WO2021241505A1 - 研磨方法およびポリシング用組成物セット - Google Patents

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WO2021241505A1
WO2021241505A1 PCT/JP2021/019631 JP2021019631W WO2021241505A1 WO 2021241505 A1 WO2021241505 A1 WO 2021241505A1 JP 2021019631 W JP2021019631 W JP 2021019631W WO 2021241505 A1 WO2021241505 A1 WO 2021241505A1
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polishing
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finish
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PCT/JP2021/019631
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信一郎 高見
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株式会社フジミインコーポレーテッド
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    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing method and a composition set for polishing. More specifically, the present invention relates to a method for polishing a substrate made of a high-hardness material such as a silicon carbide single crystal and a composition set for polishing used in the polishing method.
  • a high-hardness material such as a silicon carbide single crystal
  • the surface of a substrate made of a high-hardness material such as diamond, sapphire (aluminum oxide), silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride, etc. is usually polished by supplying diamond abrasive grains to a polishing platen. Smoothed by wrapping).
  • polishing polishing
  • Patent Document 1 is mentioned as a document that discloses this kind of prior art.
  • Patent Document 1 a method for polishing a substrate made of a high-hardness material such as a silicon carbide single crystal, wherein the pre-polishing performed using a pre-polishing composition, and the finish polishing performed using a finish polishing composition, Discloses a two-step polishing method including. According to such a polishing method, both smoothness and flatness on the surface of a substrate made of a high hardness material can be efficiently realized.
  • an object of the present invention is to provide a polishing method capable of achieving excellent surface quality for a substrate made of a high hardness material. Specifically, the present invention efficiently realizes a surface of a substrate made of a high-hardness material in which latent scratches, which are minute defects that are difficult to detect by observation with a wafer defect inspection device, are accurately eliminated. It is an object of the present invention to provide a possible polishing method. Another related object is to provide a composition set for policing.
  • the present inventor has made minute defects (latents) that are difficult to detect by ordinary observation methods on the surface layer including the surface of the pre-polished substrate. It was noted that scratches) tend to occur. Then, it was found that the accurate removal of the latent scratches on the surface layer of the substrate by the finish polishing performed after the preliminary polishing contributes to obtaining the surface quality at a higher level in the substrate composed of the surface of the high hardness material.
  • the present invention was completed.
  • a method for polishing a substrate made of a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more includes a step of pre-polishing the substrate using the pre-polishing composition; and a step of finishing-polishing the pre-polished substrate using the finish-polishing composition.
  • the surface roughness Ra PRE measured by the AFM (Atomic Force Microscope) of the pre-polished substrate is 0.1 nm or less.
  • the polishing removal allowance in the finish polishing step is 0.3 ⁇ m or more.
  • polishing method it is easy to realize a surface in which latent scratches are accurately eliminated in a substrate made of a high hardness material. Further, the surface roughness of the substrate made of the above-mentioned high-hardness material tends to decrease by eliminating the latent scratches from the surface. Therefore, according to the above polishing method, it is possible to realize a surface having excellent smoothness in a substrate made of a high hardness material.
  • the pre-polishing composition comprises abrasive grains A PRE .
  • Alumina particles can be preferably used as the abrasive grain A PRE.
  • the pre-polishing composition further comprises a polishing aid B PRE .
  • the polishing aid B PRE for example, a composite metal oxide can be preferably used.
  • the finish polishing composition comprises abrasive grains A FIN .
  • abrasive grain A FIN for example, silica particles can be preferably used. According to such a configuration, it is easy to realize a high-quality surface in which latent scratches are suitably eliminated by being used for polishing a substrate made of a high-hardness material.
  • the finish polishing composition does not contain abrasive grains A FIN.
  • the composition for finish polishing that does not contain the abrasive grains A FIN is used, it is easy to efficiently realize a surface that is preferably free from latent scratches and has excellent smoothness.
  • the finish polishing composition comprises a polishing aid B FIN .
  • a polishing aid B FIN for example, a composite metal oxide can be preferably used.
  • the composition for finish polishing having such a structure it is easy to efficiently realize a surface having excellent smoothness and eliminating latent scratches.
  • composition set for polishing which comprises any of the compositions for preliminary polishing disclosed herein and any composition for finish polishing disclosed herein.
  • the polishing method disclosed herein includes a step of performing pre-polishing using a pre-polishing composition (preliminary polishing step) and a step of performing finish polishing using a finish polishing composition (finishing polishing step).
  • pre-polishing step a pre-polishing composition
  • finish polishing step a step of performing finish polishing using a finish polishing composition
  • finish polishing polishing step include.
  • the substrate to be polished, the polishing method, the composition for preliminary polishing, and the composition for finish polishing will be described in this order.
  • the polishing method disclosed herein is a method for polishing a substrate made of a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more (also referred to as a high hardness material). According to the polishing method disclosed herein, latent scratches on the surface of a substrate made of a high hardness material as described above are removed, and smoothness is improved.
  • the Vickers hardness of the high hardness material is preferably 1800 Hv or more (for example, 2000 Hv or more, typically 2200 Hv or more).
  • the upper limit of the Vickers hardness is not particularly limited, but may be approximately 7,000 Hv or less (for example, 5000 Hv or less, typically 3000 Hv or less).
  • Vickers hardness can be measured based on JIS R 1610: 2003.
  • the international standard corresponding to the above JIS standard is ISO 14705: 2000.
  • Examples of the material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more include diamond, sapphire (aluminum oxide), silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride and the like.
  • the polishing method disclosed herein can be preferably applied to the single crystal surface of the above material, which is mechanically and chemically stable. Above all, it is preferable that the surface of the substrate to be polished is made of silicon carbide. Silicon carbide is expected as a semiconductor substrate material having low power loss and excellent heat resistance, and has a particularly great practical advantage in improving its surface properties.
  • the polishing method disclosed herein is particularly preferably applied to the single crystal surface of silicon carbide.
  • the polishing method disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing (preliminary polishing step) and a step of performing finish polishing (finish polishing step).
  • the pre-polishing step is a step of pre-polishing a substrate made of a material having a Vickers hardness of at least 1500 Hv or more on the surface (polished surface) using a pre-polishing composition.
  • the finish polishing step is a step of performing finish polishing on the pre-polished substrate using the finish polishing composition.
  • the total polishing time which is the sum of the polishing time in the preliminary polishing and the polishing time in the finish polishing, is not too long from the viewpoint of the production efficiency of the substrate. Is. Therefore, preliminary policing tends to be performed with an emphasis on the polishing removal speed. In addition, finish policing tends to be terminated when the surface quality such as the smoothness of the substrate seems to be stable.
  • the surface layer of the pre-polished substrate tends to have minute defects (latents) that are difficult to be detected by observation with a general wafer defect inspection device. ..
  • the conventional polishing method does not pay attention to the existence of such minute-level defects, that is, the latent scratches may not be sufficiently removed. Therefore, the finish polishing of the pre-polished substrate is not performed until the surface quality (typically smoothness) of the substrate is stabilized, but the latent scratches hidden on the surface layer of the substrate are further removed. As a result, it was found that a surface having excellent surface quality at a higher level can be obtained.
  • the term "latent” as used herein refers to a defect that is not detected by observation with a general wafer defect inspection device and has a size of approximately 20 ⁇ or more in the depth direction.
  • a "latent" in a SiC wafer is a defect that is not detected by observation with a SiC wafer defect inspection / review device (model: SICA6X) manufactured by Lasertec Co., Ltd., and is approximately 20 ⁇ or more in the depth direction of the wafer. Refers to a defect with a size.
  • the latency is approximately 0 in the depth direction from the substrate surface. It was found that it tends to be abundant in the surface layer region of 3 ⁇ m or less. Therefore, for example, in a substrate whose surface roughness is adjusted to 0.1 nm or less by preliminary polishing, if the polishing allowance of the finish polishing performed after the preliminary polishing is less than 0.3 ⁇ m, the substrate surface layer is scratched. Is not sufficiently removed and remains, so it is difficult to improve the surface quality. Not only that, on the contrary, the latent scratches existing inside may be newly exposed on the surface by policing, and the surface quality may be deteriorated.
  • polishing removal allowance W FIN polishing removal allowance
  • the polishing allowance W FIN in the finish polishing may be greater than 0.3 [mu] m may be more than 0.32 [mu] m, 0.35 .mu.m It may be more than or equal to, 0.4 ⁇ m or more, and 0.42 ⁇ m or more.
  • the surface roughness of the substrate surface on which the latent scratches are preferably eliminated tends to decrease and the smoothness tends to be improved.
  • the upper limit of the polishing allowance W FIN in finish polishing is not particularly limited. From the viewpoint of efficiently removing the latent scratches on the surface layer of the substrate without making the total polishing time too long, it is usually appropriate that the polishing removal allowance W FIN in finish polishing is 2 ⁇ m or less, and 1.5 ⁇ m or less. It is preferably 1 ⁇ m or less, more preferably 0.8 ⁇ m or less (for example, 0.5 ⁇ m or less).
  • polishing allowance in the present specification can be calculated using the following formula (a) by measuring the difference in the weight of the substrate before and after polishing.
  • A) Polishing allowance difference in substrate weight before and after polishing / substrate density / substrate area
  • the surface roughness measured by the AFM of the substrate after finish polishing (hereinafter, also referred to as "surface roughness Ra FIN ”) is not particularly limited.
  • finish policing is performed so that the surface roughness Ra FIN is less than 0.06 nm, more preferably 0.05 nm or less.
  • the surface roughness Ra FIN after finish polishing may be 0.01 nm or more, 0.02 nm or more, 0.03 nm or more, 0.035 nm or more. But it may be.
  • the pre-polishing performed by using the pre-polishing composition is also referred to as "surface roughness Ra PRE " measured by the AFM of the substrate after the pre-polishing. ) Is 0.1 nm or less.
  • the surface roughness Ra PRE after pre-polishing is preferably 0.09 nm or less, more preferably 0.08 nm or less, still more preferably 0.07 nm.
  • the following (for example, 0.065 nm or less).
  • the lower limit of the surface roughness Ra PRE after pre-polishing is not particularly limited. From the viewpoint of efficiently improving the smoothness of the substrate surface without making the total polishing time too long, it is usually appropriate that the surface roughness Ra PRE after pre-polishing is 0.03 nm or more. It is preferably larger than 04 nm, more preferably 0.045 nm or more, and further preferably 0.05 nm or more (for example, 0.055 nm or more).
  • the surface roughness Ra FIN of the pre-polished substrate is such that the surface roughness Ra FIN of the pre-polished substrate is sufficiently removed by the finish polishing. It tends to be smaller than the surface roughness.
  • the value obtained by subtracting the surface roughness Ra FIN [nm] from the surface roughness Ra PRE [nm] is larger than 0 nm, more preferably 0.005 nm or more, still more preferably 0.01 nm or more, and particularly preferably 0.01 nm or more. It is 0.015 nm or more.
  • the value obtained by subtracting the surface roughness Ra FIN [nm] from the surface roughness Ra PRE [nm] is usually 0. It may be .09 nm or less, 0.08 nm or less, 0.07 nm or less, 0.06 nm or less, or 0.05 nm or less.
  • the surface roughness of the substrate referred to in the present specification is a value measured by an atomic force microscope (AFM). Specifically, it is measured by the method described in Examples described later.
