研磨用組合物以及使用其的基板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的研磨用組合物含有磨粒、表面吸附劑和水，在研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的用途中使用。研磨用組合物與在研磨用組合物中不包含表面吸附劑的情況相比，研磨后的研磨對(duì)象物的表面缺陷減少。
【專利說明】研磨用組合物以及使用其的基板的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的用途中使用的研 磨用組合物以及使用其的基板的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為光學(xué)器件用基板材料和功率器件用基板材料，例如已知有：氧化鋁（例如藍(lán) 寶石）、氧化硅、氧化鎵和氧化鋯等氧化物，氮化鋁、氮化硅和氮化鎵等氮化物，以及碳化硅 等碳化物。由這些材料形成的基板或膜通常對(duì)氧化、絡(luò)合、蝕刻之類的化學(xué)作用是穩(wěn)定的， 因此基于研磨的加工并不容易。因此，通常為基于使用了硬質(zhì)材料的磨削、切削的加工。然 而，基于磨削、切削的加工中無法得到具有高平滑性的表面。
[0003] 迄今，出于得到更高平滑的表面的目的，已知使用包含較高濃度的膠態(tài)二氧化硅 的研磨用組合物來研磨藍(lán)寶石基板（例如參見專利文獻(xiàn)1)。然而，使用高濃度的膠態(tài)二氧 化硅存在會(huì)導(dǎo)致研磨成本上升這樣的問題。另外，為了謀求成本降低而減少膠態(tài)二氧化硅 的用量時(shí)，存在導(dǎo)致表面缺陷、例如橘皮的產(chǎn)生這樣的問題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2008-44078號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問是頁(yè)
[0008] 本發(fā)明著眼于表面吸附劑在磨粒上的吸附量，發(fā)現(xiàn)了能夠抑制研磨對(duì)象物的表面 缺陷的研磨用組合物，從而完成了本發(fā)明。
[0009] 本發(fā)明的目的在于：提供研磨用組合物以及使用其的基板的制造方法，所述研磨 用組合物在研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的用途中使用，能夠抑制研磨對(duì) 象物的表面缺陷。
[0010] 用于解決問題的方案
[0011] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供含有磨粒和水的、在研磨由結(jié)晶 性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的用途中使用的研磨用組合物。前述研磨用組合物還含 有表面吸附劑。前述研磨用組合物與在前述研磨用組合物中不包含表面吸附劑的情況相 t匕，研磨對(duì)象物的表面缺陷減少。
[0012] 前述表面吸附劑優(yōu)選為選自乙烯基系聚合物、聚環(huán)氧烷、以及聚環(huán)氧烷與烷基或 亞烷基的共聚物中的至少一種。
[0013] 前述磨粒和前述表面吸附劑優(yōu)選以滿足以下條件的方式來選擇：在制備以與前述 研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有前述磨粒和前述表面吸附劑 的第一懸浮液時(shí)，前述懸浮液中的表面吸附劑的15質(zhì)量％以上吸附于前述懸浮液中的磨 粒。
[0014] 前述表面吸附劑優(yōu)選以滿足以下條件的方式來選擇：在制備以與前述研磨用組合 物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由與構(gòu)成前述研磨對(duì)象物相同的金屬化 合物形成的顆粒和前述表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)，在前述第二懸浮液中吸附于金屬化合 物顆粒的表面吸附劑的量比在前述第一懸浮液中吸附于磨粒的表面吸附劑的量少。
[0015] 前述磨粒優(yōu)選為選自氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、以及氧化鈦中的至少一種。 [0016] 前述研磨對(duì)象物優(yōu)選為由金屬氧化物、金屬氮化物或金屬碳化物形成的單晶基 板。
[0017] 前述研磨對(duì)象物優(yōu)選為選自氧化鋁、氮化鋁、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化鎵、氮 化鎵、以及氧化鋯的至少一種。
[0018] 本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供一種研磨基板的制造方法，其包含使用上述實(shí)施方式 的研磨用組合物來研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的基板的工序。
