CN118055994A - 研磨用组合物 - Google Patents

研磨用组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN118055994A
CN118055994A CN202280065941.6A CN202280065941A CN118055994A CN 118055994 A CN118055994 A CN 118055994A CN 202280065941 A CN202280065941 A CN 202280065941A CN 118055994 A CN118055994 A CN 118055994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
less
polishing composition
particles
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280065941.6A
Other languages
English (en)
Inventor
森嘉男
中贝雄一郎
织田博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimi Inc filed Critical Fujimi Inc
Publication of CN118055994A publication Critical patent/CN118055994A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够对研磨对象物实现优异的研磨去除速度的研磨用组合物。本发明提供一种用于研磨对象物的研磨的研磨用组合物。上述研磨用组合物包含水以及作为氧化剂的高锰酸钠。在一些优选的方式中，上述研磨用组合物还包含选自阳离子与阴离子的盐中的金属盐，所述阳离子包含属于周期表的第3～16族的金属。上述研磨用组合物也可以优选地应用于由具有1500Hv以上的维氏硬度的高硬度材料所构成的研磨对象物的研磨。

Description

研磨用组合物
技术领域
本发明涉及一种研磨用组合物。本申请主张基于2021年9月30日提出申请的日本专利申请2021-162176号的优先权，并将该申请的全部内容作为参考加入至本说明书中。
背景技术
对于金属、半金属、非金属、其氧化物等材料的表面，使用研磨用组合物进行研磨。例如，由碳化硅、碳化硼、碳化钨、氮化硅、氮化钛、氮化镓等化合物半导体材料所构成的表面通过向该表面与研磨平板之间供给金刚石磨粒而进行的研磨(磨削(lapping))来加工。然而，在使用金刚石磨粒的磨削中，容易因刮痕、凹痕的产生、残留等而产生缺陷、变形。因此，正在研究在使用金刚石磨粒的磨削后进行使用研磨垫和研磨用组合物的研磨(抛光)、或者进行使用研磨垫和研磨用组合物的研磨(抛光)来代替该磨削。关于公开这样的现有技术的文献，可列举出专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016-072370号
发明内容
发明要解决的问题
通常，从制造效率、成本效益的观点出发，希望研磨去除速度在实用方面足够快。例如，在由碳化硅等这样的高硬度材料所构成的面的研磨中，强烈希望研磨去除速度的提高。在由这样的高硬度材料所形成的基板等的研磨中，为了提高研磨去除速度，除了使用起到物理性研磨作用的磨粒以外，使研磨对象面发生化学性变质而使其变得脆弱的方式也是有效的。有时会期待该效果而使研磨用组合物中含有氧化剂。例如专利文献1中提出了一种研磨用组合物，其包含磨粒、水和高锰酸钾等氧化剂，用于由高硬度材料所形成的基板的研磨。
在包含由如上所述的高硬度材料所形成的基板的各种研磨对象物的研磨中，如果可以获得进一步高等级的研磨去除速度，则具有实用性意义。为了进一步提高研磨去除速度，认为例如提高研磨用组合物中所包含的氧化剂的浓度较为有效。然而，以往在该领域中所使用的高锰酸钾等氧化剂存在对水的溶解度不太高的倾向，而难以获得以高浓度包含氧化剂的研磨用组合物。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够对研磨对象物实现优异的研磨去除速度的研磨用组合物。
用于解决问题的方案
本发明人等着眼于高锰酸钠与以往该领域中所使用的其它高锰酸盐相比，对水表现出较高的溶解度，发现了通过使用高锰酸钠作为氧化剂，可适当地增加研磨用组合物中的氧化剂的含量。
由本说明书提供的研磨用组合物包含水和作为氧化剂的高锰酸钠。根据该研磨用组合物，容易适当地增加氧化剂的含量，因此研磨去除速度容易提高。
在一些方式中，研磨用组合物还包含选自阳离子与阴离子的盐中的金属盐，所述阳离子包含属于周期表的第3～16族的金属。通过使用上述金属盐，在研磨对象物的研磨中，容易抑制研磨用组合物的pH变动。因此，在包含高锰酸钠作为氧化剂的研磨用组合物中，通过使用上述金属盐，能够抑制研磨中的研磨用组合物的性能变动(例如，研磨去除速度的降低等)，并且稳定地提高研磨去除速度。
在一些方式中，上述研磨用组合物还包含磨粒。通过使用磨粒，能够提高研磨去除速度。
在一些方式中，上述研磨用组合物的pH为1.0以上且小于6.0。在该pH范围内，此处所公开的研磨用组合物容易表现出较高的研磨去除速度。
此处所公开的研磨用组合物例如用于维氏硬度1500Hv以上的材料的研磨。在这样的高硬度材料的研磨中，能够优选地发挥出此处所公开的技术所带来的效果。在一些方式中，上述维氏硬度1500Hv以上的材料为非氧化物(即，不是氧化物的化合物)。在作为非氧化物的研磨对象材料的研磨中，容易适当地发挥出此处所公开的研磨用组合物所带来的研磨去除速度提高效果。
此处所公开的研磨用组合物例如用于碳化硅的研磨。在碳化硅的研磨中，可优选地发挥出此处所公开的技术所带来的效果。
根据该说明书，还提供一种研磨对象物的研磨方法。该研磨方法包括使用此处所公开的任意研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的工序。根据该研磨方法，即使在对由高硬度材料所构成的研磨对象物进行研磨的情况下，也能够提高研磨去除速度。由此，能够提高通过上述研磨方法进行研磨而获得的目标物(研磨物，例如碳化硅基板等化合物半导体基板)的生产性。
附图说明
图1为针对一些实施方式的研磨用组合物示出氧化剂的含量[重量％]与研磨去除速度[nm/h]的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明的适宜的实施方式进行说明。需要说明的是，关于除本说明书中特别提及的事项以外的本发明实施所需的事情，可理解为本领域技术人员基于该领域中的现有技术所得出的设计事项。本发明可基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识而实施。
＜研磨用组合物＞
(氧化剂)
此处所公开的研磨用组合物包含氧化剂。氧化剂对降低研磨对象材料(例如，碳化硅等这样的高硬度非氧化物材料)的硬度、使该材料脆弱是有效的。氧化剂在研磨对象材料的抛光中能够发挥提高研磨去除速度的效果。在本说明书中，将氧化剂设为不包含后述金属盐A和金属盐B的氧化剂。
此处所公开的研磨用组合物的特征在于含有高锰酸钠作为氧化剂。高锰酸钠与高锰酸钾等其它高锰酸盐相比，存在对水表现出高溶解度的倾向。因此，根据含有高锰酸钠作为氧化剂的构成，容易适当地增加研磨用组合物中的氧化剂的含量。若使用这样的高锰酸钠，则容易提高研磨去除速度。