  • the polishing removal allowance (hereinafter, also referred to as polishing removal allowance W PRE ) in the preliminary polishing is not particularly limited. From the viewpoint of keeping the surface roughness Ra PRE after pre-polishing within the above-mentioned preferable range, it is usually appropriate that the polishing removal allowance W PRE in pre-polishing is 0.1 ⁇ m or more, preferably 0.3 ⁇ m or more. , More preferably 0.4 ⁇ m or more, still more preferably 0.5 ⁇ m or more. From the viewpoint of efficiently obtaining a surface exhibiting excellent smoothness without making the total polishing time too long, it is generally appropriate, preferably 2 ⁇ m or less, to have a polishing removal allowance W PRE in the preliminary polishing of 3 ⁇ m or less. It is more preferably 1.8 ⁇ m or less, still more preferably 1.5 ⁇ m or less.
  • a pre-polishing slurry containing any of the pre-polishing compositions disclosed herein is prepared.
  • a finish polishing slurry containing any of the finish polishing compositions disclosed herein is prepared.
  • Preparing the above slurry includes using each polishing composition as it is as a polishing slurry (polishing liquid), or performing operations such as concentration adjustment (for example, dilution) and pH adjustment for each polishing composition. May include preparing a slurry for polishing.
  • Preliminary polishing is performed using the prepared preliminary polishing slurry.
  • a pre-polishing slurry is supplied to the surface of a substrate made of a high-hardness material and polished by a conventional method.
  • the substrate that has undergone the wrapping step is set in a general polishing apparatus, and the pre-polishing slurry is supplied to the surface of the substrate through the polishing pad of the polishing apparatus.
  • a polishing pad is pressed against the surface of the substrate to relatively move (for example, rotationally move) the two.
  • finish polishing is performed using the prepared finish polishing slurry.
  • a slurry for finishing polishing is supplied to the surface of a substrate made of a high-hardness material and polished by a conventional method.
  • Finish polishing is performed by supplying a slurry for finish polishing to the surface of the substrate after the preliminary polishing is completed through the polishing pad of the polishing apparatus.
  • a polishing pad is pressed against the surface of the substrate to move the two relative to each other (for example, rotational movement). The polishing of the high hardness material is completed through the polishing process as described above.
  • the preliminary polishing step refers to a polishing step performed using a slurry for polishing and prior to the finishing polishing step.
  • the pre-polishing step is a policing step that is placed immediately prior to the finishing policing step.
  • the preliminary polishing step may be a one-step polishing step or a plurality of two or more steps of polishing steps.
  • the finishing polishing step means a polishing step arranged at the end (that is, on the most downstream side) of the polishing steps performed using the polishing slurry, and is therefore disclosed herein.
  • the finish polishing composition can be grasped as a type of polishing slurry used on the most downstream side among the polishing slurries used in the polishing process of a substrate made of a high hardness material.
  • the conditions for pre-polishing and finish polishing are appropriately set based on the technical common sense of those skilled in the art based on the substrate, the target surface texture, the polishing removal speed, and the like.
  • the polishing pressure per 1 cm 2 of the processing area of the substrate is preferably 50 g or more, more preferably 100 g or more.
  • the polishing pressure per 1 cm 2 of the processing area is 2000 g or less.
  • the linear velocity can change due to the influence of the surface plate rotation speed, the carrier rotation speed, the size of the substrate, the number of substrates, and the like. Increasing the linear velocity tends to result in higher polishing removal rates. Further, from the viewpoint of preventing damage to the substrate and excessive heat generation, the linear velocity may be limited to a predetermined value or less.
  • the linear velocity may be set based on common general technical knowledge and is not particularly limited, but is preferably in the range of about 10 to 1500 m / min, and more preferably in the range of 50 to 1200 m / min.
  • the supply amount of the composition for polishing at the time of polishing is not particularly limited. It is desirable that the supply amount is set so as to be a sufficient amount for the polishing composition to be uniformly supplied to the entire surface of the substrate.
  • the suitable supply amount may vary depending on the material of the substrate, the configuration of the polishing apparatus, and other conditions. For example, it is preferably in the range of 0.001 to 0.1 mL / min, and more preferably in the range of 0.002 to 0.03 mL / min per 1 mm 2 of the processing area of the substrate.
  • the polishing time of the preliminary polishing (hereinafter, also referred to as the polishing time T PRE ) is not particularly limited as long as the surface roughness Ra PRE of the substrate after the preliminary polishing is 0.1 nm or less. From the viewpoint of not making the total polishing time too long, it is usually appropriate that the polishing time T PRE is less than 3 hours in the polishing method disclosed herein. In a preferred embodiment, the policing time T PRE may be 2.5 hours or less, more preferably 2 hours or less, still more preferably 1.5 hours or less (eg, 1 hour or less). From the viewpoint of improving smoothness, in a preferred embodiment of the polishing method disclosed herein, the polishing time T PRE of the preliminary polishing is typically 2 minutes or more, for example, 15 minutes or more, and 30 minutes or more. It may be 45 minutes or more.
  • the polishing time of finish polishing (hereinafter, also referred to as polishing time T FIN ) is not particularly limited as long as the polishing removal allowance in finish polishing is 0.3 ⁇ m or more.
  • the polishing time T FIN of the finish polishing is less than 3 hours from the viewpoint of not making the total polishing time too long.
  • the polishing time T FIN of finish polishing may be 2.5 hours or less, more preferably 2 hours or less, still more preferably 1.5 hours or less (eg 1). Less than time).
  • the polishing time T FIN of finish polishing is typically 1 minute or longer, for example, 5 minutes or longer, or 10 minutes or longer. It may be 30 minutes or more.
  • the suitable policing time can be set according to the composition of the composition for policing, policing conditions and the like.
  • the pre-polishing composition contains abrasive grains (typically alumina particles)
  • the pre-polishing polishing time T PRE is preferably 2 minutes or more and 60 minutes or less.
  • the policing time T PRE can be, for example, more than 2 minutes and 45 minutes or less, and can be 3 minutes or more and 10 minutes or less.
  • the polishing time T FIN of finishing polishing is preferably 5 minutes or more and 90 minutes or less.
  • the policing time T FIN can be, for example, 6 minutes or more and 50 minutes or less, or 7 minutes or more and 40 minutes or less.
  • the polishing time T FIN of finishing polishing is preferably 1 minute or more and 20 minutes or less.
  • the policing time T FIN can be, for example, more than 1 minute and 15 minutes or less, and can be 2 minutes or more and 5 minutes or less.
  • the pre-polishing polishing time T PRE [ The ratio (T FIN / T PRE ) of the polishing time T FIN [minutes] to the finish polishing is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1 or more, still more preferably 1.2 or more. be. From the viewpoint of production efficiency, the above ratio (T FIN / T PRE ) is typically 3.0 or less.
  • the pre-polishing policing time T PRE [minutes] of the finish policing policing time.
  • the ratio of T FIN [minutes] (T FIN / T PRE ) is typically 1.0 or less.
  • the total time of preliminary polishing and finishing polishing is not particularly limited. According to the polishing method disclosed herein, the total polishing time is less than 5 hours when the pre-polishing composition contains permanganates as a polishing aid and the finishing polishing composition contains vanadic acids as a polishing aid. It is possible to realize a surface having excellent smoothness in a high hardness material. In a preferred embodiment, a total policing time of less than 3 hours (eg, less than 2.5 hours, typically less than 2 hours) can provide a surface with excellent smoothness in high hardness materials.
  • the total polishing time of less than 3 hours provides excellent smoothness in high hardness materials.
  • the surface can be realized.
  • a total policing time of less than 2 hours eg, less than 1.5 hours, typically less than 1 hour
  • the total policing time does not include the time between each policing step (time without policing, non-policing time). For example, the time from the end of the preliminary polishing process to the start of the finishing polishing process is not included in the total polishing time.
  • Preliminary polishing and finish polishing can be applied to both polishing with a single-sided polishing device and polishing with a double-sided polishing device.
  • a single-sided polishing device the substrate is attached to a ceramic plate with wax, or the substrate is held by a holder called a carrier, and the polishing pad is pressed against one side of the substrate while supplying the composition for polishing to make the two relative to each other.
  • One side of the substrate is polished by moving (for example, rotating).
  • the substrate is held by a holder called a carrier, and while the polishing composition is supplied from above, the polishing pads are pressed against the facing surfaces of the substrate and the polishing pads are rotated in the relative direction of the substrate. Polish both sides at the same time.
  • the polishing pad used in each polishing process disclosed here is not particularly limited.
  • any of non-woven fabric type, suede type, rigid polyurethane foam type, those containing abrasive grains, those containing no abrasive grains and the like may be used.
  • Substrates polished by the methods disclosed herein are typically cleaned after policing. This cleaning can be performed using a suitable cleaning solution.
  • the cleaning solution to be used is not particularly limited, and known and commonly used cleaning solutions can be appropriately selected and used.
  • the temperature of the cleaning liquid is not particularly limited, and is preferably in the range of, for example, 20 to 90 ° C, more preferably in the range of 50 to 80 ° C.
  • the polishing method disclosed herein may include any other steps in addition to the preliminary polishing step and the finishing polishing step. Examples of such a step include a wrapping step performed before the preliminary polishing step.
  • the lapping step is a step of polishing by pressing the surface of a polishing surface plate (for example, a cast iron surface plate) against a substrate. Therefore, the polishing pad is not used in the wrapping process.
  • the wrapping step is typically performed by supplying abrasive grains (typically diamond grain) between the polishing surface plate and the substrate.
  • the polishing method disclosed herein may include an additional step (cleaning step or polishing step) before the preliminary polishing step or between the preliminary polishing step and the finishing polishing step.
  • the pre-polishing composition disclosed herein typically comprises abrasive grains A PRE . It is preferable that the composition for pre-polishing contains abrasive grains A PRE from the viewpoint of efficiently realizing excellent smoothness.
  • the type of abrasive grains A PRE that can be contained in the composition for pre-polishing is not particularly limited.
  • the abrasive grain A PRE can be any of inorganic particles, organic particles and organic-inorganic composite particles.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, magnesium oxide particles, manganese dioxide particles, zinc oxide particles, iron oxide particles; silicon nitride particles, nitrided particles.
  • Abrasive particles substantially composed of any of nitride particles such as boron particles; carbide particles such as silicon carbide particles and boron carbide particles; diamond particles; carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate; and the like can be mentioned.
  • One type of abrasive grain may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • alumina particles, zirconium oxide particles, chromium oxide particles, and iron oxide particles are more preferable, and alumina particles are particularly preferable.
  • the ratio of the alumina particles in the whole abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition is generally higher are preferred.
  • the proportion of alumina particles in the total abrasive grains A PRE contained in the prepolishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, still more preferably 95% by weight or more (for example, 95 to 100% by weight). Weight%).
  • the composition for preliminary polishing disclosed herein does not substantially contain diamond particles as the abrasive grains A PRE. Since diamond particles have high hardness, they can be a limiting factor for improving smoothness. Further, since diamond particles are generally expensive, they cannot be said to be advantageous materials in terms of cost effectiveness, and from a practical point of view, it is desirable that the dependence on high-priced materials such as diamond particles is low.
  • the average secondary particle size of the abrasive grain A PRE is usually 20 nm or more, and is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more (for example, 300 nm or more) from the viewpoint of improving the polishing removal speed. According to the above-mentioned abrasive grains having an average secondary particle size, excellent smoothness can be realized more efficiently.
  • the upper limit of the average secondary particle size of the abrasive grain A PRE is appropriately set to about 5000 nm or less from the viewpoint of sufficiently securing the number of particles per unit weight. From the viewpoint of improving smoothness, the average secondary particle size is preferably 3000 nm or less, more preferably 2000 nm or less (for example, 800 nm or less).