[0019] 發(fā)明的效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的表面缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1示出本發(fā)明的實(shí)施例和比較例的研磨用組合物中所含的表面吸附劑在二氧 化硅和氧化鋁上的吸附量的圖表。
[0022] 圖2示出利用實(shí)施例和比較例的研磨用組合物的研磨速率和產(chǎn)生橘皮的個(gè)數(shù)的 圖表。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。
[0024] 本實(shí)施方式的研磨用組合物至少含有表面吸附劑、磨粒以及水。該研磨用組合物 的研磨對(duì)象物為結(jié)晶性的金屬化合物。從顆粒附著的困難程度來看，優(yōu)選研磨對(duì)象物的表 面具有親水性，從雜質(zhì)少的觀點(diǎn)來看，更優(yōu)選研磨對(duì)象物由單晶材料形成。作為研磨對(duì)象物 的具體例，可列舉出氧化鋁、氧化硅、氧化鎵和氧化鋯等氧化物、氮化鋁、氮化硅和氮化鎵等 氮化物、以及碳化硅等碳化物等的陶瓷。其中，優(yōu)選在研磨由對(duì)氧化、絡(luò)合、蝕刻之類的化學(xué) 作用穩(wěn)定的材料形成的研磨對(duì)象物的用途、即研磨氧化鋁、尤其是藍(lán)寶石的用途中使用研 磨用組合物。需要說明的是，對(duì)氧化硅的形態(tài)沒有特別限定，可以為石英、玻璃等。研磨用 組合物所適用的研磨對(duì)象物可以是用于任意的用途的研磨對(duì)象物，例如可以是光學(xué)器件用 材料、功率器件用材料或化合物半導(dǎo)體。對(duì)研磨對(duì)象物的形態(tài)沒有特別限定，可以為基板、 膜或其他的成型構(gòu)件。
[0025] 作為研磨用組合物中所含的磨粒的具體例，例如可列舉出由氧化硅、氧化鋁、氧化 鋯、氧化鈰、以及氧化鈦形成的磨粒。這些當(dāng)中，氧化鋁和氧化硅不僅較容易獲取，還在容易 通過利用研磨用組合物的研磨而得到高平滑且低缺陷的表面方面有利。需要說明的是，如 后所述，表面吸附劑在研磨對(duì)象物上的吸附性優(yōu)選比表面吸附劑在磨粒上的吸附性低，因 此磨粒優(yōu)選由與研磨對(duì)象物不同的材料形成。
[0026] 研磨用組合物中的磨粒的含量?jī)?yōu)選為0. 01質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以 上。隨著磨粒的含量增多，利用研磨用組合物的研磨對(duì)象物的研磨速度提高。
[0027] 研磨用組合物中的磨粒的含量還優(yōu)選為50質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為40質(zhì)量％以下。 隨著磨粒的含量減少，除了研磨用組合物的制造成本會(huì)減少以外，還容易通過使用研磨用 組合物的研磨得到劃痕少的表面。
[0028] 研磨用組合物中所含的磨粒的平均一次粒徑優(yōu)選為5nm以上、更優(yōu)選為IOnm以 上、進(jìn)一步優(yōu)選為20nm以上。隨著磨粒的平均一次粒徑增大，利用研磨用組合物的研磨對(duì) 象物的研磨速度提高。
[0029] 研磨用組合物中所含的磨粒的平均一次粒徑優(yōu)選為2 μ m以下、更優(yōu)選為500nm以 下、進(jìn)一步優(yōu)選為200nm以下。隨著磨粒的平均一次粒徑減小，容易通過使用研磨用組合 物的研磨得到低缺陷且粗糙度小的表面。需要說明的是，磨粒的平均一次粒徑的值例如由 通過BET法測(cè)定的比表面積來算出。磨粒的比表面積的測(cè)定例如可以使用Micromeritics Japan 制造的 "Flow SorbI 12300" 來進(jìn)行。
[0030] 表面吸附劑吸附于磨粒的表面或研磨對(duì)象物的表面，起到抑制研磨對(duì)象物的表面 缺陷的作用。對(duì)于表面吸附劑而言，只要是顯示對(duì)磨粒的表面或研磨對(duì)象物的表面的吸附 性的化合物、且含有該化合物的研磨用組合物與在該研磨用組合物中不包含同樣的化合物 的情況相比研磨對(duì)象物的表面缺陷減少就沒有特別限定。例如，優(yōu)選使用抑制表面缺陷的 作用強(qiáng)的水溶性高分子。作為研磨用組合物中所含的表面吸附劑的具體例，例如可列舉出 乙烯基系聚合物、聚環(huán)氧烷、以及聚環(huán)氧烷與烷基或亞烷基的共聚物。作為乙烯基系聚合物 的例子，例如可列舉出聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、以及N-聚乙烯基甲酰胺。作為聚環(huán)氧 烷的例子，例如可列舉出聚乙二醇（PEG)、聚環(huán)氧乙烷（PEO)、聚丙二醇、聚環(huán)氧丙烷、它們 的共聚物。另外，表面吸附劑也可以是與其他聚合物的共聚物，其在結(jié)構(gòu)的局部包含上述聚 合物，可以是具有羧酸基、磺酸基、膦酸基等親水基團(tuán)的化合物。表面吸附劑可以單獨(dú)使用 一種，也可以組合使用兩種以上。