研磨用组合物中的高锰酸钠的含量并无特别限定，可以根据该研磨用组合物的使用目的、使用方式进行适当地设定。在一些方式中，从提高研磨去除速度的观点出发，高锰酸钠的含量设为约0.5重量％以上是适当的。从提高研磨去除速度的观点出发，高锰酸钠的含量优选为1重量％以上、更优选为1.4重量％以上、进一步优选为2.7重量％以上，也可以为4重量％以上，也可以为6重量％以上。从活用高锰酸钠对水表现出较高的溶解度的特征，容易实现更高的研磨去除速度的观点出发，在一些方式中，高锰酸钠的含量优选为6.5重量％以上、更优选为8重量％以上、进一步优选为9重量％以上，也可以为10重量％以上，也可以为15重量％以上，也可以为20重量％以上，也可以为22重量％以上。此外，在一些方式中，研磨用组合物中的高锰酸钠的含量设为约45重量％以下是适当的，优选设为40重量％以下、更优选为35重量％以下、进一步优选为30重量％以下，也可以为25重量％以下、也可以为20重量％以下、也可以为15重量％以下、也可以为10重量％以下。减少高锰酸钠的含量从减少由研磨后可能残留的钠所引起的缺陷的产生的观点来看是有利的。
此处所公开的研磨用组合物还任选地包含或不包含除高锰酸钠以外的氧化剂(以下，也称为“其它氧化剂”)。作为可以成为其它氧化剂的选项的化合物的具体例，可列举出过氧化氢等过氧化物；高锰酸、为其盐的除高锰酸钠以外的高锰酸盐(例如高锰酸钾)等高锰酸类；高碘酸、为其盐的高碘酸钠、高碘酸钾等高碘酸类；碘酸、为其盐的碘酸铵等碘酸类；溴酸、为其盐的溴酸钾等溴酸类；铁酸、为其盐的铁酸钾等铁酸类；过铬酸、铬酸、为其盐的铬酸钾、重铬酸、为其盐的重铬酸钾等铬酸类、重铬酸类；钒酸、为其盐的钒酸铵、钒酸钠、钒酸钾等钒酸类；过钌酸或其盐等钌酸类；过钼酸、钼酸、为其盐的钼酸铵、钼酸二钠等钼酸类；过铼酸或其盐等铼酸类；过钨酸、钨酸、为其盐的钨酸二钠等钨酸类；过氧单硫酸、过氧二硫酸等过硫酸、为其盐的过硫酸铵、过硫酸钾等过硫酸类；氯酸或其盐、高氯酸、为其盐的高氯酸钾等氯酸类或高氯酸类；高锇酸、锇酸等锇酸类；过硒酸、硒酸等硒酸类；硝酸铈铵。作为其它氧化剂，可使用这样的化合物的一种或组合使用两种以上。在一些方式中，从研磨用组合物的性能稳定性(例如，长期保存所致的劣化防止)等观点出发，其它氧化剂优选为无机化合物。
此处所公开的研磨用组合物也可以包含复合金属氧化物作为其它氧化剂，所述复合金属氧化物为选自碱金属离子中的阳离子与选自过渡金属含氧酸根离子中的阴离子的盐。上述复合金属氧化物例如对降低碳化硅等高硬度材料的硬度、使该材料脆弱是有效的。上述复合金属氧化物可以单独使用一种或组合使用两种以上。作为上述复合过渡金属氧化物中的过渡金属含氧酸根离子的具体例，可列举出高锰酸根离子、铁酸根离子、铬酸根离子、重铬酸根离子、钒酸根离子、钌酸根离子、钼酸根离子、铼酸根离子、钨酸根离子等。其中，更优选为周期表的第4周期过渡金属元素的含氧酸。作为周期表的第4周期过渡金属元素的适宜例，可列举出Fe、Mn、Cr、V、Ti。其中，更优选为Fe、Mn、Cr，进一步优选为Mn。上述复合过渡金属氧化物中的碱金属离子优选为K+。在一些方式中，可优选地采用高锰酸钾作为其它氧化剂。
需要说明的是，在用作氧化剂的化合物为盐(例如高锰酸盐)的情况下，该化合物任选地在研磨用组合物中以离子的状态存在。
(金属盐A)
在一些优选方式中，研磨用组合物可以包含选自阳离子与阴离子的盐中的金属盐A，所述阳离子包含属于周期表的第3～16族的金属。金属盐A可以单独使用一种或组合使用两种以上。在包含作为氧化剂的高锰酸钠的研磨用组合物中，通过进一步使用金属盐A，能够抑制研磨对象物的研磨中的研磨用组合物的pH变动所导致的研磨用组合物的性能劣化(例如，研磨去除速度的降低等)。
金属盐A的阳离子可以为包含过渡金属、即属于周期表的第3～12族的金属的阳离子，也可以为包含贫金属(poormetal)、即属于第13～16族的金属的阳离子。作为上述过渡金属，优选为属于周期表的第4～11族的金属，此外，适宜的是属于周期表的第4～6周期的金属，优选为属于第4～5周期的金属、更优选为属于第4周期的金属。作为上述贫金属，优选为属于周期表的第13～15族的金属、更优选为属于第13～14族的金属，此外，优选为属于周期表的第3～5周期的金属、更优选为属于第3～4周期的金属、特别优选为属于第3周期的贫金属、即铝。
在一些方式中，金属盐A优选为包含水合金属离子的pKa约小于7的金属的阳离子与阴离子的盐。作为这样的阳离子与阴离子的盐的金属盐A在水中形成水合金属阳离子，该水合金属阳离子因配位水上的质子处于吸附脱离平衡状态而作为pH缓冲剂发挥作用，由此容易抑制经时所导致的研磨用组合物的性能劣化。从该观点出发，作为金属盐A，可优选地采用包含水合金属离子的pKa例如小于7或为6以下的金属的阳离子与阴离子的盐。作为包含水合金属离子的pKa为6以下的金属的阳离子，例如可列举出Al3+(水合金属离子的pKa为5.0)、Cr3+(水合金属离子的pKa为4.0)、Fe3+(水合金属离子的pKa为2.2)、ZrO2+(水合金属离子的pKa为-0.3)、Ga3+(水合金属离子的pKa为2.6)、In3+(水合金属离子的pKa为4.0)，但并不限定于此。
金属盐A中的盐的种类并无特别限定，可以为无机酸盐，也可以为有机酸盐。作为无机酸盐的例子，可列举出盐酸、氢溴酸、氢氟酸等氢卤酸、硝酸、硫酸、碳酸、硅酸、硼酸、磷酸等的盐。作为有机酸盐的例子，可列举出甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、甘氨酸、丁酸、柠檬酸、酒石酸、三氟乙酸等羧酸；甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸等有机磺酸；甲基膦酸、苯膦酸、甲苯膦酸等有机膦酸；乙基磷酸等有机磷酸等的盐。其中，优选盐酸、硝酸、硫酸、磷酸的盐，更优选盐酸、硝酸的盐。此处所公开的技术例如能够以如下方式优选地实施：使用Al3 +、Cr3+、Fe3+、ZrO2+、Ga3+、In3+中的任意阳离子与硝酸根离子(NO3-)或氯化物离子(Cl-)的盐作为金属盐A。
金属盐A优选为不被氧化剂氧化的化合物。通过基于该观点而适当地选择氧化剂及金属盐A，可防止金属盐A被氧化剂氧化所导致的该氧化剂的失活，抑制经时所导致的研磨用组合物的性能劣化(例如，研磨去除速度的降低等)。从该观点出发，作为优选的金属盐A，例示有硝酸铝、氯化铝等。
在研磨用组合物包含金属盐A的情况下，研磨用组合物中的金属盐A的浓度(含量)并无特别限定，可根据该研磨用组合物的使用目的、使用方式以达成所需效果的方式进行适当设定。金属盐A的浓度例如可以为约1000mM以下(即，1摩尔/L以下)，也可以为500mM以下，也可以为300mM以下。在一些方式中，金属盐A的浓度设为200mM以下较为适当，优选为设为100mM以下、更优选为设为50mM以下，也可以为30mM以下，也可以为20mM以下，也可以为10mM以下。在研磨用组合物包含金属盐A的情况下，金属盐A的浓度的下限例如可以为0.1mM以上，从适当地发挥金属盐A的使用效果的观点出发，设为1mM以上是有利地，优选设为5mM以上、更优选设为10mM以上(例如15mM以上)，也可以为18mM以上、也可以为20mM以上、也可以为30mM以上。
