利文献I等)。现有技术文献专利文献I :日本特开2010-503232号公报
技术实现思路
但是，采用上述技术的表面平坦化并不充分，伴随电子器件的微细化而要求表面更加平坦的碳化硅基板。本专利技术的课题在于解决上述现有技术的问题，提供能够获得表面平坦的碳化硅基板的。解决上述课题的本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物，是用于研磨碳化硅基板表面的碳化硅基板研磨用组合物，其特征在于，含有真比重为2. 1(Γ2. 30的胶态二氧化硅粒子和水，游离的碱金属离子的浓度为IppnT150ppm。另外，作为上述胶态二氧化硅粒子，优选含有平均一次粒径为20nnT500nm的胶态二氧化硅粒子。此外，作为上述胶态二氧化硅粒子，优选还含有平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化硅粒子，且平均一次粒径为20nnT500nm的胶态二氧化硅粒子相对于平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化硅粒子的比例，优选以质量比计为50/50 90/10。另外，优选pH值低于4。并且，优选含有氧化剂。另外，可以是与氧化剂一起使用来对碳化硅基板进行研磨的碳化硅基板研磨用组合物。上述氧化剂，优选为选自过氧化氢、氯酸、高氯酸、高溴酸、碘酸、高碘酸、过硫酸、过硼酸、高猛酸、铬酸、重铬酸、钥;酸、氯化氰尿酸(chlorinated cyanuric acid)和它们的铵盐中的至少一种。·本专利技术的另一方式是一种碳化硅基板的研磨方法，其特征在于，通过上述碳化硅基板研磨用组合物，对碳化硅基板表面进行研磨。根据本专利技术，可以提供能够获得表面平坦的碳化硅基板的碳化硅基板研磨用组合物。并且，通过利用该碳化硅基板研磨用组合物对碳化硅基板表面进行研磨，可以制造表面平坦的碳化硅基板。附图说明图I是碳化硅基板的截面图。具体实施例方式用于对碳化硅基板表面进行研磨的本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物，含有真比重为2. 1(Γ2. 30的胶态二氧化硅粒子和水，游离的碱金属离子为lppnTl50ppm。作为本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物研磨的对象的碳化硅基板的种类不特别限定，可列举例如六方晶型4H-SiC单晶基板和6H-SiC单晶基板。再者，碳化硅基板是采用通常的制造方法、例如改进Lely法(Modified LelyMethod)等使结晶生长,并将得到的单晶锭切断来制造的。胶态二氧化硅粒子使用真比重为2. 1(Γ2. 30的胶态二氧化硅粒子。所谓真比重为2.1(Γ2. 30的胶态二氧化硅粒子，是采用所谓的水玻璃法得到的胶状的二氧化硅粒子，不同于采用被称为正硅酸甲酯法的溶胶凝胶法得到的真比重小的二氧化硅粒子(例如，真比重为I. 7(T2. 00左右)，是较硬的粒子。通过使用这样真比重为2. 1(Γ2. 30的硬的胶态二氧化硅粒子，即使是硬度为9以上的碳化硅基板，也能够通过与氧化剂一起使用，良好地研磨由于金刚石等而形成有凹凸的碳化硅基板表面。再者，所谓水玻璃法，是将硅酸钠等的碱金属硅酸盐的水溶液稀释为所希望的浓度后进行去阳离子处理，并将得到的活性硅酸在碱性溶液中加热使其晶粒生长，从而得到胶态二氧化硅的方法，以及利用无机酸中和碱金属硅酸盐的水溶液并利用碱将得到的二氧化硅凝胶解胶，从而得到胶态二氧化硅的方法。所谓溶胶凝胶法是在碱性催化剂的存在下使烷氧基硅烷和水在醇溶液中反应从而得到二氧化硅粒子的方法。另外，胶态二氧化硅粒子的粒径不特别限定，但优选以平均一次粒径为20nm 500nm的胶态二氧化硅粒子为主成分，例如相对于胶态二氧化硅粒子整体为50质量％以上。再者，平均一次粒径可以采用氮气吸附法求得。如果仅使用平均一次粒径低于20nm的胶态二氧化娃粒子，贝1J磨削微管(micropipes)和位错(dislocations)这样的形成于碳化娃基板表面的孔的边角，由此有孔扩大、在深度方向变深的倾向，利用原子力显微镜观察孔时探针就会进入到孔内部。另外，平均一次粒径大于500nm的胶态二氧化硅粒子，在静置时伴随时间的推移胶态二氧化硅粒子自然沉淀容易分层，因此难以处理。