[0031] 研磨用組合物中所含的表面吸附劑的重均分子量的大小被規(guī)定為：使得含有表面 吸附劑的研磨用組合物與在該研磨用組合物中不包含表面吸附劑的情況相比，研磨對(duì)象物 的表面缺陷減少，可考慮表面吸附劑、磨粒、以及研磨對(duì)象物的各自的種類、組合等而適當(dāng) 選擇。例如，表面吸附劑為聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、或聚乙烯醇且磨粒為二 氧化硅、研磨對(duì)象物為氧化鋁時(shí)，研磨用組合物中所含的表面吸附劑的重均分子量?jī)?yōu)選為 500以上、更優(yōu)選為5000以上。隨著表面吸附劑的重均分子量增大，變得容易在磨粒和研磨 對(duì)象物的表面形成抑制缺陷產(chǎn)生的保護(hù)膜，因此起因于研磨加工的表面缺陷的數(shù)量大幅減 少。另外，還能夠提高研磨速度。
[0032] 另外，研磨用組合物中所含的表面吸附劑的重均分子量?jī)?yōu)選為1000000以下、更 優(yōu)選為500000以下。隨著表面吸附劑的重均分子量減小，變得容易在研磨對(duì)象物的表面形 成抑制缺陷產(chǎn)生的保護(hù)膜，因此起因于研磨加工的表面缺陷的數(shù)量進(jìn)一步大幅減少。
[0033] 研磨用組合物中的表面吸附劑的含量?jī)?yōu)選為0. 002質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為0. 004 質(zhì)量％以上、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 006質(zhì)量％以上。隨著研磨用組合物中的表面吸附劑的含量 的增加，變得容易在研磨對(duì)象物的表面形成對(duì)抑制缺陷產(chǎn)生而言充分的保護(hù)膜，因此起因 于研磨加工的表面缺陷的數(shù)量進(jìn)一步大幅減少。
[0034] 另外，研磨用組合物中的表面吸附劑的含量?jī)?yōu)選為0. 5質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0. 2 質(zhì)量％以下、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以下。隨著研磨用組合物中的表面吸附劑的含量的 減少，因保護(hù)膜造成的研磨對(duì)象物的研磨速度的降低得到更強(qiáng)的抑制。
[0035] 進(jìn)而，為了使用研磨用組合物以高研磨速度且抑制表面缺陷產(chǎn)生地對(duì)研磨對(duì)象物 進(jìn)行研磨，研磨用組合物中所含的表面吸附劑優(yōu)選對(duì)磨?；蜓心?duì)象物顯示規(guī)定的吸附 性。
[0036] 具體而言，理想的是，磨粒和表面吸附劑以滿足以下條件的方式來選擇：在制備以 與研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有磨粒和表面吸附劑的第一 懸浮液時(shí)，懸浮液中的表面吸附劑的優(yōu)選5質(zhì)量％以上、更優(yōu)選15質(zhì)量％以上、進(jìn)一步優(yōu)選 50質(zhì)量％以上吸附于懸浮液中的磨粒。隨著表面吸附劑在磨粒上的吸附量增多，不易引起 磨粒對(duì)研磨對(duì)象物的附著，其結(jié)果，表面缺陷進(jìn)一步被抑制。對(duì)用于該吸附性的評(píng)價(jià)的磨粒 的大小沒有特別限定，優(yōu)選使用由可在水溶液中懸浮的微粒形成的磨粒、更優(yōu)選使用與研 磨用組合物中的磨粒同樣大小的磨粒。
[0037] 另外，表面吸附劑優(yōu)選以滿足以下條件的方式來選擇：在制備以與研磨用組合物 中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由與構(gòu)成研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形 成的顆粒和表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)，第二懸浮液中的表面吸附劑的5質(zhì)量％以上吸附 于第二懸浮液中的金屬化合物顆粒。更優(yōu)選的是，表面吸附劑以滿足以下條件的方式來選 擇：在第二懸浮液中吸附于金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在第一懸浮液中吸附于 磨粒的表面吸附劑的量少。對(duì)用于該吸附性的評(píng)價(jià)的金屬化合物顆粒的大小沒有特別限 定，優(yōu)選使用可在水溶液中懸浮的微粒狀的金屬化合物、更優(yōu)選使用平均一次粒徑為5? IOOOnm的金屬化合物顆粒。