在研磨用组合物包含金属盐A的情况下，虽无特别限定，但从进一步良好地发挥使包含氧化剂的研磨用组合物含有金属盐A所带来的效果的观点出发，研磨用组合物中的金属盐A的浓度(在包含多种金属盐A的情况下，为它们的总计浓度)CA[mM]与氧化剂的含量(在包含多种氧化剂的情况下，为它们的总计含量)Wx[重量％]的比(CA/Wx)通常为0以上，优选为0.01以上、更优选为0.025以上，也可以为0.05以上、也可以为0.1以上、也可以为0.5以上。在一些方式中，CA/Wx例如可以为0.8以上、也可以为1.0以上、也可以为2.0以上、也可以为2.5以上、也可以为3.0以上。CA/Wx的上限并无特别限定，大致为500以下是适当的，也可以为300以下，优选为200以下、更优选为100以下、进一步优选为50以下。在一些优选方式中，CA/Wx也可以为25以下、也可以为20以下、也可以为10以下、也可以为5以下、也可以为4以下、也可以为3以下、也可以为2以下、也可以为1以下。
需要说明的是，在上述“CA/Wx”中，“CA”是指以“mM”的单位来表示研磨用组合物中的金属盐A的浓度(含量)时的数值部分，“Wx”是指以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的氧化剂的含量时的数值部分，CA和Wx均为无量纲数。
(金属盐B)
在一些优选方式中，研磨用组合物可以包含选自碱土金属盐中的金属盐B。作为金属盐B，可以单独使用一种碱土金属盐，也可以组合使用两种以上的碱土金属盐。若使用金属盐B，则研磨去除速度容易提高。金属盐B优选包含Mg、Ca、Sr、Ba中的任意一种或两种以上作为属于碱土金属的元素。其中优选为Ca、Sr中的任意者，更优选Ca。
金属盐B中的盐的种类并无特别限定，可以为无机酸盐，也可以为有机酸盐。作为无机酸盐的例子，可列举出盐酸、氢溴酸、氢氟酸等氢卤酸、硝酸、硫酸、碳酸、硅酸、硼酸、磷酸等的盐。作为有机酸盐的例子，可列举出甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、甘氨酸、丁酸、柠檬酸、酒石酸、三氟乙酸等羧酸；甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸等有机磺酸；甲基膦酸、苯膦酸、甲苯膦酸等有机膦酸；乙基磷酸等有机磷酸等的盐。其中，优选盐酸、硝酸、硫酸、磷酸的盐，更优选盐酸、硝酸的盐。此处所公开的技术例如能够以使用碱土金属的硝酸盐或氯化物作为金属盐B的方式优选地实施。
作为可以成为金属盐B的选项的碱土金属盐的具体例，可列举出氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡等氯化物；溴化镁等溴化物；氟化镁、氟化钙、氟化锶、氟化钡等氟化物；硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡等硝酸盐；硫酸镁、硫酸钙、硫酸锶、硫酸钡等硫酸盐；碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡等碳酸盐；乙酸钙、乙酸锶、苯甲酸钙、柠檬酸钙等羧酸盐等。
金属盐B优选为水溶性盐。通过使用水溶性金属盐B，能够效率良好地形成刮痕等缺陷少的良好的表面。
另外，金属盐B优选为不被氧化剂氧化的化合物。通过基于该观点而适当地选择氧化剂和金属盐B，可防止金属盐B被氧化剂氧化所导致的该氧化剂的失活，抑制经时所导致的研磨用组合物的性能劣化(例如，研磨去除速度的降低等)。从该观点出发，可列举出硝酸钙作为优选的金属盐B。
在研磨用组合物包含金属盐B的情况下，研磨用组合物中的金属盐B的浓度(含量)并无特别限定，可根据该研磨用组合物的使用目的、使用方式以达成所需效果的方式进行适当设定。金属盐B的浓度例如可以为约1000mM以下(即，1摩尔/L以下)、也可以为500mM以下、也可以为300mM以下。在一些方式中，金属盐B的浓度设为200mM以下是适当的，优选设为100mM以下、更优选设为50mM以下，也可以为30mM以下、也可以为20mM以下、也可以为10mM以下。金属盐B的浓度的下限例如可以为0.1mM以上，从适当地发挥金属盐B的使用效果的观点出发，优选设为0.5mM以上、更优选设为1mM以上，也可以为2.5mM以上、也可以为5mM以上、也可以为10mM以上、也可以为20mM以上、也可以为30mM以上。
在研磨用组合物包含金属盐B的情况下，虽无特别限定，但从进一步良好地发挥使包含氧化剂的研磨用组合物含有金属盐B所带来的效果的观点出发，研磨用组合物中的金属盐B的浓度(在包含多种金属盐B的情况下，为它们的总计浓度)CB[mM]与氧化剂的含量(在包含多种氧化剂的情况下，为它们的总计含量)Wx[重量％]的比(CB/Wx)通常为0以上，优选为0.01以上、更优选为0.025以上，也可以为0.05以上、也可以为0.1以上、也可以为0.5以上。在一些方式中，CB/Wx例如可以为0.8以上、也可以为1.0以上、也可以为2.0以上、也可以为2.5以上、也可以为3.0以上。CB/Wx的上限并无特别限定，例如可以设为300以下，大致100以下是适当的，优选为75以下、更优选为50以下、进一步优选为25以下。在一些优选方式中，CB/Wx也可以为20以下、也可以为10以下、也可以为5以下、也可以为4以下、也可以为3以下、也可以为2以下、也可以为1以下。
需要说明的是，在上述“CB/Wx”中，“CB”表示以“mM”的单位来表示研磨用组合物中的金属盐B的浓度(含量)时的数值部分，“Wx”表示以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的氧化剂的含量时的数值部分，CB和Wx均为无量纲数。
在一些优选方式中，研磨用组合物也可以组合包含金属盐A和金属盐B。在组合包含金属盐A和金属盐B的情况下的一些优选方式中，金属盐A和金属盐B的阴离子种类相同。关于金属盐A和金属盐B中共通的阴离子种类，例如可以为硝酸、盐酸、磷酸等。从获得更高的效果的观点出发，特别优选金属盐A和金属盐B均为硝酸盐的研磨用组合物。
在研磨用组合物组合包含金属盐A和金属盐B的情况下，研磨用组合物中的金属盐A的浓度CA[mM]与金属盐B的浓度CB[mM]之间的关系并无特别限定，可以以能够适当地发挥组合使用它们所带来的效果的方式进行设定。例如，CA/CB可以处于0.001～1000的范围内。从提高研磨去除速度的观点出发，在一些方式中，CA/CB为约0.01以上是适当的，优选为0.05以上(例如0.1以上)。此外，CA/CB为约100以下是适当的，优选为50以下，也可以为30以下，更优选为25以下(例如10以下)。
(磨粒)
在此处所公开的技术的一些方式中，上述研磨用组合物包含磨粒。根据包含磨粒的研磨用组合物，除了发挥氧化剂等所带来的主要的化学研磨作用以外，还发挥磨粒所带来的主要的机械研磨作用，由此可实现更高的研磨去除速度。