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is, for example, for particles less than 500 nm, by a dynamic light scattering method using the model "UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd., the volume average particle diameter (arithmetic mean diameter based on the volume). It can be measured as Mv). Further, particles having a diameter of 500 nm or more can be measured as a volume average particle diameter by a pore electric resistance method or the like using a model “Multisizer 3” manufactured by BECKMAN COULTER.
  • the abrasive grain concentration in the preliminary polishing composition is 1% by weight or more from the viewpoint of the polishing removal rate. From the viewpoint of improving the polishing removal speed, the abrasive grain concentration is preferably 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more. Further, from the viewpoint of obtaining good dispersibility, the abrasive grain concentration in the preliminary polishing composition is usually preferably 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, and more preferably 10% by weight or less. , More preferably 8% by weight or less.
  • the pre-polishing composition disclosed herein preferably contains a polishing aid B PRE.
  • the polishing aid B PRE is a component that enhances the effect of preliminary polishing, and a water-soluble one is typically used.
  • the polishing aid B PRE is not particularly limited, but exhibits an action of deteriorating (typically oxidatively deteriorating) the surface of the substrate in preliminary polishing, and causes the surface of the substrate to become fragile. It is considered that it contributes to the polishing by the grain A PRE.
  • the grinding aids B PRE in policing, oxidation of SiC, that is contributing to the SiO x C y of Be done.
  • the SiO x Cy has a hardness lower than that of a SiC single crystal.
  • the oxidation reaction can generally bring about lower hardness and weakness. From these facts , it is considered that the addition of the polishing aid B PRE improves the polishing removal speed and the surface quality of the substrate.
  • Polishing aid B PRE includes peroxides such as hydrogen peroxide; nitrates such as iron nitrate, its salts such as iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, and its complex, cerium ammonium nitrate and the like; potassium peroxomonosulfate, peroxodi.
  • peroxides such as hydrogen peroxide
  • nitrates such as iron nitrate, its salts such as iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, and its complex, cerium ammonium nitrate and the like
  • potassium peroxomonosulfate peroxodi.
  • Persulfate such as sulfuric acid, its salt ammonium persulfate, persulfate compound such as potassium persulfate; chloric acid and its salt, perchloric acid, chlorine compound such as its salt potassium perchlorate; bromic acid, its salt Bromine compounds such as potassium bromine; iodine compounds such as iodine acid, its salts ammonium iodate, periodic acid, its salts sodium perioitate, potassium perioitate; iron acid, its salts.
  • Iron acids such as potassium iron acid; permanganic acids such as permanganic acid and its salts sodium permanganate, potassium permanganate and the like; chromium acids and their salts potassium chromate, potassium dichromate and the like; Vanadic acid, its salt ammonium vanadate, sodium vanadate, potassium vanadate and the like; ruthenic acid such as perlutenic acid or its salt; molybdic acid, its salt ammonium molybdate, disodium molybdate and the like Molybdenum acids; renium acids such as perrenium or salts thereof; tungsten acids such as disodium tungstate which is a salt thereof; One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination as appropriate. Of these, permanganate or a salt thereof, chromic acid or a salt thereof, iron acid or a salt thereof are preferable, and sodium permanganate and potassium permanganate are particularly preferable.
  • the pre-polishing composition comprises a composite metal oxide as the polishing aid B PRE.
  • the composite metal oxide include metal nitrates, iron acids, permanganic acids, chromium acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdenum acids, renium acids and tungsten acids. Among them, iron acids, permanganates and chromium acids are more preferable, and permanganates are even more preferable.
  • CMO PRE is used.
  • the monovalent or divalent metal element (excluding the transition metal element) include Na, K, Mg and Ca. Of these, Na and K are more preferable.
  • the 4th periodic transition metal element in the periodic table include Fe, Mn, Cr, V and Ti. Of these, Fe, Mn, and Cr are more preferable, and Mn is even more preferable.
  • Preliminary polishing composition disclosed herein is a composite metal oxide as a grinding aid B PRE (preferably CMO PRE composite metal oxide) may include a further comprising a grinding aid B PRE non complex metal oxide However, it may or may not be included.
  • the composite metal oxide as a grinding aid B PRE preferably a composite metal oxide CMO PRE
  • the composite metal oxide as a grinding aid B PRE preferably also in a manner substantially free of other grinding aid B PRE (e.g. hydrogen peroxide) Can be carried out.
  • the content of the polishing aid B PRE in the prepolishing composition is usually preferably 0.005 mol / L or more.
  • the content of the polishing aid B PRE in the composition for preliminary polishing is preferably 0.008 mol / L or more, more preferably 0.01 mol / L or more, and 0.03 mol / L or more. It may be L or more, 0.05 mol / L or more, 0.06 mol / L or more, or 0.07 mol / L or more.
  • it is usually appropriate that the content of the polishing aid B PRE in the composition for preliminary polishing is 0.5 mol / L or less, and 0.3 mol / L or less. It is preferably 0.2 mol / L or less, and may be 0.1 mol / L or less, or 0.09 mol / L or less.
  • composition for preliminary polishing is a metal salt, an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, a chelating agent, a thickener, a dispersant, a pH adjuster, and an interface, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Compositions for policing typically high hardness materials
  • activators such as activators, inorganic polymers, organic polymers, organic acids, organic acid salts, inorganic acids, inorganic acid salts, rust preventives, preservatives, antifungal agents, etc.
  • a known additive that can be used in a composition for polishing for example, a composition for polishing a silicon carbide substrate
  • the content of the additive may be appropriately set according to the purpose of the addition and does not characterize the present invention, and therefore detailed description thereof will be omitted.
  • the solvent used in the pre-polishing composition is not particularly limited as long as it can disperse the abrasive grains.
  • As the solvent ion-exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water and the like can be preferably used.
  • the composition for preliminary polishing disclosed herein may further contain an organic solvent (lower alcohol, lower ketone, etc.) that can be uniformly mixed with water, if necessary.
  • 90% by volume or more of the solvent contained in the prepolishing composition is preferably water, and 95% by volume or more (typically 99 to 100% by volume) is more preferably water.
  • the pH of the pre-polishing composition is not particularly limited. Usually, it is appropriate to set the pH of the preliminary polishing composition to about 2 to 12. When the pH of the pre-polishing composition is within the above range, a practical polishing removal rate is likely to be achieved.
  • the pH of the pre-polishing composition is preferably 2 to 10, more preferably 3 to 9.5, and may be 4 to 8. In some embodiments, the pH of the prepolishing composition may be, for example, 6-10 or 8.5-9.5.
  • each component contained in the pre-polishing composition may be mixed using a well-known mixing device such as a blade type stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • a well-known mixing device such as a blade type stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • the mode in which these components are mixed is not particularly limited, and for example, all the components may be mixed at once, or may be mixed in an appropriately set order.
  • the finish polishing composition disclosed herein may contain abrasive grains A FIN.
  • the finish polishing composition comprises abrasive grains A FIN from the viewpoint of obtaining a desired polishing removal rate.
  • the abrasive grain A FIN can be any of inorganic particles, organic particles and organic-inorganic composite particles.
  • the abrasive grain A FIN one or more of those exemplified in the above-mentioned abrasive grain A PRE can be preferably used.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, iron oxide particles, and magnesium oxide particles are more preferable, and silica particles, cerium oxide particles, and manganese dioxide are more preferable. Particles are more preferred, and silica particles are particularly preferred.
  • silica particles include colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica. From the viewpoint of improving smoothness, preferred silica particles include colloidal silica and fumed silica. Of these, colloidal silica is particularly preferable.
  • the proportion of the silica particles to the total abrasive grain A FIN contained in the final polishing composition is generally higher are preferred.
  • the proportion of silica particles in the entire abrasive grain A FIN contained in the finish polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, still more preferably 95% by weight or more (for example, 95 to 100% by weight). Weight%).
  • the average secondary particle size of the abrasive grain A FIN is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm or more, and further preferably 60 nm or more from the viewpoint of polishing removal speed and the like. Further, from the viewpoint of obtaining a surface having higher smoothness, the average secondary particle size of the abrasive grains A FIN is preferably 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 130 nm or less. It is particularly preferably 110 nm or less.
  • the abrasive grain concentration in the finish polishing composition is 0.01% by weight or more from the viewpoint of the polishing removal rate. It may be 0.1% by weight or more, 1% by weight or more, or 3% by weight or more. From the viewpoint of efficiently improving smoothness, the abrasive grain concentration is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more. Further, from the viewpoint of obtaining good dispersibility, the abrasive grain concentration in the finish polishing composition is usually preferably 50% by weight or less, and preferably 40% by weight or less.
  • the finish polishing composition does not contain abrasive grains A FIN from the viewpoint of obtaining the desired surface quality.
  • a composition for finish polishing containing abrasive grains A FIN is used, when the processing pressure is increased, polishing scratches such as scratches tend to occur on the surface to be polished. According to the polishing method disclosed herein, even when an abrasive grain-less finish polishing composition is used, a surface in which latent scratches are suitably eliminated can be efficiently realized.
  • the finish polishing composition disclosed herein preferably contains a polishing aid B FIN.
  • the polishing aid B FIN is a component that enhances the effect of finish polishing, and a water-soluble one is typically used.
  • the polishing aid B FIN is not particularly limited, but as in the case of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing described above, the substrate surface is altered (typically oxidative alteration) in the finish polishing. It is considered that it contributes to the polishing removal speed and the surface quality of the substrate (particularly the improvement of smoothness) by showing the action of the substrate and causing the surface of the substrate to become fragile.
  • polishing aid B FIN one or more of those exemplified as the above-mentioned polishing aid B PRE can be preferably used.
  • vanadate or a salt thereof an iodine compound, molybdate or a salt thereof, tungsten acid or a salt thereof are preferable, and sodium metavanadate, sodium vanadate, and potassium vanadate are particularly preferable.
  • the finish polishing composition comprises a composite metal oxide as the polishing aid B FIN.
  • the composite metal oxide include metal nitrates, iron acids, permanganic acids, chromium acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdenum acids, renium acids and tungsten acids. Of these, iron acids, permanganic acids, chromium acids, vanadic acids, molybdic acids, and tungsten acids are more preferable, and permanganic acids and vanadic acids are even more preferable.
  • the composite metal oxide includes a monovalent or divalent metal element (excluding the transition metal element) or ammonia, and a Group 5 or Group 6 transition metal element in the periodic table.
  • the composite metal oxide CMO FIN having the above is used.
  • Preferable examples of the monovalent or divalent metal element (excluding the transition metal element) or ammonia include Na, K, Mg, Ca and ammonia. Of these, Na and K are more preferable.
  • the Group 5 or Group 6 transition metal element in the periodic table is preferably selected from the 4th, 5th and 6th periods, and is selected from the 4th and 5th periods. Is more preferable, and it is further preferable to be selected from the fourth period.
  • the transition metal element is preferably selected from Group 5. Specific examples thereof include V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W. Of these, V, Mo, and W are more preferable, and V is even more preferable.
  • Finish polishing compositions disclosed herein is, when the composite metal oxide as a grinding aid B FIN (preferably the CMO FIN composite metal oxide) containing, as a grinding aid agent B FIN other than composite metal oxide, the It is preferable to further contain an oxygen-containing substance capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN).
  • an oxygen-containing substance capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN).
  • the chemical action of the composite metal oxide preferably the composite metal oxide CMO FIN
  • the polishing removal rate in the finish polishing can be significantly improved, and the smoothness of the high hardness material can be improved.
  • the oxygen-containing material include hydrogen peroxide, ozone and peracid. Of these, hydrogen peroxide is particularly preferable.
  • the content of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition is usually preferably 0.005 mol / L or more.