[0038] 隨著表面吸附劑在磨?；蚪饘倩衔镱w粒上的吸附性增高，會(huì)變得難以引起磨粒 在研磨對(duì)象物上的附著，其結(jié)果，研磨對(duì)象物的表面缺陷進(jìn)一步被抑制。另外，在研磨對(duì)象 物由金屬化合物形成且具有親水性的表面時(shí)，表面吸附劑不僅吸附于磨粒，有時(shí)也吸附于 研磨對(duì)象物的表面。與金屬化合物顆粒相比表面吸附劑更多地吸附于磨粒時(shí)，表面吸附劑 對(duì)研磨對(duì)象物的保護(hù)膜形成作用減弱，其結(jié)果，能夠以高研磨速度進(jìn)行研磨。
[0039] 對(duì)于測(cè)定研磨用組合物中所含的表面吸附劑對(duì)磨粒和研磨對(duì)象物的吸附性的方 法沒有特別限定，兩者的方法優(yōu)選為條件相同。測(cè)定表面吸附劑在磨粒上的吸附性的方法 的情況下，例如，首先通過將磨粒和表面吸附劑在水中混合來制備混合液（懸浮液）。在混 合液中也可以適當(dāng)配混PH調(diào)節(jié)劑等添加劑。將該混合液在室溫（24°C)下振蕩對(duì)磨粒和表 面吸附劑進(jìn)行吸附而言充分的時(shí)間、例如1?24小時(shí)后，利用公知的方法、例如離心分離和 過濾將磨粒從上清液分離。通過測(cè)定剩余的上清液中的總有機(jī)碳（TOC)量來求出殘留在上 清液中的表面吸附劑的量。通過殘留在水溶液中的表面吸附劑的量相對(duì)于表面吸附劑的總 添加量的比率，可以求出最終表面吸附劑在磨粒上的吸附量。對(duì)于測(cè)定表面吸附劑在研磨 對(duì)象物上的吸附性的方法，也可以使用由與構(gòu)成研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形成的顆粒 代替磨粒，在與上述相同的條件下進(jìn)行測(cè)定。
[0040] 本實(shí)施方式的研磨用組合物如上所述含有顯示對(duì)磨粒的表面或研磨對(duì)象物的表 面的吸附性的表面吸附劑，與在研磨用組合物中不包含表面吸附劑的情況相比，研磨對(duì)象 物的表面缺陷減少。另外，為了使用研磨用組合物以高研磨速度且抑制表面缺陷產(chǎn)生地對(duì) 研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨，研磨用組合物中所含的表面吸附劑選擇使用對(duì)磨?；蜓心?duì)象物具 有如上所述的規(guī)定的吸附性的物質(zhì)。即，磨粒和表面吸附劑優(yōu)選以滿足以下條件的方式來 選擇：在制備以與研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有磨粒和表面 吸附劑的第一懸浮液時(shí)，懸浮液中的表面吸附劑的5質(zhì)量％以上、15質(zhì)量％以上或50質(zhì) 量％以上吸附于懸浮液中的磨粒。另外，表面吸附劑更優(yōu)選以滿足以下條件的方式來選擇： 在制備以與研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由與構(gòu)成研磨對(duì) 象物相同的金屬化合物形成的顆粒和表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)，在第二懸浮液中吸附于 金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在第一懸浮液中吸附于磨粒的表面吸附劑的量少。由 此，不僅能夠以高研磨速度對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨，還能夠抑制研磨對(duì)象物的表面缺陷。
[0041] 在通常的研磨用組合物的情況下，若減少磨粒的含量，則有時(shí)會(huì)在使用研磨用組 合物進(jìn)行研磨后的研磨對(duì)象物表面產(chǎn)生橘皮狀的微小凹部。此時(shí)，即使以該狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行 研磨，也會(huì)由于在微小凹部的高度差部分有磨粒附著而使得研磨對(duì)象物表面的高度差無法 消除、有時(shí)缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于這一點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)施方式的研磨用組合物，通過使表面吸 附劑附著于磨粒而可以消除研磨對(duì)象物表面的高度差。
[0042] 本實(shí)施方式的研磨用組合物例如在由結(jié)晶性的金屬化合物形成的基板的制造中 使用。研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的基板的表面時(shí)，例如一邊對(duì)基板的表面供給研磨 用組合物，一邊在該表面按壓研磨墊并使基板和研磨墊旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，通過研磨墊與基板表面 之間的摩擦造成的物理作用，基板的表面得到研磨。另外，通過磨粒與基板表面之間的摩擦 造成物理的作用，基板的表面同樣得到研磨。