磨粒的材质、性状并无特别限制。例如，磨粒可以为无机颗粒、有机颗粒以及有机无机复合颗粒中的任意者。例如，可列举出由二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、二氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐等中的任意者实质性地构成的磨粒。磨粒可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。其中，二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、氧化锆颗粒、二氧化锰颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒能够形成良好的表面，因此优选。其中，更优选为二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆颗粒、氧化铬颗粒、氧化铁颗粒，进一步优选为二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒，特别优选为氧化铝颗粒。在使用氧化铝颗粒作为磨粒的方式中，可以应用此处所公开的技术而适宜地发挥研磨去除速度的提高效果。
需要说明的是，在本说明书中，关于磨粒的组成的“由X实质性地形成”或“由X实质性地构成”是指该磨粒中X所占的比率(X的纯度)以重量基准计为90％以上。此外，上述磨粒中X所占的比率优选为95％以上、更优选为97％以上、进一步优选为98％以上、例如为99％以上。
磨粒的平均一次粒径并无特别限定。从提高研磨去除速度的观点出发，磨粒的平均一次粒径例如可以设为5nm以上，10nm以上是适当的，优选为20nm以上，也可以为30nm以上。从进一步提高研磨去除速度的观点出发，在一些方式中，磨粒的平均一次粒径也可以为50nm以上、也可以为80nm以上、也可以为150nm以上、也可以为250nm以上、也可以为350nm以上。此外，从研磨后的面品质等观点出发，磨粒的平均一次粒径例如可以设为5μm以下，优选为3μm以下、更优选为1μm以下，也可以为750nm以下、也可以为500nm以下。从研磨后的面品质进一步提高等的观点出发，在一些方式中，磨粒的平均一次粒径也可以为350nm以下、也可以为180nm以下、也可以为85nm以下、也可以为50nm以下。
需要说明的是，在本说明书中，平均一次粒径是指根据通过BET法所测定的比表面积(BET值)，利用平均一次粒径(nm)＝6000/(真密度(g/cm3)×BET值(m2/g))的公式而算出的粒径(BET粒径)。上述比表面积例如可使用Micromeritics公司制造的商品名为“FlowSorb II 2300”的表面积测定装置进行测定。
磨粒的平均二次粒径例如可以为10nm以上，从容易提高研磨去除速度的观点出发，优选为50nm以上、更优选为100nm以上，也可以为250nm以上、也可以为400nm以上。从充分地确保每单位重量的个数的观点出发，磨粒的平均二次粒径的上限设为约10μm以下是适当的。此外，从研磨后的面品质等观点出发，上述平均二次粒径优选为5μm以下、更优选为3μm以下，例如为1μm以下。从研磨后的面品质进一步提高的观点出发，在一些方式中，磨粒的平均二次粒径也可以为600nm以下、也可以为300nm以下、也可以为170nm以下、也可以为100nm以下。
关于磨粒的平均二次粒径，对于小于500nm的颗粒，例如可以通过使用日机装公司制造的型号“UPA-UT151”的动态光散射法，以体积平均粒径(体积基准的算术平均直径；Mv)的形式测定。此外，对于500nm以上的颗粒，可以通过使用BECKMAN COULTER公司制造的型号“Multisizer 3”的细孔电阻法等以体积平均粒径的形式测定。
在使用氧化铝颗粒(氧化铝磨粒)作为磨粒的情况下，可以从公知的各种氧化铝颗粒中进行适当选择而使用。这样的公知的氧化铝颗粒的例子中包含α-氧化铝和中间氧化铝。此处，中间氧化铝是除α-氧化铝以外的氧化铝颗粒的总称，具体而言，可例示出γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、η-氧化铝、κ-氧化铝、χ-氧化铝等。此外，也可以使用基于制法分类而被称为气相氧化铝的氧化铝(典型的是对氧化铝盐进行高温焙烧时所生产的氧化铝微粒)。进而，被称为胶体氧化铝或氧化铝溶胶的氧化铝(例如勃姆石等氧化铝水合物)也包含于上述公知的氧化铝颗粒的例子中。从加工性的观点出发，优选包含α-氧化铝。此处所公开的技术中的氧化铝磨粒可以单独包含这样的氧化铝颗粒中的一种或组合包含这样的氧化铝颗粒中的两种以上。
在使用氧化铝颗粒作为磨粒的情况下，所使用的磨粒整体中氧化铝颗粒所占的比率一般而言越高越有利。例如，磨粒整体中氧化铝颗粒所占的比率优选为70重量％以上、更优选为90重量％以上、进一步优选为95重量％以上、也可实质上为100重量％。
氧化铝磨粒的颗粒尺寸并无特别限定，可以以发挥所需研磨效果的方式进行选择。从研磨去除速度提高等观点出发，氧化铝磨粒的平均一次粒径优选为50nm以上、更优选为80nm以上，也可以为150nm以上、也可以为250nm以上、也可以为300nm以上。氧化铝磨粒的平均一次粒径的上限并无特别限定，从研磨后的面品质等观点出发，设为大致5μm以下是适当的，从研磨后的面品质进一步提高等的观点出发，优选为3μm以下、更优选为1μm以下，也可以为750nm以下、也可以为500nm以下、也可以为400nm以下、也可以为350nm以下。
在使用氧化铝颗粒作为磨粒的情况下，此处所公开的研磨用组合物可在不损害本发明的效果的范围内进一步含有由除上述氧化铝以外的材质所形成的磨粒(以下，也称为非氧化铝磨粒)。作为这样的非氧化铝磨粒的例子，可列举出由二氧化硅颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐等中的任意者实质性地构成的磨粒。
研磨用组合物中所含的磨粒的总重量中，上述非氧化铝磨粒的含量例如设为30重量％以下是适当的，优选为20重量％以下，更优选为10重量％以下。
在此处所公开的技术的优选的另一方式中，研磨用组合物包含二氧化硅颗粒(二氧化硅磨粒)作为磨粒。二氧化硅磨粒可以从公知的各种二氧化硅颗粒中进行适当选择而使用。作为这样的公知的二氧化硅颗粒，可列举出胶体二氧化硅、干式法二氧化硅等。其中，胶体二氧化硅的使用是优选的。根据包含胶体二氧化硅的二氧化硅磨粒，能够适当地达成良好的面精度。
二氧化硅磨粒的形状(外形)可以为球形，也可以为非球形。例如，作为呈非球形的二氧化硅磨粒的具体例，可列举出花生形状(即花生壳的形状)、茧型形状、金平糖形状、橄榄球形状等。在此处所公开的技术中，二氧化硅磨粒可以为一次颗粒的形态，也可以为多个一次颗粒缔合而成的二次颗粒的形态。此外，也可以混合存在一次颗粒形态的二氧化硅磨粒与二次颗粒形态的二氧化硅磨粒。在优选的一方式中，至少一部分二氧化硅磨粒以二次颗粒的形态包含于研磨用组合物中。
作为二氧化硅磨粒，可优选地采用其平均一次粒径大于5nm的二氧化硅磨粒。从研磨效率等观点出发，二氧化硅磨粒的平均一次粒径优选为15nm以上、更优选为20nm以上、进一步优选为25nm以上、特别优选为30nm以上。二氧化硅磨粒的平均一次粒径的上限并无特别限定，设为大致120nm以下是适当的，优选为100nm以下、更优选为85nm以下。例如，从以高水平兼顾研磨效率和面品质的观点出发，优选平均一次粒径为12nm以上且80nm以下的二氧化硅磨粒、优选15nm以上且75nm以下的二氧化硅磨粒。
二氧化硅磨粒的平均二次粒径并无特别限定，从研磨效率等观点出发，优选为20nm以上、更优选为50nm以上、进一步优选为70nm以上。此外，从获得更高质量的表面的观点出发，二氧化硅磨粒的平均二次粒径为500nm以下是适当的，优选为300nm以下、更优选为200nm以下、进一步优选为130nm以下、特别优选为110nm以下(例如100nm以下)。