  • the content of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition is preferably 0.008 mol / L or more, more preferably 0.01 mol / L or more, and 0.03 mol / L. It may be the above, 0.05 mol / L or more, 0.06 mol / L or more, or 0.07 mol / L or more.
  • it is usually appropriate that the content of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition is 0.5 mol / L or less, and 0.3 mol / L or less. It is preferably 0.2 mol / L or less, and may be 0.1 mol / L or less, or 0.09 mol / L or less.
  • the composite metal oxide is used. It is usually appropriate that the concentration of the above is 0.1% by weight or more. From the viewpoint of improving the polishing speed, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1.4% by weight or more. Further, from the viewpoint of improving smoothness, the concentration of the composite metal oxide is usually preferably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and 2.5% by weight or less. Is more preferable. In that case, the concentration of the oxygen-containing substance is usually preferably 0.1 to 10% by weight, and the concentration is preferably 0.5 to 3% by weight from the viewpoint of preferably exerting the oxygen supply action. 1 to 2% by weight is more preferable.
  • the pH of the finish polishing composition is not particularly limited. Usually, it is appropriate to set the pH of the finish polishing composition to about 2 to 12. When the pH of the finish polishing composition is within the above range, excellent smoothness is likely to be efficiently achieved.
  • the pH of the finish polishing composition is preferably 2 to 10, more preferably 3 to 8.
  • the pH of the finish polishing composition may be higher than the pH of the preliminary polishing composition. This can be advantageous from the viewpoint of achieving both improvement in surface quality and productivity.
  • the pH of the finishing polishing composition may be about 0.2 to 2.0 higher than the pH of the preliminary polishing composition, or may be about 0.5 to 1.5 higher.
  • finish polishing composition As other components and solvents that can be used in the finish polishing composition, those that can be contained in the preliminary polishing composition can be preferably used, and therefore no duplicate explanation will be given here. Further, the finish polishing composition can be prepared, for example, by adopting the same method as the above-mentioned preparation method of the preliminary polishing composition, or by appropriately modifying it based on the common general knowledge of those skilled in the art.
  • composition set for polishing comprising a composition for preliminary polishing and a composition for finish polishing.
  • the pre-polishing composition may be a polishing slurry or a concentrate thereof used in the pre-polishing step in the polishing method disclosed herein.
  • the finish polishing composition may be a polishing slurry or a concentrate thereof used in the finish polishing step in the polishing method disclosed herein.
  • excellent smoothness of the surface of a high hardness material can be efficiently realized in a multi-stage polishing process.
  • such a composition set for polishing may contribute to shortening of polishing time and improvement of productivity.
  • the composition for preliminary polishing and the composition for finishing polishing are stored separately from each other.
  • the techniques disclosed herein may include, for example, providing a method of manufacturing a substrate. That is, according to the technique disclosed herein, a step of pre-polishing a substrate made of a material having a Vickers hardness of at least 1500 Hv or more on the surface using a pre-polishing composition and pre-polishing are performed.
  • a method for manufacturing a substrate which comprises a step of performing finish polishing on the resulting substrate using a composition for finish polishing, and a method for producing the substrate.
  • the above-mentioned manufacturing method can be carried out by preferably applying the contents of the polishing method disclosed herein. According to the above manufacturing method, a substrate having a high hardness material surface in which latent scratches are eliminated and excellent smoothness is efficiently provided.
  • ⁇ Preparation of polishing composition> (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2) (Preparation of composition for preliminary polishing) Alumina particles as abrasive grains, potassium permanganate as a polishing aid, and deionized water were mixed to prepare a composition for preliminary polishing.
  • the average secondary particle size of the alumina particles used was about 400 nm.
  • the concentration of the abrasive grains in the prepolishing composition was 6%, and the concentration of potassium permanganate was 0.08 M (0.08 mol / L).
  • the pH of the prepolishing composition was 5.6.
  • composition for finish polishing Colloidal silica as abrasive grains, hydrogen peroxide and vanadate as polishing aids, and deionized water were mixed, and potassium hydroxide was added to prepare a finishing polishing composition having a pH of 6.5.
  • the average secondary particle size of the colloidal silica used was about 80 nm.
  • the concentration of abrasive grains in the finish polishing composition was 23%, hydrogen peroxide was 2%, and vanadate was 1.5%.
  • Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 A pre-polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 and used as the pre-polishing composition according to this example.
  • a composition for finish polishing having a pH of 6.5 was prepared by the same method as in Example 1 except that no abrasive grains were used and potassium permanganate was used as a polishing aid. Prepared. The concentration of potassium permanganate in the finish polishing composition was 0.08 M (0.08 mol / L).
  • Polishing device Single-sided polishing device manufactured by Fujikoshi Kikai Kogyo Co., Ltd., model "RDP-500” Polishing pad: "SUBA800XY” manufactured by Nitta Haas Polishing pressure: 29.4 kPa Surface plate rotation speed: 100 rotations / minute Head rotation speed: 100 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Abrasive liquid temperature: 25 ° C Substrate: SiC wafer (conduction type: n type, crystal type 4H-SiC, off angle of main surface (0001) with respect to C axis: 4 °) 2 inches Polishing time: 1 hour
  • polishing device Single-sided polishing device manufactured by Fujikoshi Kikai Kogyo Co., Ltd., model "RDP-500” Polishing pad: "SUBA800” manufactured by Nitta Haas Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 40 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Abrasive liquid temperature: 25 ° C
  • polishing allowance W PRE was calculated based on the following formula (b).
  • the polishing removal allowance W PRE of the preliminary polishing was about 1.5 ⁇ m.