[0043] 根據(jù)以上詳細(xì)說明的本實(shí)施方式，可發(fā)揮如下的效果。
[0044] (1)研磨用組合物通過含有規(guī)定的表面吸附劑而能夠抑制研磨對(duì)象物的表面缺 陷。
[0045] (2)研磨用組合物中的表面吸附劑為選自乙烯基系聚合物、聚環(huán)氧烷、以及聚環(huán)氧 烷與烷基或亞烷基的共聚物的至少一種時(shí)，除了能夠以更高的研磨速度對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行 研磨以外，還能夠進(jìn)一步抑制研磨對(duì)象物的表面缺陷。
[0046] (3)研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑為以滿足以下條件的方式來選擇的物質(zhì) 時(shí)，除了能夠以高研磨速度對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨以外，還能夠進(jìn)一步抑制研磨對(duì)象物的 表面缺陷：在制備以與研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有磨粒和 表面吸附劑的第一懸浮液時(shí)，懸浮液中的表面吸附劑的5質(zhì)量％以上、15質(zhì)量％以上或50 質(zhì)量％以上吸附于懸浮液中的磨粒。
[0047] (4)研磨用組合物中的表面吸附劑為以滿足以下條件的方式來選擇的物質(zhì)時(shí)，除 了能夠以更高的研磨速度對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨以外，還能夠進(jìn)一步抑制研磨對(duì)象物的表 面缺陷：在制備以與研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由與構(gòu)成 研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形成的顆粒和表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)，在第二懸浮液中 吸附于金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在第一懸浮液中吸附于磨粒的表面吸附劑的 量少。
[0048] (5)研磨用組合物中的表面吸附劑使用對(duì)磨粒和研磨對(duì)象物具有規(guī)定的吸附性的 物質(zhì)。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，即使不特意進(jìn)行研磨試驗(yàn)，也可以從已知的多種表面吸附劑 和磨粒當(dāng)中選擇能夠以高研磨速度對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨并且能夠抑制研磨對(duì)象物的表 面缺陷的表面吸附劑與磨粒的組合、并確定表面吸附劑和磨粒的用量。
[0049] (6)根據(jù)本實(shí)施方式的研磨用組合物，能夠提高表面缺陷的抑制作用。因此，通過 減少磨粒的用量，能夠?qū)崿F(xiàn)研磨成本的降低。
[0050] 需要說明的是，前述實(shí)施方式也可進(jìn)行如下變更。
[0051] ?前述研磨用組合物可以根據(jù)需要而含有防腐劑、防霉劑等公知的添加劑。
[0052] ?前述研磨用組合物在制造時(shí)和販賣時(shí)可以是被濃縮的狀態(tài)。即，前述研磨用組合 物可以以研磨用組合物的原液的形態(tài)進(jìn)行制造和販賣。
[0053] ?前述研磨用組合物可以通過將研磨用組合物的原液用水稀釋來制備。
[0054] ?前述研磨用組合物中含有的各成分可以在要制造前用過濾器進(jìn)行了過濾處理。 另外，前述研磨用組合物可以在要使用前用過濾器進(jìn)行過濾處理而使用。通過實(shí)施過濾處 理，研磨用組合物中的粗大異物被去除，品質(zhì)提高。
[0055] ?對(duì)在利用前述研磨用組合物的研磨方法中使用的研磨墊沒有特別限定。例如可 以使用無紡布型、絨面革型。
[0056] ?可以將在基板的研磨中進(jìn)行了使用的使用過的研磨用組合物回收并再利用（循 環(huán)使用）。更具體而言，可以將從研磨裝置排出的使用過的研磨用組合物暫時(shí)回收到容器 內(nèi)，并從容器內(nèi)再次向研磨裝置供給。此時(shí)，由于將使用過的研磨用組合物作為廢液進(jìn)行處 理的需求減少，因此可以減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。另外，通過使研磨用組合物的用量減少，還可以降 低基板的制造成本。