二氧化硅颗粒的真比重(真密度)优选为1.5以上、更优选为1.6以上、进一步优选为1.7以上。通过二氧化硅颗粒的真比重的增大，使得物理研磨能力有变高的倾向。二氧化硅颗粒的真比重的上限并无特别限定，典型的是2.3以下，例如为2.2以下、2.0以下、1.9以下。作为二氧化硅颗粒的真比重，可以采用通过使用乙醇作为置换液的液体置换法所获得的测定值。
二氧化硅颗粒的形状(外形)优选为球状。虽并无特别限定，但颗粒的长径/短径比的平均值(平均长径比)原理上为1.00以上，从提高研磨去除速度的观点出发，例如也可以为1.05以上、也可以为1.10以上。此外，颗粒的平均长径比为3.0以下是适当的，也可以为2.0以下。从提高研磨面的平滑性、减少刮痕的观点出发，颗粒的平均长径比优选为1.50以下，也可以为1.30以下、也可以为1.20以下。
颗粒的形状(外形)、平均长径比例如可以通过电子显微镜观察而掌握。作为掌握平均长径比的具体顺序，例如，使用扫描型电子显微镜(SEM)，抽出规定个数(例如200个)的颗粒的形状。绘出与所抽出的各个颗粒的形状外接的最小的长方形。接着，对于针对各颗粒的形状所绘出的长方形，算出其长边的长度(长径的值)除以短边的长度(短径的值)所得的值作为长径/短径比(长径比)。通过对上述规定个数的颗粒的长径比进行算术平均，可以求出平均长径比。
在研磨用组合物包含二氧化硅磨粒的方式中，该研磨用组合物也可以进一步含有由除二氧化硅以外的材质所形成的磨粒(以下，也称为非二氧化硅磨粒)。作为构成这样的非二氧化硅磨粒的颗粒的例子，可列举出由氧化铝颗粒、氧化铈颗粒、氧化铬颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、氧化镁颗粒、氧化锰颗粒、氧化锌颗粒、氧化铁颗粒等氧化物颗粒；氮化硅颗粒、氮化硼颗粒等氮化物颗粒；碳化硅颗粒、碳化硼颗粒等碳化物颗粒；金刚石颗粒；碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐等中的任意者实质性地构成的颗粒。
研磨用组合物中所含的磨粒的总重量中，上述非二氧化硅磨粒的含量例如设为30重量％以下是适当的，优选为20重量％以下、更优选为10重量％以下。
从研磨后的面品质等观点出发，在此处所公开的研磨用组合物中的磨粒(例如氧化铝磨粒等)的含量小于10重量％是适当的，小于6重量％是有利的，优选小于3重量％、更优选小于2重量％，也可以小于1.5重量％、也可以为1.3重量％以下、也可以为1.2重量％以下、也可以为1.1重量％以下、也可以为1.0重量％以下。在一些方式中，研磨用组合物中的磨粒的含量也可以为0.5重量％以下或小于0.5重量％、也可以为0.1重量％以下或小于0.1重量％、也可以为0.05重量％以下或小于0.05重量％、也可以为0.04重量％以下或小于0.04重量％。磨粒的含量的下限并无特别限制，例如可以为0.000001重量％以上(即，0.01ppm以上)。从提高磨粒的使用效果的观点出发，在一些方式中，研磨用组合物中的磨粒的含量也可以为0.00001重量％以上、也可以为0.0001重量％以上、也可以为0.001重量％以上、也可以为0.002重量％以上、也可以为0.005重量％以上。在一些方式中，研磨用组合物中的磨粒的含量也可以为0.01重量％以上、也可以为0.02重量％以上、也可以为0.03重量％以上、也可以超过0.1重量％、也可以超过0.3重量％、也可以为0.5重量％以上、也可以为0.8重量％以上。在此处所公开的研磨用组合物包含多种磨粒的情况下，该研磨用组合物中的磨粒的含量是指上述多种磨粒的总计含量。
此处所公开的研磨用组合物优选为实质上不含金刚石颗粒作为颗粒。由于金刚石颗粒的硬度较高，因此可能成为平滑性提高的限制因素。此外，金刚石颗粒一般而言价格高昂，因此从成本效益方面出发不能说是有利的材料，从实用的方面出发，对金刚石颗粒等价格高昂材料的依赖度可以较低。此处，颗粒实质上不含金刚石颗粒是指颗粒整体中金刚石颗粒的比率为1重量％以下、更优选为0.5重量％以下、典型的是0.1重量％以下，包含金刚石颗粒的比率为0重量％的情况。在这样的方式中，能够适当地发挥本发明的应用效果。
在包含磨粒的研磨用组合物中，氧化剂的含量与磨粒的含量的关系并无特别限定，可以根据使用目的、使用方式以达成所需效果的方式进行适当地设定。氧化剂的含量Wx[重量％]相对于磨粒的含量Wp[重量％]的比、即Wx/Wp例如可设为约0.01以上，设为0.025以上是适当的，也可以为0.05以上、也可以为0.1以上、也可以为0.2以上、也可以为1以上、为1.4以上是有利的，优选为2.5以上、更优选为3.5以上。若Wx/Wp变大，则存在化学研磨的贡献与机械研磨的贡献相比变大的倾向。在一些方式中，Wx/Wp也可以为5以上、也可以为6以上、进而也可以为6.5以上、也可以为7以上、也可以为8以上、也可以为9以上。Wx/Wp的上限并无特别限制，但从研磨用组合物的保存稳定性等观点出发，例如可设为约5000以下，也可以为1500以下、也可以为1000以下、也可以为800以下、也可以为400以下、也可以为250以下、也可以为100以下、也可以为80以下、也可以为40以下。在一些方式中，Wx/Wp也可以为30以下、也可以为20以下、也可以为10以下。
需要说明的是，在上述“Wx/Wp”中，“Wx”是指以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的氧化剂的含量时的数值部分，“Wp”表示以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的磨粒的含量时的数值部分，Wx和Wp均为无量纲数。
在包含磨粒和金属盐A的研磨用组合物中，金属盐A的浓度与磨粒的含量的关系并无特别限定，可以根据使用目的、使用方式以达成所需效果的方式进行适当设定。金属盐A的浓度CA(在包含多种金属盐A的情况下，为它们的总计浓度)[mM]相对于磨粒的含量Wp(在包含多种磨粒的情况下，为它们的总计含量)[重量％]的比、即CA/Wp例如可以设为0.05以上，设为0.1以上是适当的，也可以为0.2以上，优选为1以上、更优选为3以上，也可以为5以上、也可以为10以上。若CA/Wp变得更大，则存在化学研磨的贡献与机械研磨的贡献相比变得更大的倾向。在一些方式中，CA/Wp也可以为12以上、也可以为15以上、也可以为18以上。CA/Wp的上限并无特别限制，从研磨用组合物的保存稳定性等观点出发，例如可以设置为约20000以下，也可以为10000以下、也可以为5000以下、也可以为2500以下、也可以为1000以下。在一些方式中，WA/Wp也可以为100以下、也可以为50以下、也可以为40以下、也可以为30以下。
需要说明的是，在上述“CA/Wp”中，“CA”是指以“mM”的单位来表示研磨用组合物中的金属盐A的浓度时的数值部分，“Wp”是指以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的磨粒的含量时的数值部分，Wp和CA均为无量纲数。
在包含磨粒和金属盐B的研磨用组合物中，金属盐B的浓度与磨粒的含量的关系并无特别限定，可以根据使用目的、使用方式以达成所需效果的方式进行适当设定。金属盐B的浓度CB(在包含多种金属盐B的情况下，为它们的总计浓度)[mM]相对于磨粒的含量Wp(在包含多种磨粒的情况下，为它们的总计含量)[重量％]的比、即CB/Wp例如可以设为0.05以上，设为0.1以上是适当的，也可以为0.2以上，优选为1以上、更优选为3以上，也可以为5以上、也可以为10以上。若CB/Wp变得更大，则存在化学研磨的贡献与机械研磨的贡献相比变得更大的倾向。在一些方式中，CB/Wp也可以为20以上、也可以为50以上、也可以为100以上、也可以为300以上。CB/Wp的上限并无特别限制，从研磨用组合物的保存稳定性等观点出发，例如可以设为约10000以下，也可以为5000以下、也可以为2500以下。在一些方式中，CB/Wp也可以为1000以下、也可以为800以下、也可以为600以下。
