TWI475607B - Preparation method of non - oxide single crystal substrate - Google Patents

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Description

非氧化物單晶基板之研磨方法
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。
碳化矽(SiC)半導體與矽半導體相比絕緣破壞電場、電子之飽和漂移速度及熱導率較大，因此進行有使用碳化矽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。其中，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元件之開發受到關注。為實現此種功率裝置，必需用來使高品質之碳化矽半導體層磊晶成長之表面平滑的碳化矽單晶基板。
又，作為用來高密度地記錄資訊之光源，藍色雷射二極體受到關注，進而，對於作為代替螢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氮化鎵(GaN)半導體而製作，且使用碳化矽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矽單晶基板，於基板之平坦度、基板表面之平滑性等方面要求較高之加工精度。然而，碳化矽單晶之硬度極高，且耐腐蝕性優異，因此製作基板之情形時加工性較差，難以獲得平滑性較高之碳化矽單晶基板。
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、氧化鈰、氧化鋯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。 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，亦存在於短時間內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內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，內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2009/111001號說明書
[專利文獻4]日本專利特開2008-68390號公報
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。
本發明之非氧化物單晶基板之研磨方法的特徵在於：其係向不內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0.5 V以上之包含過渡金屬之氧化劑與水，並且不含研磨粒。
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0.05質量%以上、5質量%以下。進而，上述研磨液之pH值較佳為11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矽單晶基板或氮化鎵單晶基板。
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，而可進行穩定之高速研磨。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。
以下，對本發明之實施之形態進行說明。
[研磨方法]
本發明之非氧化物單晶基板之研磨方法係向不內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而進行研磨的方法。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0.5 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，即便藉由向不內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高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 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，因此亦可藉由與不內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0.5 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、硝酸鈰銨、硝酸鐵(III)九水合物、硝酸銀、磷鎢酸、矽鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、磷釩鉬酸等，特佳為過錳酸根離子。作為過錳酸根離子之供給源，較佳為過錳酸鉀或過錳酸鈉等過錳酸鹽。
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。過錳酸根離子之氧化還原電位為1.70 V，與通常用作氧化劑之過氯酸鉀(KClO4 )(氧化還原電位1.20 V)或次氯酸鈉(NaClO)(氧化還原電位1.63 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。
過錳酸根離子與作為氧化能力較強之氧化劑而周知之過 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，研磨液中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0.05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錳酸鹽未完全溶解而析出，並由於固體之過錳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0.1質量%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1.0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、氧化鈰(ceria)粒子、氧化鋁(alumina)粒子、氧化鋯(zirconia)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 佳為11以下，更佳為5以下，特佳為3以下。若pH值超過11，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pH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、硫酸、磷酸、鹽酸之無機酸；如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等飽和羧酸，乳酸、蘋果酸、檸檬酸等羥酸，鄰苯二甲酸、水楊酸等芳香族羧酸，草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸等二羧酸，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、二乙醇胺、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pH值調整為特定之範圍(pH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)
本發明中所使用之研磨液係以按上述特定之比率含有上述成分並成為均勻溶解之混合狀態的方式進行調整而使用。混合時可採用通常用於研磨液之製造中之利用攪拌翼之攪拌混合方法。研磨液未必必需預先製成混合有全部構成之研磨成分者而供給至研磨之場所。於供給至研磨之場所時，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，則可視需要而適當含有潤滑劑、螯合劑、還原劑、賦黏劑或黏度調節劑、防銹劑等。其中，於該等添加劑具有氧化劑、酸或鹼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，又於該等疏水基內導入有一個以上之酯、醚、胺等配位基，醯基、烷氧基等連結基者；包含羧酸、磺酸、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、***膠、羅望子(tamarind)、洋車前子(psyllium)等。
作為水溶性高分子，可使用：聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、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 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內包研磨粒之公知之研磨墊，一面向該研磨墊供給上述研磨液，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墊接觸，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係以繞其垂直之軸心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。於該研磨定盤1之上表面，貼附有不內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 象物4的基板保持構件(載體)5係繞其軸心C2可旋轉且可向軸心C2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接收之轉矩而向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之附近設置有滴液噴嘴6或噴霧嘴(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1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供給至研磨墊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。
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，可使用包含不織布、發泡聚胺基甲酸酯等多孔質樹脂等且不含研磨粒之公知者。又，為促進向研磨墊3供給研磨液7，或使研磨液7積存一定量於研磨墊3 上，亦可於研磨墊3之表面上實施格子狀、同心圓狀、螺旋狀等之溝槽加工。進而，亦可根據需要而使研磨墊調理器與研磨墊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，就被研磨面內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所示之氧化劑即過錳酸鉀中加入純水，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 加表1及表2所示之pH值調整劑(磷酸、硝酸、氫氧化鉀或氫氧化鈉)，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錳酸根離子之濃度，而為過錳酸鉀之濃度。
(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40 nm、平均2次粒徑為約70 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，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80 nm、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，一面攪拌一面加入作為氧化劑之過錳酸鉀，並視需要慢慢添加磷酸或硝酸而調整為表1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30 nm之氧化鈰分散液(氧化鈰固形物成分約30質量%)中加入純水，並攪拌10分鐘。繼而，於該液中，一面攪拌 一面加入作為氧化劑之過錳酸鉀，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1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1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中所調配之氧化鈰粒子之平均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31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16~19、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。
(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0°+0.25°以內之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°以內之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°以內之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10、例15之研磨液，僅評價對於On-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 表1及表2中。
(研磨速度(V)之計算式)
⊿m=m0-m1
V=⊿m/m0×T0×60/t(式中，⊿m(g)表示研磨前後之質量變化，m0(g)表示未研磨基板之初期質量，m1(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)、t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30及例32中獲得之各研磨劑液裝入20 ml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評價。再者，將經過5分鐘後亦未確認到沈澱層之情形評價為「未凝聚」。
根據表1及表2可知，於使用實施例即例1~15、例20、例21、例23、例25、例28~29及例31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1~15、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1~15、例20、例21、例23、例25、例28~29及例31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矽作為研磨粒之例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二氧化矽之例1~15及例20、例21、例23、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鈰作為研磨粒之例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濃度並具有相同之pH值之例20、例21、例23、例25、例28~29及例 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，含有氧化鈰作為研磨粒之例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。
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‧‧‧滴液噴嘴
7‧‧‧研磨液
10‧‧‧研磨裝置
C1‧‧‧軸心
C2‧‧‧軸心
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。
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‧‧‧滴液噴嘴
7‧‧‧研磨液
10‧‧‧研磨裝置
C1‧‧‧軸心
C2‧‧‧軸心

Claims (4)

  1. 一種非氧化物單晶基板之研磨方法，其特徵在於：其係向不內包研磨粒之研磨墊供給研磨液，使碳化矽(SiC)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0.5V以上之包含過渡金屬之氧化劑與水，並且不含研磨粒，上述包含過渡金屬之氧化劑係過錳酸根離子。
  2. 如請求項1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0.05質量%以上、5質量%以下。
  3. 如請求項1或2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11以下。
  4. 如請求項3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。
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