[0057] 循環(huán)使用研磨用組合物時(shí)，優(yōu)選對(duì)因用于基板的研磨而被消耗或損失的研磨用組 合物中的表面吸附劑等成分中的至少任一種的減少部分進(jìn)行補(bǔ)充。
[0058] ?前述研磨用組合物中的磨?？梢詾榍驙?，也可以為非球狀。作為非球狀的具體 例，可列舉出在中央部具有收縮的所謂繭型狀、在表面具有多個(gè)突起的所謂金平糖狀、橄欖 球狀等。
[0059] 對(duì)于能夠從上述實(shí)施方式和變更例中把握的技術(shù)構(gòu)思記載如下。
[0060] (I) 一種在研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的用途中使用的研磨用 組合物的制造方法，該方法包括如下工序：
[0061] 選擇磨粒和表面吸附劑的工序；
[0062] 將該選擇的磨粒和表面吸附劑在水中混合而得到含有磨粒、表面吸附劑以及水的 研磨用組合物的工序，其中
[0063] 選擇前述磨粒和表面吸附劑的工序以滿足以下條件的方式進(jìn)行：
[0064] 在制備以與前述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有前 述磨粒和前述表面吸附劑的第一懸浮液時(shí)，前述懸浮液中的表面吸附劑的15質(zhì)量％以上 吸附于前述懸浮液中的磨粒；并且，
[0065] 在制備以與前述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由 與構(gòu)成前述研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形成的顆粒和前述表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)， 在前述第二懸浮液中吸附于金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在前述第一懸浮液中吸 附于磨粒的表面吸附劑的量少。
[0066] (II) 一種減少在由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象物的表面產(chǎn)生橘皮狀的 微小凹部的方法，該方法包括使用含有表面吸附劑、磨粒以及水的研磨用組合物研磨前述 研磨對(duì)象物的工序，其中，
[0067] 前述磨粒和前述表面吸附劑以滿足以下條件的方式來選擇：
[0068] 在制備以與前述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有前 述磨粒和前述表面吸附劑的第一懸浮液時(shí)，前述懸浮液中的表面吸附劑的15質(zhì)量％以上 吸附于前述懸浮液中的磨粒；并且，
[0069] 在制備以與前述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由 與構(gòu)成前述研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形成的顆粒和前述表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)， 在前述第二懸浮液中吸附于金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在前述第一懸浮液中吸 附于磨粒的表面吸附劑的量少。
[0070] 實(shí)施例
[0071] 接著，列舉實(shí)施例和比較例來進(jìn)一步具體說明前述實(shí)施方式。
[0072](研磨用組合物的制備）
[0073] 將包含平均一次粒徑為80nm的膠態(tài)二氧化硅的膠態(tài)二氧化硅溶膠用水稀釋，對(duì) 其添加各種表面吸附劑。然后，使用硝酸或氫氧化鉀（pH調(diào)節(jié)劑）將pH值調(diào)節(jié)為7,由此來 制備實(shí)施例1?6和比較例1的研磨用組合物。各研磨用組合物中所含的表面吸附劑的種 類和重均分子量如表1的"表面吸附劑"欄所示。對(duì)于實(shí)施例1?6的研磨用組合物，膠態(tài) 二氧化硅的含量均為5質(zhì)量％、表面吸附劑的含量均為0. 032質(zhì)量％。
[0074] 將包含平均一次粒徑為80nm的膠態(tài)二氧化硅的膠態(tài)二氧化硅溶膠用水稀釋，使 用PH調(diào)節(jié)劑將其pH值調(diào)節(jié)為7,由此制備對(duì)照研磨用組合物。該對(duì)照研磨用組合物的膠態(tài) 二氧化娃含量為5質(zhì)量％，不含表面吸附劑。
[0075] (在二氧化硅上的吸附性試驗(yàn)）