需要说明的是，在上述“CB/Wp”中，“CB”是指以“mM”的单位来表示研磨用组合物中的金属盐B的浓度时的数值部分，“Wp”是指以“重量％”的单位来表示研磨用组合物中的磨粒的含量时的数值部分，CB和Wp均为无量纲数。
此处所公开的研磨用组合物即使为不包含磨粒的方式，也能够优选地实施。在该方式中，也可以良好地发挥通过使用高锰酸钠作为氧化剂所带来的研磨去除速度提高的效果。
(水)
此处所公开的研磨用组合物包含水。作为水，可优选地使用离子交换水(去离子水)、纯水、超纯水、蒸馏水等。此处所公开的研磨用组合物也可根据需要还包含能够与水均匀地混合的有机溶剂(低级醇、低级酮等)。通常，研磨用组合物中所包含的溶剂的90体积％以上为水是适当的，优选95体积％以上为水，更优选99～100体积％为水。
(酸)
出于pH调节、提高研磨去除速度等目的，研磨用组合物可以根据需要含有酸。作为酸，可以使用无机酸和有机酸中的任意者。作为无机酸的例子，可列举出硫酸、硝酸、盐酸、碳酸等。作为有机酸的例子，可列举出甲酸、乙酸、丙酸等脂肪族羧酸、苯甲酸、邻苯二甲酸等芳香族羧酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、有机磺酸、有机膦酸等。它们可以单独使用一种或组合使用两种以上。在使用酸的情况下，其使用量并无特别限定，可设为与使用目的(例如pH调节)相符的使用量。或者，此处所公开的研磨用组合物的一些方式也可以为实质上不含酸的组成。
(碱性化合物)
出于pH调节、提高研磨去除速度等目的，研磨用组合物可以根据需要含有碱性化合物。此处碱性化合物是指具有通过添加至研磨用组合物中而使该组合物的pH上升的功能的化合物。作为碱性化合物的例子，可列举出氢氧化钾、氢氧化钠等碱金属氢氧化物；碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠等碳酸盐、碳酸氢盐；氨；季铵化合物，例如四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等氢氧化季铵；以及胺类、磷酸盐、磷酸氢盐、有机酸盐等。碱性化合物可以单独使用一种或组合使用两种以上。在使用碱性化合物的情况下，其使用量并无特别限定，可设为与使用目的(例如pH调节)相符的使用量。或者，此处所公开的研磨用组合物的一些方式也可以为实质上不含碱性化合物的组成。
(其它成分)
此处所公开的研磨用组合物也可以在不损害本发明的效果的范围内，根据需要进一步含有螯合剂、增稠剂、分散剂、表面保护剂、润湿剂、表面活性剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂等可用于研磨用组合物(例如，用于对碳化硅等高硬度材料进行研磨的研磨用组合物)中的公知的添加剂。上述添加剂的含量只要根据其添加目的进行适当设定即可，由于其并非本发明的特征所在，因此省略详细说明。
(pH)
研磨用组合物的pH设为1～12左右是适当的。若pH处于上述范围内，则容易达成实用上的研磨去除速度。在一些方式中，上述pH可以为12.0以下、也可以为11.0以下、也可以为10.0以下、也可以为9.0以下、也可小于9.0、也可以为8.0以下、也可小于8.0、也可以为7.0以下、也可小于7.0、也可以为6.0以下。从容易进一步发挥使用金属盐A所带来的研磨去除速度提高效果的观点出发，在一些方式中，研磨用组合物的pH优选小于6.0，也可以为5.0以下、也可以小于5.0、也可以为4.0以下、也可以小于4.0。上述pH例如可以为1.0以上、也可以为1.5以上、也可以为2.0以上、也可以为2.5以上。
此处所公开的研磨用组合物的制备方法并无特别限定。例如可以使用叶片式搅拌机、超声波分散机、均质混合器等公知的混合装置，将研磨用组合物中所含的各成分混合。混合这些成分的方式并无特别限定，例如可以一次性混合所有成分，也可以适当地设定的顺序进行混合。
此处所公开的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为以双组分型为代表的多组分型。例如，也可以以将部分A与部分B混合而用于研磨对象物的研磨的方式构成，所述部分A包含该研磨用组合物的构成成分(例如除水以外的成分)中的一部分成分，所述部分B包含剩余成分。它们例如可以在使用前分开保管，在使用时进行混合而制备一液的研磨用组合物。混合时，可进一步混合稀释用的水等。
＜研磨对象物＞
此处所公开的研磨用组合物的研磨对象物并无特别限定。例如，此处所公开的研磨用组合物可以应用于具有由化合物半导体材料所构成的表面的基板、即化合物半导体基板的研磨。化合物半导体基板的构成材料并无特别限定，例如可以为碲化镉、硒化锌、硫化镉、碲化镉汞、碲化锌镉等II-VI族化合物半导体；氮化镓、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铝镓、砷化镓铟、砷化氮铟镓、磷化铝镓铟等III-V族化合物半导体；碳化硅、硅化锗等IV-IV族化合物半导体等。也可以是由它们中的多种材料所构成的研磨对象物。在优选的一方式中，此处所公开的研磨用组合物可应用于具有由不是氧化物的(即，非氧化物的)化学物半导体材料所构成的表面的基板的研磨。在具有由非氧化物的化学物半导体材料所构成的表面的基板的研磨中，容易适当地发挥由此处所公开的研磨用组合物中所含的氧化剂带来的研磨促进效果。
此处所公开的研磨用组合物例如可优选地用于具有500Hv以上的维氏硬度的研磨对象物表面的研磨。上述维氏硬度优选为700Hv以上，例如为1000Hv以上，或者为1500Hv以上。研磨对象材料的维氏硬度也可以为1800Hv以上、也可以为2000Hv以上、也可以为2200Hv以上。研磨对象物表面的维氏硬度的上限并无特别限定，例如可以为约7000Hv以下、也可以为5000Hv以下、也可以为3000Hv以下。需要说明的是，在本说明书中，维氏硬度可以基于JISR 1610：2003进行测定。与上述JIS标准对应的国际标准为ISO 14705：2000。
作为具有1500Hv以上的维氏硬度的材料，可列举出碳化硅、氮化硅、氮化钛、氮化镓等。此处所公开的技术中的研磨对象物可以为具有机械性稳定且化学性稳定的上述材料的单晶表面的研磨对象物。其中，研磨对象物表面优选由碳化硅及氮化镓中的任意者构成，更优选由碳化硅所构成。碳化硅作为电力损耗少且耐热性等优异的化合物半导体基板材料而备受期待，通过提高研磨去除速度来改善生产性在实用上具有特别大的优点。此处所公开的技术可以特别优选地应用于碳化硅的单晶表面的研磨。
＜研磨方法＞
此处所公开的研磨用组合物例如能够以包括以下操作的方式用于研磨对象物的研磨。
即，准备包含此处所公开的任意研磨用组合物的研磨液(浆料)。准备上述研磨液可以包括对研磨用组合物实施浓度调节(例如稀释)、pH调节等操作而制备研磨液。或者，也可直接使用上述研磨用组合物作为研磨液。此外，在多组分型研磨用组合物的情况下，准备上述研磨液可以包括：将这些组分混合；在该混合前将一种或多种组分稀释；在该混合后稀释该混合物等。