再者，作为胶态二氧化硅粒子，可以使用平均一次粒径不同的两种以上的胶态二氧化硅粒子群的混合物。并且，作为胶态二氧化硅粒子，优选除了平均一次粒径为20nnT500nm的粒子以夕卜，还含有平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化硅粒子。这样，通过作为胶态二氧化硅粒子，除了使用平均一次粒径为20nnT500nm的粒子以外，还使用平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的粒子来形成碳化硅基板研磨用组合物，可以制造表面平坦的碳化硅基板，并且，由于研磨速度变快而可以使研磨时间变为短时间。胶态二氧化硅粒子群的混合比例不特别限定，但优选平均一次粒径为2(T500nm的胶态二氧化硅粒子相对于平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化娃粒子的比例、即平均一次粒径为20nm 500nm的胶态二氧化硅粒子/平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化硅粒子，以质量比计为50/50 90/10。 另外，本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物，游离的碱金属离子的浓度为lppnTl50ppm,优选为IOOppm以下。如果游离的碱金属离子的浓度高于150ppm,则不能够如本专利技术那样获得表面平坦的碳化硅基板。在此，碳化硅基板，在其制造中伴随结晶生长机制产生的例如俯视的直径为f 10 μ m左右的大小的管状空隙的微管、和由于晶体结构的差异而产生的直径为O.5 10 μ m左右的位错(晶体缺陷)等的孔形成于表面。并且，对于形成有该微管和位错等的孔的碳化硅基板，为了除去由于利用金刚石等的研磨等而产生的凹凸，使用含有二氧化娃粒子等的研磨剂组合物。但是，在本专利技术中发现了 在利用以往的研磨剂组合物进行的研磨中，碳化硅基板表面的微管和位错等的孔进一步扩大，在深度方向变深，利用原子力显微镜观察孔时探针就会进到孔内部，以及通过这样利用研磨剂组合物进行研磨而孔扩大的原因是，研磨剂组合物含有的游离的碱金属离子的浓度高。具体地讲，使用作为具有微管的碳化硅基板的截面图的图I进行说明，即使使用游离的碱金属离子浓度为150ppm以下的本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物对具有微管2的碳化硅基板I (图I (a))进行研磨，微管2也不扩大(图I (b))。另一方面，如果使用游离的碱金属离子浓度高的以往的研磨剂组合物，则微管2的表面侧由于研磨而扩大(图1(c))，与使用本专利技术的碳化硅基板研磨用组合物的情况相比成为表面粗糙的碳化硅基板。例如，在使用专利文献I的实施例中记载的磨削剂Nalco 1034 (Nalco公司制)等的采用水玻璃法制作出的胶态二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.23 JP 143158/20101.一种碳化硅基板研磨用组合物，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组合物，含有真比重为2. 1(Γ2. 30的胶态二氧化硅粒子和水， 游离的碱金属离子的浓度为lppnTl50ppm。2.根据权利要求I所述的碳化硅基板研磨用组合物，其特征在于，作为所述胶态二氧化娃粒子,含有平均一次粒径为20nm 500nm的胶态二氧化娃粒子。3.根据权利要求2所述的碳化硅基板研磨用组合物，其特征在于，作为所述胶态二氧化硅粒子，还含有平均一次粒径为5nm以上且低于20nm的胶态二氧化硅粒子。4.根据权利要求3所述的碳化硅基板研磨用组合物，其特征在于，平均一次粒径为20nnT500nm的胶态二氧化娃粒子相对于平均一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：关口和敏，西村透，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：
国别省市：