[0076] 為了對(duì)表面吸附劑對(duì)作為構(gòu)成磨粒的材料的一例的二氧化硅（SiO2)的吸附性進(jìn) 行試驗(yàn)，制備了第一懸浮液。具體而言，首先，準(zhǔn)備含有1. 6質(zhì)量％與實(shí)施例1?6和比較例 1的各研磨用組合物中所含的表面吸附劑相同的表面吸附劑、且用硝酸或氫氧化鉀調(diào)節(jié)為 PH7的水溶液。然后，將該水溶液IOg與平均一次粒徑為80nm的二氧化硅2. 5g在37. 5g水 中混合，由此制備目標(biāo)懸浮液。各懸浮液中的二氧化娃和表面吸附劑的含量與實(shí)施例1?6 和比較例1的研磨用組合物相同，分別為5質(zhì)量％和0. 032質(zhì)量％。將第一懸浮液在室溫 (24°C )下振蕩20小時(shí)后，以26000rpm進(jìn)行60分鐘離心分離，由此使懸浮液中的二氧化硅 沉淀而得到上清液。接著，使用TOC測(cè)定器（島津制作所：T0C-5000A)測(cè)定所得的上清液 中的總有機(jī)碳（TOC)量，求出殘留在上清液中的表面吸附劑的量。根據(jù)殘留在上清液中的 表面吸附劑的量相對(duì)于表面吸附劑的總添加量的比率，求出最終表面吸附劑在二氧化硅上 的吸附量。結(jié)果示于表1和圖1。
[0077](在氧化鋁上的吸附性試驗(yàn)）
[0078] 為了對(duì)表面吸附劑對(duì)作為構(gòu)成研磨對(duì)象物的材料的一例的氧化鋁（Al2O3)的吸附 性進(jìn)行試驗(yàn)，制備了第二懸浮液。第二懸浮液的制備使用平均一次粒徑為400nm的氧化鋁 2. 5g代替二氧化硅2. 5g，除此以外以與第一懸浮液同樣的步驟進(jìn)行。另外，除了將離心分 離時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度由26000rpm變更為3000rpm以外，通過與求出表面吸附劑在二氧化硅上的 吸附量時(shí)相同的步驟，根據(jù)殘留在上清液中的表面吸附劑的量相對(duì)于表面吸附劑的總添加 量的比率，求出最終表面吸附劑在氧化鋁上的吸附量。結(jié)果示于表1和圖1。
[0079] [表 1]
[0080]

【權(quán)利要求】
1. 一種研磨用組合物，其特征在于，其在研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的研磨對(duì)象 物的用途中使用，所述研磨用組合物含有磨粒和水， 所述研磨用組合物還含有表面吸附劑，所述研磨用組合物與在所述研磨用組合物中不 包含表面吸附劑的情況相比，研磨對(duì)象物的表面缺陷減少。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨用組合物，其特征在于，所述表面吸附劑為選自乙烯基 系聚合物、聚環(huán)氧烷、以及聚環(huán)氧烷與烷基或亞烷基的共聚物中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的研磨用組合物，其特征在于，所述磨粒和所述表 面吸附劑是以滿足以下條件的方式選擇的： 制備以與所述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有所述磨粒 和所述表面吸附劑的第一懸浮液時(shí)，所述懸浮液中的表面吸附劑的15質(zhì)量％以上吸附于 所述懸浮液中的磨粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其特征在于，所述表面吸附劑是 以滿足以下條件的方式選擇的： 制備以與所述研磨用組合物中的磨粒和表面吸附劑的各含量相同的量含有由與構(gòu)成 所述研磨對(duì)象物相同的金屬化合物形成的顆粒和所述表面吸附劑的第二懸浮液時(shí)，在所述 第二懸浮液中吸附于金屬化合物顆粒的表面吸附劑的量比在所述第一懸浮液中吸附于磨 粒的表面吸附劑的量少。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其特征在于，所述磨粒為選自氧 化娃、氧化錯(cuò)、氧化锫、氧化鋪以及氧化鈦中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其特征在于，所述研磨對(duì)象物為 由金屬氧化物、金屬氮化物或金屬碳化物形成的單晶基板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其特征在于，所述研磨對(duì)象物為 選自氧化鋁、氮化鋁、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化鎵、氮化鎵以及氧化鋯中的至少一種。
8. -種研磨基板的制造方法，其特征在于，其包含使用權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的 研磨用組合物來研磨由結(jié)晶性的金屬化合物形成的基板的工序。
【文檔編號(hào)】B24B37/00GK104395039SQ201380032348
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】谷口惠, 森永均, 芹川雅之 申請(qǐng)人:福吉米株式會(huì)社