接着，将该研磨液供给至研磨对象物，以本领域技术人员所进行的通常方法进行研磨。例如为将研磨对象物设置于一般的研磨装置，通过该研磨装置的研磨垫向该研磨对象物的研磨对象面供给上述研磨液的方法。典型的是一边连续地供给上述研磨液，一边将研磨垫按压于研磨对象物的研磨对象面并使两者相对移动(例如旋转移动)。经过该抛光工序，研磨对象物的研磨结束。
需要说明的是，关于针对此处所公开的技术中的研磨用组合物中可包含的各成分而在上面叙述的含量(浓度)和含量(浓度)的比，典型而言是指实际供给至研磨对象物时的(即，使用点(point of use)的)研磨用组合物中的含量和含量的比，因此，可改称为研磨液中的含量和含量的比。
根据该说明书，提供一种对研磨对象物(典型的是研磨对象材料)进行研磨的研磨方法以及使用该研磨方法的研磨物的制造方法。上述研磨方法的特征在于，包括使用此处所公开的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的工序。优选的一方式的研磨方法包括进行预备抛光的工序(预备抛光工序)和进行精抛光的工序(精抛光工序)。在典型的一方式中，预备抛光工序是配置于即将进行精抛光工序之前的抛光工序。预备抛光工序可以为1段抛光工序，也可以为2段以上的多段抛光工序。此外，此处所述的精抛光工序是指对进行过预备抛光的研磨对象物进行精抛光的工序，且为使用包含磨粒的抛光用浆料进行的抛光工序中配置在最后(即最下游侧)的研磨工序。在这样的包括预备抛光工序和精抛光工序的研磨方法中，此处所公开的研磨用组合物可以在预备抛光工序中使用，也可以在精抛光工序中使用，也可以在预备抛光工序和精抛光工序两者中使用。
预备抛光和精抛光可以应用于利用单面研磨装置进行的研磨、利用双面研磨装置进行的研磨中的任意者。在单面研磨装置中，用蜡将研磨对象物贴附于陶瓷板，或使用被称为载具(carrier)的保持器来保持研磨对象物，一边供给抛光用组合物一边将研磨垫按压于研磨对象物的单面，使两者相对移动，由此对研磨对象物的单面进行研磨。上述移动例如为旋转移动。在双面研磨装置中，使用被称为载具的保持器来保持研磨对象物，一边从上方供给抛光用组合物，一边将研磨垫按压于研磨对象物的相对面，使它们沿相对方向旋转，由此同时对研磨对象物的双面进行研磨。
上述抛光的条件基于所研磨的材料的种类、作为目标的表面性状(具体而言为平滑性)、研磨去除速度等而进行适当设定，因此并不限定于特定的条件。例如，关于加工压力，此处所公开的研磨用组合物可在例如10kPa以上且150kPa以下的广的压力范围内使用。从提高研磨去除速度的观点出发，在一些方式中，上述加工压力例如可以为5kPa以上、10kPa以上、20kPa以上、30kPa以上或40kPa以上，此外，可以设为100kPa以下、80kPa以下或60kPa以下。此处所公开的研磨用组合物也可优选地用于例如30kPa以上或更高的加工条件下的研磨，可以提高经过该研磨而获得的目标物(研磨物)的生产性。需要说明的是，此处所述的加工压力与研磨压力同义。
此处所公开的各抛光工序中所使用的研磨垫并无特别限定。例如，可以使用无纺布型、绒面革型、硬质发泡聚氨酯型中的任意种。在一些方式中，可以优选地采用硬质发泡聚氨酯型的研磨垫。需要说明的是，此处所公开的技术中所使用的研磨垫是不包含磨粒的研磨垫。
通过此处所公开的方法研磨过的研磨对象物典型的是在抛光后进行清洗。该清洗可以使用适当的清洗液而进行。所使用的清洗液并无特别限定，可适当地选择使用公知、惯用的清洗液。
需要说明的是，此处所公开的研磨方法除了上述预备抛光工序和精抛光工序以外还可以包括任意其它工序。作为这样的工序，可列举出在预备抛光工序之前进行的机械研磨工序、磨削工序。上述机械研磨工序使用使金刚石磨粒分散于溶剂中所得的液体对研磨对象物进行研磨。在一些优选方式中，上述分散液不包含氧化剂。上述磨削工序是将研磨平板、例如铸铁平板的表面按压于研磨对象物而进行研磨的工序。因此，在磨削工序中不使用研磨垫。磨削工序典型的是向研磨平板与研磨对象物之间供给磨粒而进行。上述磨粒典型的是金刚石磨粒。此外，此处所公开的研磨方法也可以在预备抛光工序之前、预备抛光工序与精抛光工序之间包括追加的工序。追加的工序例如为清洗工序、抛光工序。
＜研磨物的制造方法＞
此处所公开的技术可以包含包括通过上述任意研磨方法进行的抛光工序的研磨物的制造方法、以及通过该方法所制造的研磨物的提供。上述研磨物的制造方法例如为碳化硅基板的制造方法。即，根据此处所公开的技术，提供一种研磨物的制造方法及通过该方法所制造的研磨物，所述研磨物的制造方法包括应用此处所公开的任意研磨方法对具有由高硬度材料所构成的表面的研磨对象物进行研磨。根据上述制造方法，能够有效率地提供一种经过研磨而制造的基板、例如碳化硅基板。
[实施例]
以下，对本发明涉及的一些实施例进行说明，但并不意图将本发明限定于该实施例所示的内容。需要说明的是，在以下说明中，“％”只要无特别说明则为重量基准。
＜研磨用组合物的制备＞
(例1)
将氧化铝磨粒、作为氧化剂的高锰酸钠和去离子水混合，制备以1.0％的浓度包含氧化铝磨粒、以1.4％的浓度包含高锰酸钠的研磨用组合物。本例的研磨用组合物的pH使用硝酸来设为3.0。
(例2～例9)
除了将高锰酸钠的浓度设为如表1所示以外，以与例1相同的方法制备本例的研磨用组合物。
(例10)
将氧化铝磨粒、作为氧化剂的高锰酸钠、作为金属盐A的硝酸铝和去离子水混合，制备以1.0％的浓度包含氧化铝磨粒、以4.0％的浓度包含高锰酸钠、以20mM的浓度包含硝酸铝(Al换算)的研磨用组合物。需要说明的是，在本例的研磨用组合物的制备中，不使用pH调节剂。本例的研磨用组合物的pH如表1所示。
(例11～例15)
除了将高锰酸钠的浓度设为如表1所示以外，以与例10相同的方法制备本例的研磨用组合物。本例的研磨用组合物的pH如表1所示。
(例16～例19)
尝试了将氧化铝磨粒、作为氧化剂的高锰酸钾和去离子水混合，制备以1.0％的浓度包含氧化铝磨粒。以8.0％、10.0％、17.0％或24.0％的浓度包含高锰酸钾的研磨用组合物。然而，不论在哪种体系中，均未将所混合的高锰酸钾的全部量溶解，因此未能制备出上述组成的研磨用组合物。在表1中，在例16～例19的“组成化”的栏中示为“不能”。
在例1～例19的研磨用组合物中，作为氧化铝磨粒，使用平均一次粒径为310nm的α-氧化铝磨粒。
＜研磨对象物的研磨＞
使用包含氧化铝磨粒的预备研磨用组合物，对SiC晶圆进行预备研磨。将该经预备研磨的SiC晶圆作为研磨对象物，将各例的研磨用组合物直接用作研磨液，在下述抛光条件下对上述研磨对象物进行研磨。
[抛光条件]
研磨装置：不二越机械工业公司，型号“RDP-500”
研磨垫：Nitta Dupont公司制“IC-1000”(硬质聚氨酯制)
加工压力：490gf/cm2
平板转速：130转/分钟
研磨头(head)转速：130转/分钟
研磨液的供给速率：20mL/分钟
研磨液的使用方法：一次性使用
研磨时间：5分钟
研磨对象物：4英寸SiC晶圆(传导型：n型，晶型4H-SiC，主面(0001)相对于C轴的偏离角：4°)，1片/批次、
研磨液的温度：23℃
作为研磨垫，使用对垫的研磨面进行5分钟毛刷修整处理，接着进行了3分钟金刚石修整处理，进而实施了5分钟毛刷修整处理的研磨垫。毛刷修整处理和金刚石修整处理在上述抛光之前进行。
＜测定及评估＞
(研磨去除速度)