  • polishing allowance W FIN was calculated based on the following formula (b). The results are shown in Table 1.
  • the surface roughness Ra PRE was adjusted to 0.1 nm or less by preliminary polishing, and the finish polishing was performed so that the polishing allowance W FIN was 0.3 ⁇ m or more. According to the polishing method, it was confirmed that the number of latent scratches on the surface of the substrate was remarkably reduced, the surface roughness Ra FIN was reduced, and the smoothness was improved as compared with Comparative Examples 1 to 4.

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Abstract

高硬度材料に対して、潜傷が精度よく解消された表面を効率的に実現し得る研磨方法を提供する。本発明により提供される研磨方法は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料からなる基板の研磨に用いられる。上記研磨方法は、予備ポリシング用組成物を用いて、上記基板を予備ポリシングする工程と、仕上げポリシング用組成物を用いて、上記予備ポリシングされた基板を仕上げポリシングする工程と、を含む。ここで、上記予備ポリシングされた基板のＡＦＭにより測定される表面粗さＲａＰＲＥは０．１ｎｍ以下であり、上記仕上げポリシングする工程における研磨取り代は０．３μｍ以上である。

Description

研磨方法およびポリシング用組成物セット
　本発明は、研磨方法およびポリシング用組成物セットに関する。詳しくは、炭化ケイ素単結晶等の高硬度材料からなる基板の研磨方法および該研磨方法に用いられるポリシング用組成物セットに関する。本出願は、２０２０年５月２７日に出願された日本国特許出願２０２０－９２６４８号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
　ダイヤモンド、サファイア（酸化アルミニウム）、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン等の高硬度材料からなる基板の表面は、通常、研磨定盤にダイヤモンド砥粒を供給して行う研磨（ラッピング）によって平滑にされる。しかし、ダイヤモンド砥粒を用いるラッピングでは、スクラッチが発生し、そのスクラッチが残存するため、表面平滑性の向上には限度がある。そこで、ダイヤモンド砥粒を用いたラッピングの後に、あるいは当該ラッピングに代えて、研磨パッドを用いて該研磨パッドと基板との間に研磨スラリーを供給して行う研磨（ポリシング）が検討されている。この種の従来技術を開示する文献として、特許文献１が挙げられる。
国際公開第２０１６－０７２３７０号
　特許文献１では、炭化ケイ素単結晶等の高硬度材料からなる基板の研磨方法であって、予備ポリシング用組成物を用いて行う予備ポリシングと、仕上げポリシング用組成物を用いて行う仕上げポリシングと、を含む二段階の研磨方法を開示している。このような研磨方法によると、高硬度材料からなる基板の表面における平滑性と平坦性との両立が効率的に実現し得る。
　上記のような高硬度材料からなる基板の研磨において、さらに一段階高いレベルの表面品質を得ることができれば、実用上有意義である。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、高硬度材料からなる基板に対して、優れた表面品質を実現し得る研磨方法を提供することを目的とする。具体的には、本発明は、高硬度材料からなる基板に対して、ウェーハ欠陥検査装置による観察によっては検出されにくい微小な欠陥である潜傷が精度よく解消された表面を、効率的に実現し得る研磨方法を提供することを目的とする。関連する他の目的は、ポリシング用組成物セットを提供することである。
　本発明者は、予備ポリシングと仕上げポリシングとを含む高硬度材料からなる基板の研磨方法において、予備ポリシングされた基板の表面を含む表層には、通常の観察方法で検出されにくい微小な欠陥（潜傷）が発生しがちであることに注目した。そして、予備ポリシングに次いで行う仕上げポリシングによって、基板表層にある潜傷を精度よく除去することが、高硬度材料表面からなる基板における一段階高いレベルでの表面品質を得ることに寄与することを見出して、本発明を完成した。
　本発明によると、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料からなる基板を研磨する方法が提供される。この研磨方法は予備ポリシング用組成物を用いて、上記基板を予備ポリシングする工程と；仕上げポリシング用組成物を用いて、上記予備ポリシングされた基板を仕上げポリシングする工程と；を含む。ここで、上記予備ポリシングされた基板のＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定される表面粗さＲａＰＲＥは０．１ｎｍ以下である。また、上記仕上げポリシング工程における研磨取り代は０．３μｍ以上である。
　かかる研磨方法によると、高硬度材料からなる基板において潜傷が精度よく解消された表面が実現されやすい。また、表面から潜傷が解消されることにより、上記高硬度材料からなる基板の表面粗さは低下する傾向にある。したがって、上記研磨方法によると高硬度材料からなる基板において平滑性に優れた表面を実現することができる。
　ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記予備ポリシング用組成物は、砥粒ＡＰＲＥを含む。上記砥粒ＡＰＲＥとしてはアルミナ粒子が好ましく用いられ得る。また、好ましい一態様において、上記予備ポリシング用組成物は、さらに研磨助剤ＢＰＲＥを含む。上記研磨助剤ＢＰＲＥとしては、例えば、複合金属酸化物が好ましく用いられ得る。このような構成の予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングすることにより、高硬度材料からなる基板の研磨に用いられて、好ましい表面粗さＲａＰＲＥを示す表面が効率的に実現し得る。
　ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記仕上げポリシング用組成物は、砥粒ＡＦＩＮを含む。上記砥粒ＡＦＩＮとしては、例えば、シリカ粒子が好ましく用いられ得る。かかる構成によると、高硬度材料からなる基板の研磨に用いられて、潜傷が好適に解消された高品質の表面が実現しやすい。
　また、ここに開示される研磨方法の好ましい他の一態様において、上記仕上げポリシング用組成物は、砥粒ＡＦＩＮを含まない。上記砥粒ＡＦＩＮを含まない仕上げポリシング用組成物を用いると、潜傷が好適に解消されてかつ平滑性に優れた表面が効率的に実現しやすい。
　ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、上記仕上げポリシング用組成物は、研磨助剤ＢＦＩＮを含む。上記研磨助剤ＢＦＩＮとしては、例えば、複合金属酸化物が好ましく用いられ得る。このような構成の仕上げポリシング用組成物を用いると、潜傷が好適に解消しかつ平滑性に優れた表面が効率的に実現しやすい。
　また、本発明によると、ここに開示されるいずれかの予備ポリシング用組成物と、ここに開示されるいずれかの仕上げポリシング用組成物とを含む、ポリシング用組成物セットが提供される。このような構成のポリシング用組成物セットを用いると、潜傷が好適に解消しかつ平滑性に優れた表面が効率的に実現しやすい。
　以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
　ここに開示される研磨方法は、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程（予備ポリシング工程）と、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程（仕上げポリシング工程）と、を含む。以下、研磨対象基板、研磨方法、予備ポリシング用組成物、仕上げポリシング用組成物の順で説明する。
　＜研磨対象基板＞
　ここに開示される研磨方法は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料（高硬度材料ともいう。）からなる基板を研磨する方法である。ここに開示される研磨方法によると、上記のような高硬度材料からなる基板の表面における潜傷が除去され、平滑性が向上する。高硬度材料のビッカース硬度は、好ましくは１８００Ｈｖ以上（例えば２０００Ｈｖ以上、典型的には２２００Ｈｖ以上）である。ビッカース硬度の上限は特に限定されないが、凡そ７０００Ｈｖ以下（例えば５０００Ｈｖ以下、典型的には３０００Ｈｖ以下）であってもよい。なお、本明細書において、ビッカース硬度は、ＪＩＳ　Ｒ　１６１０：２００３に基づいて測定することができる。上記ＪＩＳ規格に対応する国際規格はＩＳＯ　１４７０５：２０００である。
　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料としては、ダイヤモンド、サファイア（酸化アルミニウム）、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン等が挙げられる。ここに開示される研磨方法は、機械的かつ化学的に安定な上記材料の単結晶表面に対して好ましく適用することができる。なかでも、研磨対象基板表面は、炭化ケイ素から構成されていることが好ましい。炭化ケイ素は、電力損失が少なく耐熱性等に優れる半導体基板材料として期待されており、その表面性状を改善することの実用上の利点は特に大きい。ここに開示される研磨方法は、炭化ケイ素の単結晶表面に対して特に好ましく適用される。
　＜研磨方法＞
　ここに開示される研磨方法は、予備ポリシングを行う工程（予備ポリシング工程）と；仕上げポリシングを行う工程（仕上げポリシング工程）と；を含む。予備ポリシング工程は、少なくとも表面（研磨面）が１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料から構成された基板に対して、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程である。仕上げポリシング工程は、予備ポリシングされた基板に対して、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程である。
　このような予備ポリシングと仕上げポリシングとを含む研磨方法においては、基板の生産効率の観点から、予備ポリシングにおけるポリシング時間と仕上げポリシングにおけるポリシング時間とを合計した総ポリシング時間が長くなりすぎないことが有利である。そこで、予備ポリシングは研磨除去速度を重視して行われる傾向にある。また、仕上げポリシングは基板の平滑性等の表面品質が一応安定したように見られるところで終了される傾向にあった。しかしながら、本発明者の検討により、予備ポリシングされた基板の表層には、一般的なウェーハ欠陥検査装置による観察によっては検出されにくい微小な欠陥（潜傷）が存在しがちであることがわかった。従来の研磨方法では、このような微小レベルの欠陥である潜傷の存在に注目していないために、潜傷を十分に除去しきれていない可能性があることがわかった。そこで、予備ポリシングされた基板に対して仕上げポリシングを、単純に基板の表面品質（典型的には平滑性）が安定するまで行うのではなく、さらに基板の表層に隠れた潜傷を除去することを目標として行うことにより、結果的に一段階高いレベルにおける優れた表面品質を有する表面を得られることを見出した。
　ここで本明細書において「潜傷」とは、一般的なウェーハ欠陥検査装置による観察によっては検出されない欠陥であって、深さ方向に概ね２０Å以上の大きさをもつ欠陥のことを指す。例えば、ＳｉＣウェーハにおける「潜傷」とは、レーザーテック株式会社製のＳｉＣウェーハ欠陥検査／レビュー装置（型式：ＳＩＣＡ６Ｘ）による観察によって検出されない欠陥であって、該ウェーハの深さ方向に概ね２０Å以上の大きさをもつ欠陥のことを指す。
　本発明者の検討によると、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定される表面粗さが０．１ｎｍ以下程度に整えられた基板においては、潜傷は、基板表面から深さ方向に概ね０．３μｍ以下の表層領域に多く存在している傾向にあることがわかった。このため、例えば、予備ポリシングによって表面粗さが０．１ｎｍ以下に整えられた基板において、該予備ポリシングに次いで行われる仕上げポリシングの研磨取り代を０．３μｍよりも少なくすると、基板表層から潜傷が十分に除去されずに残留するために表面品質が向上しにくい。そればかりか、逆に、内部に存在していた潜傷がポリシングによって新たに表面に露出することにより、表面品質が低下する虞もある。
　ここに開示される技術において、仕上げポリシングは、研磨取り代が０．３μｍ以上となるように行う。仕上げポリシングにおける研磨取り代（以下、研磨取り代ＷＦＩＮともいう。）を０．３μｍ以上とすることにより、予備ポリシングされた基板の表層にある潜傷が好適に取り除かれる傾向にある。潜傷の解消性向上の観点からは、いくつかの好ましい態様において、仕上げポリシングにおける研磨取り代ＷＦＩＮは、０．３μｍより大きくてもよく、０．３２μｍ以上であってもよく、０．３５μｍ以上でもよく、０．４μｍ以上でもよく、０．４２μｍ以上でもよい。潜傷が好適に解消された基板表面は、表面粗さが低下し平滑性が向上する傾向にある。
　仕上げポリシングにおける研磨取り代ＷＦＩＮの上限は特に限定されない。総ポリシング時間を長くしすぎずに、効率的に基板表層の潜傷を除去する観点から、仕上げポリシングにおける研磨取り代ＷＦＩＮは、通常、２μｍ以下とすることが適切であり、１．５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以下であり、さらに好ましくは０．８μｍ以下（例えば０．５μｍ以下）である。
　なお、本明細書における研磨取り代は、研磨前後の基板の重量の差を測定することにより、下記式（ａ）を用いて算出することができる。
　（ａ）研磨取り代＝研磨前後の基板の重量の差／基板の密度／基板面積
　ここに開示される研磨方法において、仕上げポリシング後の基板のＡＦＭにより測定される表面粗さ（以下、「表面粗さＲａＦＩＮ」ともいう）は特に限定されない。ここに開示される技術の好ましい一態様において、仕上げポリシングは、表面粗さＲａＦＩＮが０．０６ｎｍ未満、より好ましくは０．０５ｎｍ以下となるように行う。このように表面粗さＲａＦＩＮが所定値以下（または所定値未満）となるように仕上げポリシングすることにより、平滑性に優れた表面が実現し得る。生産性を低下させすぎない観点からは、仕上げポリシング後の表面粗さＲａＦＩＮは、０．０１ｎｍ以上であってもよく、０．０２ｎｍ以上でもよく、０．０３ｎｍ以上でもよく、０．０３５ｎｍ以上でもよい。
　ここに開示される研磨方法において、予備ポリシング用組成物を用いて行われる予備ポリシングは、予備ポリシングされた後の基板のＡＦＭにより測定される表面粗さ（以下、「表面粗さＲａＰＲＥ」ともいう）が０．１ｎｍ以下となるように行う。このように表面粗さＲａＰＲＥが０．１ｎｍ以下となるように予備ポリシングすることにより、続いて行われる仕上げポリシングによって効率的に基板表層の潜傷を除去することができる。
　仕上げポリシングによる潜傷解消性を向上させる観点から、予備ポリシング後の表面粗さＲａＰＲＥは、０．０９ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０８ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．０７ｎｍ以下（例えば０．０６５ｎｍ以下）である。
　予備ポリシング後の表面粗さＲａＰＲＥの下限は、特に限定されない。総ポリシング時間を長くしすぎずに、効率的に基板表面の平滑性を向上させる観点から、予備ポリシング後の表面粗さＲａＰＲＥは通常、０．０３ｎｍ以上であることが適切であり、０．０４ｎｍより大きいことが好ましく、より好ましくは０．０４５ｎｍ以上であり、さらに好ましくは０．０５ｎｍ以上（例えば０．０５５ｎｍ以上）である。
　ここに開示される研磨方法によると、予備ポリシングされた基板の表層にある潜傷が仕上げポリシングにより十分に除去されるため、仕上げポリシング後の基板の表面粗さＲａＦＩＮは予備ポリシング後の基板の表面粗さよりも小さくなる傾向にある。好ましい一態様において、表面粗さＲａＰＲＥ［ｎｍ］から表面粗さＲａＦＩＮ［ｎｍ］を減じた値は０ｎｍより大きく、より好ましくは０．００５ｎｍ以上、さらに好ましくは０．０１ｎｍ以上、特に好ましくは０．０１５ｎｍ以上である。総ポリシング時間を長くしすぎずに、効率的に基板表面の平滑性を向上させる観点から、表面粗さＲａＰＲＥ［ｎｍ］から表面粗さＲａＦＩＮ［ｎｍ］を減じた値は、通常、０．０９ｎｍ以下であってよく、０．０８ｎｍ以下でもよく、０．０７ｎｍ以下でもよく、０．０６ｎｍ以下でもよく、０．０５ｎｍ以下でもよい。
　なお、本明細書において言及する基板の表面粗さ（表面粗さＲａＰＲＥおよび表面粗さＲａＦＩＮを含む。）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定される値である。具体的には、後述する実施例に記載の方法で測定される。
　ここに開示される技術において、予備ポリシングにおける研磨取り代（以下、研磨取り代ＷＰＲＥともいう。）は、特に限定されない。予備ポリシング後の表面粗さＲａＰＲＥを上述した好適な範囲にする観点から、予備ポリシングにおける研磨取り代ＷＰＲＥは、通常、０．１μｍ以上とすることが適切であり、好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．４μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。総ポリシング時間を長くしすぎずに効率的に優れた平滑性を示す表面を得る観点から、予備ポリシングにおける研磨取り代ＷＰＲＥは、通常、３μｍ以下とすることが適切であり、好ましくは２μｍ以下であり、より好ましくは１．８μｍ以下であり、さらに好ましくは１．５μｍ以下である。
　上記研磨方法では、ここに開示されるいずれかの予備ポリシング用組成物を含む予備ポリシング用スラリーを用意する。また、ここに開示されるいずれかの仕上げポリシング用組成物を含む仕上げポリシング用スラリーを用意する。上記スラリーを用意することには、各ポリシング用組成物をそのままポリシング用スラリー（研磨液）として使用することを包含し、あるいは各ポリシング用組成物に濃度調整（例えば希釈）、ｐＨ調整等の操作を加えてポリシング用スラリーを調製することが含まれ得る。
　用意した予備ポリシング用スラリーを用いて予備ポリシングを行う。具体的には、予備ポリシング用スラリーを高硬度材料からなる基板表面に供給し、常法により研磨する。例えば、ラッピング工程を経た基板を一般的な研磨装置にセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて上記基板表面に予備ポリシング用スラリーを供給する。典型的には、上記予備ポリシング用スラリーを連続的に供給しつつ、基板表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動（例えば回転移動）させる。
　次いで、用意した仕上げポリシング用スラリーを用いて仕上げポリシングを行う。具体的には、仕上げポリシング用スラリーを高硬度材料からなる基板表面に供給し、常法により研磨する。仕上げポリシングは、研磨装置の研磨パッドを通じて、予備ポリシングを終えた後の基板表面に仕上げポリシング用スラリーを供給して行う。典型的には、上記仕上げポリシング用スラリーを連続的に供給しつつ、基板表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動（例えば回転移動）させる。上記のような研磨工程を経て高硬度材料の研磨が完了する。
　なお、本明細書において予備ポリシング工程とは、ポリシング用スラリーを用いて行われるポリシング工程であって仕上げポリシング工程より前に行われるポリシング工程のことをいう。典型的な一態様では、予備ポリシング工程は、仕上げポリシング工程の直前に配置されるポリシング工程である。予備ポリシング工程は、１段のポリシング工程であってもよく、２段以上の複数段のポリシング工程であってもよい。
　また、本明細書において仕上げポリシング工程とは、ポリシング用スラリーを用いて行われるポリシング工程のうち最後に（すなわち、最も下流側に）配置される研磨工程のことをいう、したがって、ここに開示される仕上げポリシング用組成物は、高硬度材料からなる基板の研磨過程で用いられるポリシング用スラリーのうち、最も下流側で用いられる種類のポリシング用スラリーとして把握され得る。
　予備ポリシングおよび仕上げポリシングの条件は、基板や、目標とする表面性状、研磨除去速度等に基づいて当業者の技術常識に基づき、適切に設定される。例えば、研磨除去速度の観点から、基板の加工面積１ｃｍ２あたりの研磨圧力は、好ましくは５０ｇ以上であり、より好ましくは１００ｇ以上である。また、負荷増大に伴う過度な発熱による基板表面の変質や砥粒の劣化を防ぐ観点から、通常は、加工面積１ｃｍ２あたりの研磨圧力は２０００ｇ以下であることが適当である。
　線速度は、一般に、定盤回転数、キャリアの回転数、基板の大きさ、基板の数等の影響により変化し得る。線速度の増大によって、より高い研磨除去速度が得られる傾向にある。また、基板の破損や過度な発熱を防止する観点から、線速度は所定以下に制限され得る。線速度は、技術常識に基づき設定すればよく特に限定されないが、凡そ１０～１５００ｍ／分の範囲とすることが好ましく、５０～１２００ｍ／分の範囲とすることがより好ましい。
　ポリシング時におけるポリシング用組成物の供給量は特に限定されない。上記供給量は、基板表面にポリシング用組成物がムラなく全面に供給されるのに十分な量となるように設定することが望ましい。好適な供給量は、基板の材質や、研磨装置の構成その他の条件等によっても異なり得る。例えば、基板の加工面積１ｍｍ２あたり０．００１～０．１ｍＬ／分の範囲とすることが好ましく、０．００２～０．０３ｍＬ／分の範囲とすることがより好ましい。
　予備ポリシングのポリシング時間（以下、ポリシング時間ＴＰＲＥともいう。）は、予備ポリシング後の基板の表面粗さＲａＰＲＥが０．１ｎｍ以下となる限りにおいて、特に限定されない。総ポリシング時間を長くしすぎない観点から、ここに開示される研磨方法において、ポリシング時間ＴＰＲＥは、通常、３時間未満とすることが適切である。好適な一態様において、ポリシング時間ＴＰＲＥは２．５時間以下にしてもよく、より好ましくは２時間以下、さらに好ましくは１．５時間以下（例えば１時間以下）である。平滑性向上の観点からは、ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、予備ポリシングのポリシング時間ＴＰＲＥは典型的には２分以上であり、例えば１５分以上としてもよく、３０分以上としてもよく、４５分以上としてもよい。
　仕上げポリシングのポリシング時間（以下、ポリシング時間ＴＦＩＮともいう。）は、仕上げポリシングにおける研磨取り代が０．３μｍ以上となる限りにおいて、特に限定されない。ここに開示される研磨方法において、総ポリシング時間を長くしすぎない観点から、仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮは、通常、３時間未満とすることが適切である。ここに開示される研磨方法の好適な一態様において、仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮは２．５時間以下にしてもよく、より好ましくは２時間以下、さらに好ましくは１．５時間以下（例えば１時間以下）である。平滑性向上の観点からは、ここに開示される研磨方法の好ましい一態様において、仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮは典型的には１分以上であり、例えば５分以上としてもよく、１０分以上としてもよく、３０分以上としてもよい。
　好適なポリシング時間は、ポリシング用組成物の組成、ポリシング条件等に応じて設定され得る。例えば、予備ポリシング用組成物が砥粒（典型的にはアルミナ粒子）を含む場合において、予備ポリシングのポリシング時間ＴＰＲＥは２分以上６０分以下とすることが好ましい。いくつかの態様において、ポリシング時間ＴＰＲＥは、例えば２分超４５分以下とすることができ、３分以上１０分以下とすることもできる。
　例えば、仕上げポリシング用組成物が研磨助剤としてバナジン酸類を含む場合において、仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮは５分以上９０分以下とすることが好ましい。いくつかの態様において、ポリシング時間ＴＦＩＮは、例えば６分以上５０分以下とすることができ、７分以上４０分以下とすることもできる。仕上げポリシング用組成物が研磨助剤として過マンガン酸類を含む場合において、仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮは１分以上２０分以下とすることが好ましい。いくつかの態様において、ポリシング時間ＴＦＩＮは、例えば１分超１５分以下とすることができ、２分以上５分以下とすることもできる。
　ここに開示される研磨方法において、予備ポリシング用組成物が研磨助剤として過マンガン酸類を含み、仕上げポリシング用組成物が研磨助剤としてバナジン酸類を含む場合において、予備ポリシングのポリシング時間ＴＰＲＥ［分］に対する仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮ［分］の比（ＴＦＩＮ／ＴＰＲＥ）は、１．０以上とすることが好ましく、より好ましくは１．１以上、さらに好ましくは１．２以上である。生産効率の観点から、上記比（ＴＦＩＮ／ＴＰＲＥ）は、典型的に３．０以下である。予備ポリシング用組成物が研磨助剤として過マンガン酸類を含み、仕上げポリシング用組成物も研磨助剤として過マンガン酸類を含む場合において、予備ポリシングのポリシング時間ＴＰＲＥ［分］に対する仕上げポリシングのポリシング時間ＴＦＩＮ［分］の比（ＴＦＩＮ／ＴＰＲＥ）は、典型的に１．０以下である。予備ポリシングと仕上げポリシングのポリシング時間の配分を上記範囲とすることにより、平滑性に優れた表面が効率的に得られる傾向にある。
　予備ポリシングおよび仕上げポリシングの合計時間（総ポリシング時間）は、特に限定されない。ここに開示される研磨方法によると、予備ポリシング用組成物が研磨助剤として過マンガン酸類を含み、仕上げポリシング用組成物が研磨助剤としてバナジン酸類を含む場合において、５時間未満の総ポリシング時間で高硬度材料において平滑性に優れた表面を実現することができる。好ましい一態様では、３時間未満（例えば２．５時間以内、典型的には２時間以下）の総ポリシング時間で、高硬度材料において平滑性に優れた表面を実現することができる。予備ポリシング用組成物が研磨助剤として過マンガン酸類を含み、仕上げポリシング用組成物も研磨助剤として過マンガン酸類を含む場合において、３時間未満の総ポリシング時間で高硬度材料において平滑性に優れた表面を実現することができる。好ましい一態様では、２時間未満（例えば１．５時間以内、典型的には１時間以下）の総ポリシング時間で、高硬度材料において平滑性に優れた表面を実現することができる。なお、総ポリシング時間には、各ポリシング工程の間の時間（ポリシングを行っていない時間、非ポリシング時間）は含まれない。例えば、予備ポリシング工程終了後から仕上げポリシング工程開始までの時間は、総ポリシング時間には含まれない。
　予備ポリシングおよび仕上げポリシングは、片面研磨装置による研磨、両面研磨装置による研磨のいずれにも適用可能である。片面研磨装置では、セラミックプレートにワックスで基板を貼りつけたり、キャリアと呼ばれる保持具を用いて基板を保持し、ポリシング用組成物を供給しながら基板の片面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動（例えば回転移動）させることにより基板の片面を研磨する。両面研磨装置では、キャリアと呼ばれる保持具を用いて基板を保持し、上方よりポリシング用組成物を供給しながら、基板の対向面に研磨パッドを押しつけ、それらを相対方向に回転させることにより基板の両面を同時に研磨する。
　ここに開示される各ポリシング工程で使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、不織布タイプ、スウェードタイプ、硬質発泡ポリウレタンタイプ、砥粒を含むもの、砥粒を含まないもの等のいずれを用いてもよい。
　ここに開示される方法により研磨された基板は、典型的にはポリシング後に洗浄される。この洗浄は、適当な洗浄液を用いて行うことができる。使用する洗浄液は特に限定されず、公知、慣用のものを適宜選択して用いることができる。洗浄液の温度は、特に制限されず、例えば２０～９０℃の範囲とすることが好ましく、５０～８０℃の範囲とすることがより好ましい。
　なお、ここに開示される研磨方法は、上記予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程に加えて任意の他の工程を含み得る。そのような工程としては、予備ポリシング工程の前に行われるラッピング工程が挙げられる。上記ラッピング工程は、研磨定盤（例えば鋳鉄定盤）の表面を基板に押し当てることにより研磨する工程である。したがって、ラッピング工程では研磨パッドは使用しない。ラッピング工程は、典型的には、研磨定盤と基板との間に砥粒（典型的にはダイヤモンド度粒）を供給して行われる。また、ここに開示される研磨方法は、予備ポリシング工程の前や、予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程との間に追加の工程（洗浄工程やポリシング工程）を含んでもよい。
　＜予備ポリシング用組成物＞
　（砥粒ＡＰＲＥ）
　ここに開示される予備ポリシング用組成物は、典型的には砥粒ＡＰＲＥを含む。予備ポリシング用組成物が砥粒ＡＰＲＥを含むことは、優れた平滑性を効率的に実現する観点から好ましい。予備ポリシング用組成物に含まれ得る砥粒ＡＰＲＥの種類としては、特に限定はない。例えば、砥粒ＡＰＲＥは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子；窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子；炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子；ダイヤモンド粒子；炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩；等のいずれかから実質的に構成される砥粒が挙げられる。砥粒は１種を単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子は、良好な表面を形成し得るので好ましい。そのなかでも、アルミナ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化クロム粒子、酸化鉄粒子がより好ましく、アルミナ粒子が特に好ましい。
　なお、本明細書において、砥粒の組成について「実質的にＸからなる」または「実質的にＸから構成される」とは、当該砥粒に占めるＸの割合（Ｘの純度）が、重量基準で９０％以上（好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９８％以上、例えば９９％以上）であることをいう。
　砥粒ＡＰＲＥとしてアルミナ粒子を用いる場合、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒ＡＰＲＥ全体に占めるアルミナ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒ＡＰＲＥ全体に占めるアルミナ粒子の割合は、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上（例えば９５～１００重量％）である。
　また、ここに開示される予備ポリシング用組成物は、砥粒ＡＰＲＥとしてダイヤモンド粒子を実質的に含まないことが好ましい。ダイヤモンド粒子は硬度が高いため、平滑性向上の制限要因となり得る。また、ダイヤモンド粒子は概して高価であることから、費用対効果の点で有利な材料とはいえず、実用面からは、ダイヤモンド粒子等の高価格材料への依存度は低いことが望ましい。
　砥粒ＡＰＲＥの平均二次粒子径は、通常は２０ｎｍ以上であり、研磨除去速度向上の観点から、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは２００ｎｍ以上（例えば３００ｎｍ以上）である。上記の平均二次粒子径を有する砥粒によると、優れた平滑性をより効率的に実現することができる。砥粒ＡＰＲＥの平均二次粒子径の上限は、単位重量当たりの個数を充分に確保する観点から、凡そ５０００ｎｍ以下とすることが適当である。平滑性を向上させる観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは３０００ｎｍ以下、より好ましくは２０００ｎｍ以下（例えば８００ｎｍ以下）である。
　砥粒の平均二次粒子径は、５００ｎｍ未満の粒子については、例えば、日機装社製の型式「ＵＰＡ－ＵＴ１５１」を用いた動的光散乱法により、体積平均粒子径（体積基準の算術平均径；Ｍｖ）として測定することができる。また、５００ｎｍ以上の粒子についてはＢＥＣＫＭＡＮ　ＣＯＵＬＴＥＲ社製の型式「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ　３」を用いた細孔電気抵抗法等により、体積平均粒子径として測定することができる。
　予備ポリシング用組成物が砥粒ＡＰＲＥを含む場合において、該予備ポリシング用組成物における砥粒濃度は、研磨除去速度の観点から、通常は１重量％以上とすることが適当である。研磨除去速度向上の観点から、砥粒濃度は３重量％以上が好ましく、５重量％以上がより好ましい。また、良好な分散性を得る観点から、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度は、通常は５０重量％以下とすることが適当であり、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは８重量％以下である。
　（研磨助剤ＢＰＲＥ）
　ここに開示される予備ポリシング用組成物は研磨助剤ＢＰＲＥを含むことが好ましい。研磨助剤ＢＰＲＥは、予備ポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤ＢＰＲＥは、特に限定的に解釈されるものではないが、予備ポリシングにおいて基板表面を変質（典型的には酸化変質）する作用を示し、基板表面の脆弱化をもたらすことで、砥粒ＡＰＲＥによる研磨に寄与していると考えられる。例えば、高硬度材料の代表例の一つである炭化ケイ素（ＳｉＣ）を例に説明すると、ポリシングにおいて研磨助剤ＢＰＲＥは、ＳｉＣの酸化、すなわちＳｉＯｘＣｙ化に貢献していると考えられる。当該ＳｉＯｘＣｙはＳｉＣ単結晶よりも低い硬度である。また、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する高硬度材料において、酸化反応は概して低硬度化、脆弱化をもたらし得る。これらのことから、研磨助剤ＢＰＲＥの添加により研磨除去速度、基板の表面品質は向上すると考えられる。
　研磨助剤ＢＰＲＥとしては、過酸化水素等の過酸化物；硝酸、その塩である硝酸鉄、硝酸銀、硝酸アルミニウム、その錯体である硝酸セリウムアンモニウム等の硝酸化合物；ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸等の過硫酸、その塩である過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸化合物；塩素酸やその塩、過塩素酸、その塩である過塩素酸カリウム等の塩素化合物；臭素酸、その塩である臭素酸カリウム等の臭素化合物；ヨウ素酸、その塩であるヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸、その塩である過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等のヨウ素化合物；鉄酸、その塩である鉄酸カリウム等の鉄酸類；過マンガン酸、その塩である過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸類；クロム酸、その塩であるクロム酸カリウム、ニクロム酸カリウム等のクロム酸類；バナジン酸、その塩であるバナジン酸アンモニウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム等のバナジン酸類；過ルテニウム酸またはその塩等のルテニウム酸類；モリブデン酸、その塩であるモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸二ナトリウム等のモリブデン酸類；過レニウムまたはその塩等のレニウム酸類；タングステン酸、その塩であるタングステン酸二ナトリウム等のタングステン酸類；が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。なかでも、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、鉄酸またはその塩が好ましく、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムが特に好ましい。
　好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物は、研磨助剤ＢＰＲＥとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類がより好ましく、過マンガン酸類がさらに好ましい。
　さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、１価または２価の金属元素（ただし、遷移金属元素を除く。）と、周期表の第４周期遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物ＣＭＯＰＲＥが用いられる。上記１価または２価の金属元素（ただし、遷移金属元素を除く。）の好適例としては、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａが挙げられる。なかでも、Ｎａ、Ｋがより好ましい。周期表の第４周期遷移金属元素の好適例としては、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉが挙げられる。なかでも、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒがより好ましく、Ｍｎがさらに好ましい。
　ここに開示される予備ポリシング用組成物が、研磨助剤ＢＰＲＥとして複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＰＲＥ）を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤ＢＰＲＥをさらに含んでもよく、含まなくてもよい。ここに開示される技術は、研磨助剤ＢＰＲＥとして複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＰＲＥ）以外の研磨助剤ＢＰＲＥ（例えば過酸化水素）を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
　予備ポリシング用組成物における研磨助剤ＢＰＲＥの含有量は、通常は０．００５モル／Ｌ以上とすることが適当である。研磨除去速度向上の観点から、予備ポリシング用組成物における研磨助剤ＢＰＲＥの含有量は、０．００８モル／Ｌ以上が好ましく、０．０１モル／Ｌ以上がより好ましく、０．０３モル／Ｌ以上でもよく、０．０５モル／Ｌ以上でもよく、０．０６モル／Ｌ以上でもよく、０．０７モル／Ｌ以上でもよい。平滑性向上の観点から、予備ポリシング用組成物における研磨助剤ＢＰＲＥの含有量は、通常は０．５モル／Ｌ以下とすることが適当であり、０．３モル／Ｌ以下とすることが好ましく、０．２モル／Ｌ以下とすることがより好ましく、０．１モル／Ｌ以下でもよく、０．０９モル／Ｌ以下でもよい。
　（その他の成分）
　ここに開示される予備ポリシング用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、金属塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、キレート剤、増粘剤、分散剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、無機高分子、有機高分子、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防錆剤、防腐剤、防カビ剤等の、ポリシング用組成物（典型的には高硬度材料ポリシング用組成物、例えば炭化ケイ素基板ポリシング用組成物）に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。上記添加剤の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明は省略する。
　（溶媒）
　予備ポリシング用組成物に用いられる溶媒は、砥粒を分散させることができるものであればよく、特に制限されない。溶媒としては、イオン交換水（脱イオン水）、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。ここに開示される予備ポリシング用組成物は、必要に応じて、水と均一に混合し得る有機溶剤（低級アルコール、低級ケトン等）をさらに含有してもよい。通常は、予備ポリシング用組成物に含まれる溶媒の９０体積％以上が水であることが好ましく、９５体積％以上（典型的には９９～１００体積％）が水であることがより好ましい。
　予備ポリシング用組成物のｐＨは特に限定されない。通常は、予備ポリシング用組成物のｐＨを２～１２程度とすることが適当である。予備ポリシング用組成物のｐＨが上記範囲内であると、実用的な研磨除去速度が達成されやすい。予備ポリシング用組成物のｐＨは、好ましくは２～１０であり、より好ましくは３～９．５であり、４～８でもよい。いくつかの態様において、予備ポリシング用組成物のｐＨは、例えば６～１０であってもよく、８．５～９．５であってもよい。
　ここに開示される予備ポリシング用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、予備ポリシング用組成物に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
　＜仕上げポリシング用組成物＞
　（砥粒ＡＦＩＮ）
　ここに開示される仕上げポリシング用組成物は、砥粒ＡＦＩＮを含んでもよい。ここに開示される技術の好ましい一態様において、所望の研磨除去速度を得る観点から、仕上げポリシング用組成物は砥粒ＡＦＩＮを含む。例えば、砥粒ＡＦＩＮは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。砥粒ＡＦＩＮとしては、上記砥粒ＡＰＲＥにおいて例示したもののうち１種または２種以上を好ましく用いることができる。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子、酸化マグネシウム粒子等の酸化物粒子がより好ましく、シリカ粒子、酸化セリウム粒子、二酸化マンガン粒子がさらに好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。
　シリカ粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。平滑性向上の観点から、好ましいシリカ粒子としてコロイダルシリカおよびフュームドシリカが挙げられる。なかでもコロイダルシリカが特に好ましい。
　砥粒ＡＦＩＮとしてシリカ粒子を用いる場合、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒ＡＦＩＮ全体に占めるシリカ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒ＡＦＩＮ全体に占めるシリカ粒子の割合は、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上（例えば９５～１００重量％）である。
　砥粒ＡＦＩＮの平均二次粒子径は特に限定されないが、研磨除去速度等の観点から、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、さらに好ましくは６０ｎｍ以上である。また、より平滑性の高い表面を得るという観点から、砥粒ＡＦＩＮの平均二次粒子径は、５００ｎｍ以下が適当であり、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１３０ｎｍ以下、特に好ましくは１１０ｎｍ以下である。
　仕上げポリシング用組成物が砥粒ＡＦＩＮを含む場合において、該仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度は、研磨除去速度の観点から、通常は０．０１重量％以上とすることが適当であり、０．１重量％以上としてもよく、１重量％以上としてもよく、３重量％以上としてもよい。効率よく平滑性を向上する観点から、上記砥粒濃度は１０重量％以上が好ましく、２０重量％以上がより好ましい。また、良好な分散性を得る観点から、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度は、通常は５０重量％以下とすることが適当であり、４０重量％以下とすることが好ましい。
　ここに開示される技術の好ましい他の一態様において、所望の面質を得る観点から、仕上げポリシング用組成物は砥粒ＡＦＩＮを含まない。砥粒ＡＦＩＮを含む仕上げポリシング用組成物を使用する場合、加工圧力を増大させると、研磨対象面にスクラッチ等の研磨傷が生じやすい傾向にある。ここに開示される研磨方法によると、砥粒レスの仕上げポリシング用組成物を用いた場合にも、好適に潜傷が解消された表面が効率的に実現し得る。
　（研磨助剤ＢＦＩＮ）
　ここに開示される仕上げポリシング用組成物は研磨助剤ＢＦＩＮを含むことが好ましい。研磨助剤ＢＦＩＮは、仕上げポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤ＢＦＩＮは、特に限定的に解釈されるものではないが、前述した予備ポリシングにおける研磨助剤ＢＰＲＥの場合と同様に、仕上げポリシングにおいて基板表面を変質（典型的には酸化変質）する作用を示し、基板表面の脆弱化をもたらすことで、研磨除去速度、基板の表面品質（特に平滑性向上）に寄与していると考えられる。
　研磨助剤ＢＦＩＮとしては、前述の研磨助剤ＢＰＲＥとして例示したもののうち１種または２種以上を好ましく用いることができる。なかでも、バナジン酸またはその塩、ヨウ素化合物、モリブデン酸またはその塩、タングステン酸またはその塩が好ましく、メタバナジン酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウムが特に好ましい。
　好ましい一態様では、仕上げポリシング用組成物は、研磨助剤ＢＦＩＮとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、モリブデン酸類、タングステン酸類がより好ましく、過マンガン酸類、バナジン酸類がさらに好ましい。
　さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、１価もしくは２価の金属元素（ただし、遷移金属元素を除く。）またはアンモニアと、周期表の第５族または第６族遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物ＣＭＯＦＩＮが用いられる。上記１価もしくは２価の金属元素（ただし、遷移金属元素を除く。）またはアンモニアの好適例としては、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、アンモニアが挙げられる。なかでも、Ｎａ、Ｋがより好ましい。周期表の第５族または第６族遷移金属元素は、第４周期、第５周期および第６周期のなかから選択されることが好ましく、第４周期および第５周期のなかから選択されることがより好ましく、第４周期のなかから選択されることがさらに好ましい。上記遷移金属元素は、第５族のなかから好ましく選択される。その具体例としては、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗが挙げられる。なかでも、Ｖ、Ｍｏ、Ｗがより好ましく、Ｖがさらに好ましい。
　ここに開示される仕上げポリシング用組成物が、研磨助剤ＢＦＩＮとして複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＦＩＮ）を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤ＢＦＩＮとして、上記複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＦＩＮ）に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物をさらに含むことが好ましい。これにより、複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＦＩＮ）の化学的作用が継続的に発揮され、仕上げポリシングにおける研磨除去速度が有意に向上し、高硬度材料の平滑性が向上し得る。上記酸素含有物の好適例としては、過酸化水素、オゾンおよび過酸が挙げられる。なかでも、過酸化水素が特に好ましい。
　仕上げポリシング用組成物における研磨助剤ＢＦＩＮの含有量は、通常は０．００５モル／Ｌ以上とすることが適当である。研磨速度向上の観点から、仕上げポリシング用組成物における研磨助剤ＢＦＩＮの含有量は、０．００８モル／Ｌ以上が好ましく、０．０１モル／Ｌ以上がより好ましく、０．０３モル／Ｌ以上でもよく、０．０５モル／Ｌ以上でもよく、０．０６モル／Ｌ以上でもよく、０．０７モル／Ｌ以上でもよい。平滑性向上の観点から、仕上げポリシング用組成物における研磨助剤ＢＦＩＮの含有量は、通常は０．５モル／Ｌ以下とすることが適当であり、０．３モル／Ｌ以下とすることが好ましく、０．２モル／Ｌ以下とすることがより好ましく、０．１モル／Ｌ以下でもよく、０．０９モル／Ｌ以下でもよい。
　研磨助剤ＢＦＩＮとして、複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯＦＩＮ）と該金属酸化物に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物とを併用する場合、複合金属酸化物の濃度は、通常は０．１重量％以上とすることが適当である。研磨速度向上の観点から、上記濃度は０．５重量％以上が好ましく、１．４重量％以上がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記複合金属酸化物の濃度は、通常は１０重量％以下とすることが適当であり、３重量％以下とすることが好ましく、２．５重量％以下とすることがより好ましい。その場合の上記酸素含有物の濃度は、通常は０．１～１０重量％とすることが適当であり、酸素供給作用を好ましく発揮する観点から、上記濃度は０．５～３重量％が好ましく、１～２重量％がより好ましい。
　仕上げポリシング用組成物のｐＨは特に限定されない。通常は、仕上げポリシング用組成物のｐＨを２～１２程度とすることが適当である。仕上げポリシング用組成物のｐＨが上記範囲内であると、優れた平滑性が効率よく達成されやすい。仕上げポリシング用組成物のｐＨは、好ましくは２～１０、より好ましくは３～８である。いくつかの態様において、仕上げポリシング用組成物のｐＨは、予備ポリシング用組成物のｐＨより高くてもよい。このことは、面質向上と生産性を両立する観点から有利となり得る。例えば、予備ポリシング用組成物のｐＨに対して仕上げポリシング用組成物のｐＨが０．２～２．０程度高くてもよく、０．５～１．５程度高くてもよい。
　仕上げポリシング用組成物に用いられ得るその他の成分や溶媒としては、予備ポリシング用組成物に含まれ得るものを好ましく採用することができるので、ここでは重複する説明は行わない。また、仕上げポリシング用組成物は、例えば前述の予備ポリシング用組成物の調製方法と同様の方法を採用することにより、あるいは当業者の技術常識に基づき適宜改変を加えることにより調製することができる。
　＜ポリシング用組成物セット＞
　ここに開示される技術には、例えば、以下のようなポリシング用組成物セットの提供が含まれ得る。すなわち、ここに開示される技術によると、予備ポリシング用組成物と、仕上げポリシング用組成物と、を含むポリシング用組成物セットが提供される。上記予備ポリシング用組成物は、ここに開示される研磨方法における予備ポリシング工程に用いられるポリシング用スラリーまたはその濃縮液であり得る。上記仕上げポリシング用組成物は、ここに開示される研磨方法における仕上げポリシング工程に用いられるポリシング用スラリーまたはその濃縮液であり得る。上記ポリシング用組成物セットによると、多段ポリシングプロセスにおいて、高硬度材料表面の優れた平滑性が効率的に実現され得る。また、かかるポリシング用組成物セットは、研磨時間の短縮および生産性向上に寄与し得る。ここに開示されるポリシング用組成物セットは、予備ポリシング用組成物と仕上げポリシング用組成物とが互いに分けて保管されているものであることが好ましい。
　＜基板の製造方法＞
　ここに開示される技術には、例えば、基板の製造方法の提供が含まれ得る。すなわち、ここに開示される技術によると、少なくとも表面が１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料から構成された基板に対して、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と、予備ポリシングが行われた基板に対して、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と、を含む基板の製造方法が提供される。上記製造方法は、ここに開示される研磨方法の内容を好ましく適用することにより実施され得る。上記製造方法によると、潜傷が解消されかつ平滑性に優れた高硬度材料表面を有する基板が効率的に提供される。
　以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「％」は、特に断りがない限り重量基準である。
＜研磨用組成物の調製＞
　　（実施例１、２および比較例１、２）
　（予備ポリシング用組成物の調製）
　砥粒としてアルミナ粒子と、研磨助剤として過マンガン酸カリウムと、脱イオン水とを混合して予備ポリシング用組成物を調製した。使用したアルミナ粒子の平均二次粒子径は約４００ｎｍであった。予備ポリシング用組成物における砥粒の濃度は６％、過マンガン酸カリウムの濃度は０．０８Ｍ（０．０８モル／Ｌ）とした。予備ポリシング用組成物のｐＨは５．６であった。
　（仕上げポリシング用組成物の調製）
　砥粒としてコロイダルシリカと、研磨助剤として過酸化水素およびバナジン酸塩と、脱イオン水とを混合し、水酸化カリウムを加えてｐＨ６．５の仕上げポリシング用組成物を調製した。使用したコロイダルシリカの平均二次粒子径は約８０ｎｍであった。仕上げポリシング用組成物における砥粒の濃度は２３％、過酸化水素は２％、バナジン酸塩は１．５％とした。
　　（実施例３、４および比較例３、４）
　実施例１と同様にして予備ポリシング用組成物を調製し、本例に係る予備ポリシング用組成物とした。仕上げポリシング用組成物に関しては、砥粒を用いなかったことと研磨助剤として過マンガン酸カリウムを用いたことの他は、実施例１と同様の方法によってｐＨ６．５の仕上げポリシング用組成物を調製した。仕上げポリシング用組成物における過マンガン酸カリウムの濃度は０．０８Ｍ（０．０８モル／Ｌ）とした。
＜評価試験＞
　（予備ポリシング）
　平均粒子径５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて予めラッピングを実施したＳｉＣウェーハを用意した。調製した予備ポリシング用スラリーを使用して、ＳｉＣウェーハの表面を下記の予備ポリシング条件で研磨した。
　　［予備ポリシング条件］
　研磨装置：不二越機械工業社製の片面研磨装置、型式「ＲＤＰ－５００」
　研磨パッド：ニッタ・ハース社製「ＳＵＢＡ８００ＸＹ」
　研磨圧力：２９．４ｋＰａ
　定盤回転数：１００回転／分
　ヘッド回転数：１００回転／分
　研磨液の供給レート：２０ｍＬ／分（掛け流し）
　研磨液の温度：２５℃
　基板：ＳｉＣウェーハ（伝導型：ｎ型、結晶型４Ｈ－ＳｉＣ、主面（０００１）のＣ軸に対するオフ角：４°）２インチ
　研磨時間：１時間
　（仕上げポリシング）
　次いで、調製した仕上げポリシング用スラリーを使用して、予備ポリシングを実施したＳｉＣウェーハの表面を下記の仕上げポリシング条件で研磨した。
　　［仕上げポリシング条件］
　研磨装置：不二越機械工業社製の片面研磨装置、型式「ＲＤＰ－５００」
　研磨パッド：ニッタ・ハース社製「ＳＵＢＡ８００」
　研磨圧力：３００ｇ／ｃｍ２
　定盤回転数：８０回転／分
　ヘッド回転数：４０回転／分
　研磨液の供給レート：２０ｍＬ／分（掛け流し）
　研磨液の温度：２５℃
　（潜傷数）
　各例に係る仕上げポリシング後の基板表面につき、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；型式「ＸＥ－ＨＤＭ」、パークシステムズ社製）を用いて、１０μｍ×１０μｍの視野角での観察により検出される欠陥のうち、深さ方向（すなわち、ウェーハ厚さ方向）に２０Å以上の大きさを有する欠陥の数をカウントし、潜傷数とした。結果を表１に示す。
　（表面粗さＲａ）
　各例に係る予備ポリシング後の基板表面につき、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；型式「ＸＥ－ＨＤＭ」、パークシステムズ社製）を用いて、測定領域１０μｍ×１０μｍの条件で基板面内２２点の表面粗さを測定し、その平均値を表面粗さＲａＰＲＥ（ｎｍ）とした。また、各例に係る仕上げポリシング後の基板表面につき、表面粗さＲａＰＲＥを測定するのに用いたのと同じ原子間力顕微鏡を用いて、測定領域１０μｍ×１０μｍの条件で基板面内２２点の表面粗さを測定し、その平均値を表面粗さＲａＦＩＮ（ｎｍ）とした。結果を表１に示す。
　（研磨取り代）
　各例に係る予備ポリシングにおいて、研磨取り代ＷＰＲＥを以下の式（ｂ）に基づいて算出した。その結果、予備ポリシングの研磨取り代ＷＰＲＥは約１．５μｍであった。また、各例に係る仕上げポリシングにおいて、研磨取り代ＷＦＩＮを以下の式（ｂ）に基づいて算出した。結果を表１に示す。
　（ｂ）研磨取り代［ｃｍ］＝研磨前後のＳｉＣウェーハの重量の差［ｇ］／ＳｉＣの密度［ｇ／ｃｍ３］（＝３．２１ｇ／ｃｍ３）／研磨対象面積［ｃｍ２］（＝１９．６２ｃｍ２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、予備ポリシングにより表面粗さＲａＰＲＥを０．１ｎｍ以下に整え、さらに仕上げポリシングを研磨取り代ＷＦＩＮが０．３μｍ以上となるように行った実施例１～４の研磨方法によると、比較例１～４に比べて、基板表面の潜傷数が顕著に低下し、また表面粗さＲａＦＩＮが低下して平滑性が向上することが確かめられた。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

Claims (6)

  1. 　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する材料からなる基板を研磨する方法であって、
    　予備ポリシング用組成物を用いて、前記基板を予備ポリシングする工程と；
    　仕上げポリシング用組成物を用いて、前記予備ポリシングされた基板を仕上げポリシングする工程と；を含み、
    　ここで、前記予備ポリシングされた基板のＡＦＭにより測定される表面粗さＲａＰＲＥは０．１ｎｍ以下であり、
    　前記仕上げポリシングする工程における研磨取り代は０．３μｍ以上である、研磨方法。
  2. 　前記予備ポリシング用組成物は、砥粒ＡＰＲＥとしてアルミナ粒子を含む、請求項１に記載の研磨方法。
  3. 　前記予備ポリシング用組成物は、研磨助剤ＢＰＲＥとして複合金属酸化物を含む、請求項１または２に記載の研磨方法。
  4. 　前記仕上げポリシング用組成物は、砥粒ＡＦＩＮを含まない、または、砥粒ＡＦＩＮとしてシリカ粒子を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨方法。
  5. 　前記仕上げポリシング用組成物は、研磨助剤ＢＦＩＮとして複合金属酸化物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨方法。
  6. 　請求項２または３に記載の予備ポリシング用組成物と、請求項４または５に記載の仕上げポリシング用組成物とを含む、ポリシング用組成物セット。
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