基于上述抛光条件，使用各例的研磨用组合物对SiC晶圆进行研磨后，依据以下的计算式(1)、(2)算出研磨去除速度。
(1)研磨加工余量[cm]＝研磨前后的SiC晶圆的重量之差[g]/SiC的密度[g/cm3](＝3.21g/cm3)/研磨对象面积[cm2](＝78.54cm2)
(2)研磨去除速度[nm/h]＝研磨加工余量[cm]×107/研磨时间(＝5/60小时)
将所得的各例的研磨去除速度示于表1的对应栏中。此外，将各例的研磨去除速度与研磨用组合物中的氧化剂含量的关系示于图1。图1的横轴表示氧化剂含量(单位：重量％)，纵轴表示研磨去除速度(单位：nm/h)。此处，例16～例19的研磨用组合物未能组成化，因此未能进行研磨去除速度的测定，但在图1中，出于方便而将研磨去除速度记为0nm/h。
[表1]
由表1和图1所示的结果可以明显确认到，如果增加作为氧化剂的高锰酸钠的含量，则存在研磨去除速度提高的倾向。另外确认到，通过向包含高锰酸钠作为氧化剂的研磨用组合物中进一步添加金属盐A，则存在研磨去除速度进一步提高的倾向。在使用高锰酸钾作为氧化剂的例16～例19中，未能获得研磨用组合物。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但它们仅为示例，并不限定权利要求书。权利要求书中所记载的技术包含对以上所例示的具体例进行各种变形、变更的技术。

Claims (7)

1.一种研磨用组合物，其包含水以及作为氧化剂的高锰酸钠。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其还包含选自阳离子与阴离子的盐中的金属盐，所述阳离子包含属于周期表的第3～16族的金属。
3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其还包含磨粒。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨用组合物，其pH为1.0以上且小于6.0。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨用组合物，其用于维氏硬度1500Hv以上的材料的研磨。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨用组合物，其用于碳化硅的研磨。
7.一种研磨方法，其包括使用权利要求1～6中任一项所述的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的工序。
CN202280065941.6A 2021-09-30 2022-09-27 研磨用组合物 Pending CN118055994A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-162176 2021-09-30
JP2021162176 2021-09-30
PCT/JP2022/035994 WO2023054385A1 (ja) 2021-09-30 2022-09-27 研磨用組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118055994A true CN118055994A (zh) 2024-05-17

Family

ID=85782764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280065941.6A Pending CN118055994A (zh) 2021-09-30 2022-09-27 研磨用组合物

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN118055994A (zh)
TW (1) TW202330821A (zh)
WO (1) WO2023054385A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103890127B (zh) * 2011-10-13 2015-09-09 三井金属矿业株式会社 研磨剂浆料及研磨方法
JP6448314B2 (ja) * 2014-11-06 2019-01-09 株式会社ディスコ 研磨液及びＳｉＣ基板の研磨方法
JP6694674B2 (ja) 2014-11-07 2020-05-20 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法およびポリシング用組成物
CN107002280B (zh) * 2014-11-27 2019-06-18 住友电气工业株式会社 碳化硅基板、其制造方法和制造碳化硅半导体装置的方法
CN109392311B (zh) * 2016-06-08 2023-08-15 三井金属矿业株式会社 研磨液和研磨物的制造方法
WO2019138846A1 (ja) * 2018-01-11 2019-07-18 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
TW202134364A (zh) * 2020-01-31 2021-09-16 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 用於研磨硬質材料之化學機械研磨(cmp)組合物
JP7381382B2 (ja) 2020-03-30 2023-11-15 イビデン株式会社 燃焼装置用消音器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023054385A1 (ja) 2023-04-06
TW202330821A (zh) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111587279B (zh) 研磨用组合物
TWI731843B (zh) 研磨用組成物
TWI721144B (zh) 研磨用組成物
WO2012005142A1 (ja) 研磨剤および研磨方法
CN110431210B (zh) 研磨用组合物
TWI566884B (zh) 硏磨用組成物、及使用該硏磨用組成物之化合物半導體基板之製造方法
JP6622991B2 (ja) 研磨用組成物
CN116802253A (zh) 研磨用组合物
TW201942320A (zh) 研磨用組合物
TW202242047A (zh) 研磨方法及研磨用組成物
CN118055994A (zh) 研磨用组合物
CN115380097A (zh) 研磨用组合物
CN118043427A (zh) 研磨用组合物
KR20240070626A (ko) 연마용 조성물
KR20240072217A (ko) 연마용 조성물
WO2023189512A1 (ja) 研磨用組成物
TW202233797A (zh) 研磨用組成物
CN116918040A (zh) 研磨方法和研磨用组合物
TW202145332A (zh) 研磨用組成物及研磨方法
KR100599330B1 (ko) Ｃｍｐ용 고성능 슬러리 및 그를 이용한 기판 연마 방법
JP2000160140A (ja) 研磨用組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication