JP5900079B2 - Polishing slurry, manufacturing method thereof, and manufacturing method of group 13 nitride substrate - Google Patents

Polishing slurry, manufacturing method thereof, and manufacturing method of group 13 nitride substrate Download PDF

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本発明は、化学機械的研磨性に優れたポリシングスラリー、及び、当該ポリシングスラリーを用いた第13族窒化物基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing slurry having excellent chemical mechanical polishing properties and a method for producing a Group 13 nitride substrate using the polishing slurry.

GaN(窒化ガリウム)やAlN(窒化アルミニウム)等の窒化物半導体は、大きなバンドギャップを有し、またバンド間遷移が直接遷移型であることから、紫外、青色又は緑色等の発光ダイオード、レーザーダイオード等の比較的短波長側の発光デバイスや、高電子移動度トランジスタ(HEMT)及びヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)等の高周波及び高出力の電子デバイスの材料として有用である。これらの光学的又は電子的用途においては、結晶性に優れ表面が平坦な窒化物半導体基板が求められている。   Nitride semiconductors such as GaN (gallium nitride) and AlN (aluminum nitride) have a large band gap, and the transition between bands is a direct transition type. It is useful as a material for relatively short wavelength light emitting devices such as high frequency and high power electronic devices such as high electron mobility transistors (HEMT) and heterojunction bipolar transistors (HBT). In these optical or electronic applications, a nitride semiconductor substrate having excellent crystallinity and a flat surface is required.

窒化物半導体基板の原料となる窒化物半導体結晶のインゴットは、通常、所定の厚さにスライシングされ、所望の形状に研削された後、研磨工程に供される。ここでいう研磨工程とは、スライシングや研削等により生じた結晶表面の歪みを軽減する工程のことである。
研磨工程は、通常、粗研磨(ラッピング)と精密研磨(ポリシング)に分けて行われる。研磨工程の最終段階である精密研磨においては、化学機械的研磨(Chemical mechanical polishing;以下、CMPと称する場合がある。)が行われるのが一般的である。CMPには、通常、研磨剤及び研磨パッドが用いられ、化学研磨効果と機械研磨効果との相乗効果により、粗研磨により生じた結晶表面のナノオーダーの段差を除去し、結晶表面を平坦化することができる。
An ingot of a nitride semiconductor crystal that is a raw material for a nitride semiconductor substrate is usually sliced to a predetermined thickness, ground to a desired shape, and then subjected to a polishing process. The polishing step here is a step of reducing distortion of the crystal surface caused by slicing or grinding.
The polishing step is usually performed by dividing into rough polishing (lapping) and precision polishing (polishing). In precision polishing, which is the final stage of the polishing process, chemical mechanical polishing (hereinafter sometimes referred to as CMP) is generally performed. In CMP, a polishing agent and a polishing pad are usually used, and due to a synergistic effect of the chemical polishing effect and the mechanical polishing effect, a nano-order step on the crystal surface caused by rough polishing is removed, and the crystal surface is flattened. be able to.

CMPに用いられる研磨剤について、例えば、以下に示す技術が知られている。特許文献1には、酸性CMPスラリー組成物によるGaNウエハー等へのCMPに関する技術に関する記載がある(請求項108等)。当該文献の明細書の段落[0082]には、pHが8を超えるスラリー又はpHが6未満の酸性液の中でCMPプロセスが実施される旨、スラリーにはCMP速度を上げるために酸化剤が添加される旨、及び、GaNウエハーのCMPにはコロイド状シリカ又はアルミナが使用される旨が記載されている。   For example, the following techniques are known for abrasives used in CMP. Patent Document 1 describes a technique related to CMP on a GaN wafer or the like using an acidic CMP slurry composition (claim 108, etc.). Paragraph [0082] of the specification of the document states that the CMP process is performed in a slurry having a pH of more than 8 or an acidic liquid having a pH of less than 6, and the slurry contains an oxidant to increase the CMP rate. It is described that colloidal silica or alumina is used for the addition and CMP of the GaN wafer.

特許文献2には、水酸化カリウム(KOH)を含む研磨液を用いてGaN層の−c面を研磨するCMP技術が開示されている(請求項4)。当該文献の明細書の段落[0040]には、CMPスラリーとして、SiO(コロイダルシリカ)、CeO、Al、MnO等の研磨剤粒子を、水酸化カリウム(KOH)等を含む水中に分散させて得られる分散体を用いる旨が記載されている。 Patent Document 2 discloses a CMP technique for polishing the −c surface of a GaN layer using a polishing liquid containing potassium hydroxide (KOH) (Claim 4). In paragraph [0040] of the specification of the document, abrasive particles such as SiO 2 (colloidal silica), CeO 2 , Al 2 O 3 , MnO 2 , potassium hydroxide (KOH) and the like are included as a CMP slurry. It describes that a dispersion obtained by dispersing in water is used.

一方、以下のように、研磨剤中の砥粒の状態や形状に着目した技術も知られている。特許文献3には、III族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、1次粒子が会合した2次粒子を砥粒として含むものが開示されている(請求項1)。また、特許文献4には、真円度が0.50〜0.75である粒子を主成分とすることを特徴とする研磨用砥粒が開示されている(請求項1)。   On the other hand, a technique that focuses on the state and shape of abrasive grains in an abrasive as described below is also known. Patent Document 3 discloses a polishing slurry for chemically mechanically polishing the surface of a group III nitride crystal, which includes secondary particles associated with primary particles as abrasive grains (claims). 1). Further, Patent Document 4 discloses a polishing abrasive grain characterized by mainly comprising particles having a roundness of 0.50 to 0.75 (Claim 1).

特開2012−17259号公報JP 2012-17259 A 特開2011−211097号公報JP 2011-211097 A 特開2007−103457号公報JP 2007-103457 A 特開2005−264057号公報JP 2005-264057 A

窒化物結晶基板の表面加工において最終研磨工程となるCMPは、従来、長時間を要するものであった。特に、化学的に安定な面である(0001)や(10−1−1)等のGa極性面を主面とする窒化物結晶基板において、CMPに顕著に長い時間が費やされるという課題があった。一方、今日の窒化物結晶基板製造プロセスにおいては、CMPに要する時間を短縮し、コストダウンを図ることが求められている。
本発明者らは、窒化物結晶基板のCMPに用いられるポリシングスラリーについて検討した結果、異なる平均粒径の砥粒を2種類以上組み合わせた酸性ポリシングスラリーが、砥粒を1種類のみ含む酸性ポリシングスラリーと比較して、極めて高いポリッシュレートを示し、CMPに要する時間を従来よりも短縮できることを見出した。この結果は、アルカリ性のポリシングスラリーについて、異なる平均粒径の砥粒を2種類以上組み合わせた場合のポリッシュレートが、砥粒を1種類のみ用いた場合の各ポリッシュレートのほぼ平均値となることに鑑みれば、極めて特異な現象である。
なお、上記特許文献1には、砥粒の平均粒径に関する詳細な記載はなく、ポリッシュレートに関する記載や示唆は一切ない。上記特許文献2には、砥粒の平均粒径に関する詳細な記載は一切ない。上記特許文献3及び特許文献4には、二次粒子を砥粒として用いた場合の効果しか開示されておらず、一次粒子を砥粒として含むポリシングスラリーの効果に関する記載は一切ない。
CMP, which is the final polishing step in the surface processing of a nitride crystal substrate, has conventionally required a long time. In particular, in a nitride crystal substrate whose main surface is a Ga polar surface such as (0001) or (10-1-1) which is a chemically stable surface, there is a problem that a significantly long time is spent on CMP. It was. On the other hand, in today's nitride crystal substrate manufacturing process, it is required to reduce the time required for CMP and reduce the cost.
As a result of studying a polishing slurry used for CMP of a nitride crystal substrate, the present inventors have found that an acidic polishing slurry in which two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters are combined contains only one kind of abrasive grains. The present inventors have found that the polishing rate is extremely high as compared with the conventional method and that the time required for CMP can be shortened compared to the conventional method. As a result, for an alkaline polishing slurry, the polishing rate when two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters are combined is substantially the average value of each polishing rate when only one kind of abrasive grains is used. Considering this, it is a very unique phenomenon.
In addition, in the said patent document 1, there is no detailed description regarding the average particle diameter of an abrasive grain, and there is no description or suggestion regarding a polish rate at all. In the above-mentioned Patent Document 2, there is no detailed description regarding the average particle diameter of the abrasive grains. Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose only the effect when secondary particles are used as abrasive grains, and there is no description regarding the effect of polishing slurry containing primary particles as abrasive grains.

本発明者らは、鋭意努力の結果、平均粒径の異なる2種以上の砥粒及び水を含む酸性のポリシングスラリーを用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、以下に示す本発明を完成させた。   As a result of diligent efforts, the present inventors have found that the above problems can be solved by using an acidic polishing slurry containing two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters and water, and completed the present invention shown below. I let you.

(1)第13族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、平均粒径の異なる(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、前記N種の砥粒の硬度がいずれも同じであり、前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、酸性であることを特徴とする、ポリシングスラリー。
(2)第13族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、平均粒径の異なるN種(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、前記N種の砥粒の材料がいずれも同じであり、前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、酸性であることを特徴とする、ポリシングスラリー。
(3)前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が53〜65質量%である、(1)又は(2)に記載のポリシングスラリー。
(4)前記N種の砥粒はいずれも無機酸化物を主成分とすることを特徴とする、(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のポリシングスラリー。
(5)前記N種の砥粒がいずれもコロイダルシリカであることを特徴とする、(1)乃至(4)のいずれか1つに記載のポリシングスラリー。
(6)前記Nが2であることを特徴とする、(1)乃至(5)のいずれか1つに記載のポリシングスラリー。
(1) A polishing slurry for chemically mechanically polishing the surface of a Group 13 nitride crystal, comprising N types of abrasive grains having different average particle sizes (where N is an integer of 2 or more ) and water, The N kinds of abrasive grains have the same hardness, and in the N kinds of abrasive grains, the average grain diameter of the abrasive grains of the smallest average grain diameter is 10 to 50 nm, and the average grain diameter The average grain size of the abrasive grains having the largest particle size is 40 to 100 nm and more than twice the average grain diameter of the abrasive grains having the smallest average grain size. The total mass of the N kinds of abrasive grains is 100 A polishing slurry, characterized in that the ratio of the total mass of abrasive grains of the smallest average particle diameter when it is defined as mass% is 35 to 65 mass% and is acidic.
(2) A polishing slurry for chemical mechanical polishing the surface of a Group 13 nitride crystal, comprising N types of abrasive grains having different average grain sizes (where N is an integer of 2 or more) and water, The materials of the N types of abrasive grains are the same, and in the N types of abrasive grains, the average particle diameter of the type of abrasive grains having the smallest average particle diameter is 10 to 50 nm, and the average particle diameter The average grain size of the abrasive grains having the largest particle size is 40 to 100 nm and more than twice the average grain diameter of the abrasive grains having the smallest average grain size. The total mass of the N kinds of abrasive grains is 100 A polishing slurry, characterized in that the ratio of the total mass of abrasive grains of the smallest average particle diameter when it is defined as mass% is 35 to 65 mass% and is acidic.
(3) When the total mass of the N types of abrasive grains is 100 mass%, the ratio of the total mass of the abrasive grains of the smallest average particle diameter is 53 to 65 mass%, (1) or ( Polishing slurry as described in 2).
(4) The polishing slurry according to any one of (1) to (3), wherein each of the N types of abrasive grains contains an inorganic oxide as a main component.
(5) The polishing slurry according to any one of (1) to (4), wherein all of the N types of abrasive grains are colloidal silica.
(6) The polishing slurry according to any one of (1) to (5), wherein the N is 2.

(7)(1)乃至(6)のいずれか1つに記載のポリシングスラリーを製造する方法であって、前記N種の砥粒から選ばれるいずれか一種の砥粒及び水を各々が含むN種以上のスラリーを準備する工程と、  (7) A method for producing a polishing slurry according to any one of (1) to (6), wherein each N contains any one kind of abrasive grains selected from the N kinds of abrasive grains and water. Preparing a slurry of more than seeds;
前記N種以上のスラリーが混合されてなる混合物を得る工程と、を有することを特徴とする、方法。  And a step of obtaining a mixture obtained by mixing the N or more kinds of slurries.
(8)第13族窒化物結晶を準備する工程と、(1)乃至(6)のいずれか1つに記載のポリシングスラリーを用いて、前記準備される第13族窒化物結晶の少なくとも1つの表面を化学機械的研磨する工程と、を有することを特徴とする、第13族窒化物基板の製造方法。  (8) preparing a group 13 nitride crystal; and using the polishing slurry according to any one of (1) to (6), at least one of the group 13 nitride crystals prepared And a step of chemically mechanically polishing the surface. A method for producing a Group 13 nitride substrate.
(9)第13族窒化物結晶を準備する工程と、下記(A)のポリシングスラリーを用いて、前記準備した第13族窒化物結晶の少なくとも1つの表面を化学機械的研磨する工程と、を有することを特徴とする、第13族窒化物基板の製造方法:(A)平均粒径の異なるN種(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、前記N種の砥粒の硬度が、いずれも、前記第13族窒化物結晶の硬度以下であり、前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、酸性である、ポリシングスラリー。  (9) A step of preparing a Group 13 nitride crystal, and a step of chemically mechanically polishing at least one surface of the prepared Group 13 nitride crystal using the polishing slurry of (A) below. A method for producing a Group 13 nitride substrate comprising: (A) N types of abrasive grains having different average particle diameters (where N is an integer of 2 or more) and water, and the N types of abrasives The hardness of each of the grains is equal to or less than the hardness of the Group 13 nitride crystal, and in the N kinds of abrasive grains, the average grain diameter of the abrasive grains having the smallest average grain diameter is 10 to 50 nm. The average grain size of the abrasive grains having the largest average grain size is 40 to 100 nm and at least twice the average grain diameter of the abrasive grains having the smallest average grain size. Kind with the smallest average particle diameter when the total mass of the grains is 100% by mass Ratio of the total mass of the abrasive grains is 35 to 65 wt%, and an acidic, polishing slurry.

本発明によれば、平均粒径の異なる2種類以上の砥粒を含むことにより、平均粒径が1種類の砥粒のみを含む従来のポリシングスラリーと比較して、異種砥粒同士の相互作用により優れた化学機械的研磨性を発揮できる。   According to the present invention, by including two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters, the interaction between different kinds of abrasive grains as compared with a conventional polishing slurry containing only one kind of abrasive grains having an average particle diameter. Can exhibit excellent chemical mechanical polishing properties.

実施例1−実施例3、比較例1−比較例3、及び参考例1−参考例2のポリシングスラリーのポリッシュレートを比較した棒グラフである。It is the bar graph which compared the polishing rate of the polishing slurry of Example 1-Example 3, Comparative Example 1-Comparative Example 3, and Reference Example 1-Reference Example 2.

1.ポリシングスラリー
本発明のポリシングスラリーは、第13族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、平均粒径の異なる2種以上の砥粒及び水を含み、且つ、酸性であることを特徴とする。具体的には、砥粒及び水を含む酸性のスラリーであって、当該砥粒の平均粒径が異なる2種以上のスラリーを混合して準備したポリシングスラリーであることが好ましい。通常、研磨に用いられる砥粒を含むスラリーは、当該砥粒が所定の粒度分布を有し、平均粒径を有するように調製される。ここで、砥粒の平均粒径は、BET法で求められる平均粒径や、動的光散乱法等の方法により分布が求められる場合はモード径あるいはメディアン径等で算出されるが、BET法により求められる平均粒径を採用することが好ましい。
1. Polishing slurry The polishing slurry of the present invention is a polishing slurry for chemically mechanically polishing the surface of a Group 13 nitride crystal, and contains two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters and water, and is acidic. It is characterized by being. Specifically, it is preferably a polishing slurry prepared by mixing two or more kinds of slurries that are abrasive slurries and water and that have different average particle diameters. Usually, a slurry containing abrasive grains used for polishing is prepared so that the abrasive grains have a predetermined particle size distribution and an average particle diameter. Here, the average particle size of the abrasive grains is calculated by the average particle size obtained by the BET method or the mode diameter or the median diameter when the distribution is obtained by a method such as the dynamic light scattering method. It is preferable to employ the average particle size determined by

本発明において、第13族窒化物結晶は例えばGaAlIn1−x−yN結晶(式中0≦x≦1、0≦y≦1)で表され、具体的には窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウム、又は、これらの混晶である窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム等が挙げられる。第13族窒化物結晶の主面の面指数は特に限定されず、例えば、C面等の極性面;A面及びM面等の非極性面;半極性面;等が挙げられる。
本発明では、半導体素子を形成するためにエピタキシャル層を形成する面を有する結晶を基板という。一般には、アズグロウン結晶からスライス、研削等の形態加工を実施して基板を得るが、本発明では加工途中のものは基板と称さず、結晶と称する。
In the present invention, the group 13 nitride crystal is represented by, for example, a Ga x Al y In 1-xy N crystal (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), specifically, gallium nitride, Aluminum nitride, indium nitride, or a mixed crystal thereof such as aluminum gallium nitride and indium gallium nitride can be given. The plane index of the main surface of the group 13 nitride crystal is not particularly limited, and examples thereof include a polar surface such as a C surface; a nonpolar surface such as an A surface and an M surface; a semipolar surface;
In the present invention, a crystal having a surface on which an epitaxial layer is formed in order to form a semiconductor element is referred to as a substrate. In general, morphological processing such as slicing and grinding is performed from an as-grown crystal to obtain a substrate, but in the present invention, a substrate in the middle of processing is not called a substrate but called a crystal.

本発明に用いられる砥粒は、第13族窒化物結晶のCMPに通常用いられる材料を含むものであれば特に限定されない。本発明には2種以上の砥粒が用いられるが、各砥粒は同じ硬度の材料を含むものであってもよいし、異なる硬度の材料を含むものであってもよい。CMPが効率よく進行し、CMP時の砥粒同士の消耗が少ないという観点から、本発明に用いられる砥粒は同じ硬度の材料を含むものであることが好ましく、同じ材料を含むものであることがより好ましい。
本発明に用いられる砥粒は、2種類のみであってもよく、3種類以上を組み合わせてもよい。なお、砥粒の種類は、10種類以下であることが好ましく、5種類以下であることがより好ましい。
The abrasive used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a material usually used for CMP of a group 13 nitride crystal. Two or more kinds of abrasive grains are used in the present invention, but each abrasive grain may contain a material having the same hardness, or may contain a material having a different hardness. From the viewpoint of efficient CMP and less wear between abrasive grains during CMP, the abrasive grains used in the present invention preferably contain materials of the same hardness, and more preferably contain the same materials.
Only two types of abrasive grains used in the present invention may be used, or three or more types may be combined. The number of abrasive grains is preferably 10 or less, more preferably 5 or less.

本発明に用いられる各砥粒は、いずれも、第13族窒化物結晶の硬度以下の硬度を有することが好ましい。第13族窒化物結晶の表面をポリシングする際に、新たなスクラッチ及び潜傷を発生させることなく、研削や粗研磨により発生したスクラッチ及び潜傷を減らすことができるからである。
本発明において硬度とは、機械的強度のことを指す。したがって、いわゆるモース硬度やビッカース硬度等の、一般的に硬度(いわゆるひっかき強度)として知られるものを含む他、破壊強度(破壊エネルギー)やせん断応力、降伏応力等も、本発明における硬度に含まれる。
Each of the abrasive grains used in the present invention preferably has a hardness equal to or lower than the hardness of the group 13 nitride crystal. This is because, when polishing the surface of the group 13 nitride crystal, scratches and latent scratches generated by grinding and rough polishing can be reduced without generating new scratches and latent scratches.
In the present invention, hardness refers to mechanical strength. Therefore, in addition to what is generally known as hardness (so-called scratch strength) such as so-called Mohs hardness and Vickers hardness, fracture strength (fracture energy), shear stress, yield stress, etc. are also included in the hardness in the present invention. .

本発明に用いられる各砥粒は、好適には第13族窒化物結晶の硬度以下の硬度を有するものであれば特に制限はないが、比較的入手が容易であり且つ扱いやすいという観点から、無機微粒子を主成分とすることが好ましい。無機微粒子の例としては、SiO、Al、CeO、TiO、MgO、MnO、Fe、Fe、NiO、ZnO、CoO、Co、CuO、CuO、GeO、CaO、Ga、及びInからなる群より選ばれる少なくとも1つの材料を含む微粒子が挙げられる。これらの材料の中でも、特に、SiO、Al、及びTiOからなる群より選ばれる少なくとも1つの材料を含むことが好ましく、コロイダルシリカを含むことがより好ましい。 Each abrasive grain used in the present invention is not particularly limited as long as it preferably has a hardness equal to or lower than that of the group 13 nitride crystal, but it is relatively easy to obtain and easy to handle. It is preferable that inorganic fine particles are the main component. Examples of inorganic fine particles include SiO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , MgO, MnO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , NiO, ZnO, CoO 2 , Co 3 O 4 , CuO, Examples thereof include fine particles containing at least one material selected from the group consisting of Cu 2 O, GeO 2 , CaO, Ga 2 O 3 , and In 2 O 3 . Among these materials, it is preferable to include at least one material selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , and TiO 2 , and it is more preferable to include colloidal silica.

本発明に係るポリシングスラリーにおいては、平均粒径の異なる2種類以上の砥粒同士の相互作用により、各砥粒を1種類ずつ用いる場合と比較して、優れた化学機械的研磨特性を発揮することができる。
本発明に用いられる砥粒の平均粒径は、混合前において、常法により算出される。粒子の平均粒径の算出方法としては、例えば、BET法や、動的光散乱法、TEM観察又はSEM観察を用いた方法等が挙げられる。
BET法により平均粒径を算出する方法の例は以下の通りである。まず、JIS H7008 6026に記載されているように、窒素ガス等の吸着ガスの圧力と吸着量との関係から、BET式を用いて単分子吸着量を測定し、比表面積を求める。次に、求めた比表面積と砥粒の比重(真比重)から、当該砥粒が球状であると仮定した場合の平均粒径を求めることができる。
動的光散乱法(Dynamic light scattering)とはコロイド粒子のブラウン運動の激しさから、粒子径および粒度分布を求める手法で、具体的には、レーザ光を粒子に当て、発生した光散乱の揺らぎから粒度分布を測定する方法であり、市販の粒度分布測定装置で測定され、平均粒径はモード径あるいはメディアン径等で算出される。
TEM観察又はSEM観察により平均粒径を算出する方法の例は以下の通りである。まず、適切な倍率(例えば、1,000〜1,000,000倍)のTEM(透過型電子顕微鏡)画像又はSEM(走査型電子顕微鏡)画像において、ある1つの粒子について、当該粒子を球状と見なした際の粒径を算出する。このようなTEM観察又はSEM観察による粒径の算出を、同じ種類の所定の個数(例えば、100〜10,000個)の粒子について行い、各粒子の平均を平均粒径とする。
In the polishing slurry according to the present invention, excellent chemical mechanical polishing characteristics are exhibited by the interaction between two or more kinds of abrasive grains having different average grain diameters as compared with the case of using each kind of abrasive grains one by one. be able to.
The average particle diameter of the abrasive grains used in the present invention is calculated by a conventional method before mixing. Examples of the method for calculating the average particle diameter of the particles include a method using a BET method, a dynamic light scattering method, TEM observation, or SEM observation.
An example of a method for calculating the average particle diameter by the BET method is as follows. First, as described in JIS H7008 6026, from the relationship between the pressure of an adsorbed gas such as nitrogen gas and the adsorbed amount, the monomolecular adsorbed amount is measured using the BET equation to determine the specific surface area. Next, from the determined specific surface area and the specific gravity (true specific gravity) of the abrasive grains, it is possible to determine the average particle diameter when the abrasive grains are assumed to be spherical.
Dynamic light scattering is a technique for determining the particle size and particle size distribution from the intensity of the Brownian motion of colloidal particles. Specifically, the fluctuation of the light scattering generated by applying laser light to the particles. The particle size distribution is measured by a commercially available particle size distribution measuring device, and the average particle size is calculated by the mode diameter or the median diameter.
The example of the method of calculating an average particle diameter by TEM observation or SEM observation is as follows. First, in a TEM (transmission electron microscope) image or SEM (scanning electron microscope) image at an appropriate magnification (for example, 1,000 to 1,000,000 times), for a certain particle, the particle is spherical. Calculate the particle size when considered. The calculation of the particle size by such TEM observation or SEM observation is performed for a predetermined number of particles of the same type (for example, 100 to 10,000 particles), and the average of each particle is defined as the average particle size.

砥粒の粒径は、通常、所定の粒度分布を有し、平均粒径が1種類のみの砥粒の粒度分布のヒストグラムは1つの山を示す。本発明に係るポリシングスラリーは、例えば、当該ポリシングスラリーに含まれる全ての砥粒に関する粒度分布のヒストグラムにおいて、2つ以上の頻度(度数)の山を有していてもよい。このようにヒストグラム中に少なくとも2つの頻度の山を有することにより、ポリシングスラリーが、平均粒径の異なる2種類の砥粒を含むことを推測することができる。なお、当該ヒストグラムにおける横軸(粒径)の間隔は、例えば、1〜10nmとする。また、当該頻度の山に対応する粒径が、必ずしも平均粒径そのものであるとは限らない。   The grain size of the abrasive grains usually has a predetermined grain size distribution, and the histogram of the grain size distribution of abrasive grains having only one type of average grain size shows one peak. The polishing slurry according to the present invention may have, for example, two or more peaks (frequency) in the histogram of the particle size distribution for all abrasive grains contained in the polishing slurry. By having at least two frequency peaks in the histogram in this way, it can be estimated that the polishing slurry contains two types of abrasive grains having different average particle diameters. In addition, the interval of the horizontal axis (particle diameter) in the histogram is, for example, 1 to 10 nm. In addition, the particle diameter corresponding to the frequency peak is not necessarily the average particle diameter itself.

本発明に用いられる2種以上の砥粒のうち、平均粒径が最も大きい種類の砥粒(以下、大砥粒と称する場合がある。)の平均粒径は40〜100nmであることが好ましい。大砥粒の平均粒径が100nmを超える場合には、砥粒が沈降しやすくなり、研磨液としての役割が全うされないおそれがある。大砥粒の平均粒径が40nm未満の場合には、小砥粒との平均粒径の差が小さくなりすぎるため、異種砥粒間の相互作用による優れた化学機械的研磨の効果が十分に享受できないおそれがある。
大砥粒の平均粒径は、50〜95nmであることがより好ましく、60〜90nmであることがさらに好ましい。
Of the two or more types of abrasive grains used in the present invention, the average grain size of the abrasive grains having the largest average grain diameter (hereinafter sometimes referred to as large abrasive grains) is preferably 40 to 100 nm. . When the average grain size of the large abrasive grains exceeds 100 nm, the abrasive grains tend to settle and the role as a polishing liquid may not be fulfilled. When the average grain size of the large abrasive grains is less than 40 nm, the difference in average grain size with the small abrasive grains becomes too small, so that the excellent chemical mechanical polishing effect due to the interaction between the different abrasive grains is sufficient. There is a possibility that you cannot enjoy.
The average particle size of the large abrasive grains is more preferably 50 to 95 nm, and further preferably 60 to 90 nm.

本発明に用いられる2種以上の砥粒のうち、平均粒径が最も小さい種類の砥粒(以下、小砥粒と称する場合がある。)の平均粒径は10〜50nmであることが好ましい。小砥粒の平均粒径が50nmを超える場合には、大砥粒との平均粒径の差が小さくなりすぎるため、異種砥粒間の相互作用による優れた化学機械的研磨の効果が十分に享受できないおそれがある。小砥粒の平均粒径が10nm未満の場合にも、砥粒自体が小さくなりすぎて研磨作用が小さくなるおそれがある。
小砥粒の平均粒径は、12〜40nmであることがより好ましく、15〜30nmであることがさらに好ましい。
Of the two or more types of abrasive grains used in the present invention, the average grain size of the abrasive grains having the smallest average grain size (hereinafter sometimes referred to as small abrasive grains) is preferably 10 to 50 nm. . When the average grain size of the small abrasive grains exceeds 50 nm, the difference in average grain size from the large abrasive grains becomes too small, so that the excellent chemical mechanical polishing effect due to the interaction between different abrasive grains is sufficient. There is a possibility that you cannot enjoy. Even when the average grain size of the small abrasive grains is less than 10 nm, the abrasive grains themselves become too small and the polishing action may be reduced.
The average particle size of the small abrasive grains is more preferably 12 to 40 nm, and further preferably 15 to 30 nm.

大砥粒の平均粒径は、小砥粒の平均粒径の2倍以上であることが好ましい。大砥粒の平均粒径が小砥粒の平均粒径の2倍未満である場合には、大砥粒の粒度分布と小砥粒の粒度分布の重複部分が多くなりすぎる結果、異種砥粒間の相互作用による優れた化学機械的研磨の効果が十分に享受できないおそれがある。
大砥粒の平均粒径は、小砥粒の平均粒径の2.5倍以上であることがより好ましく、3〜5倍であることがさらに好ましい。
The average grain size of the large abrasive grains is preferably at least twice that of the small abrasive grains. When the average grain size of the large abrasive grains is less than twice the average grain size of the small abrasive grains, the overlap between the grain size distribution of the large abrasive grains and the grain size distribution of the small abrasive grains becomes too large. There is a possibility that the excellent chemical mechanical polishing effect due to the interaction between them cannot be fully enjoyed.
The average particle size of the large abrasive grains is more preferably 2.5 times or more, and more preferably 3 to 5 times the average particle size of the small abrasive grains.

3種類以上の砥粒を用いる場合、大砥粒及び小砥粒以外の砥粒(以下、中砥粒と称する場合がある。)の平均粒径については、大砥粒の平均粒径未満であり且つ小砥粒の平均粒径を超えること以外は特に制限はない。ただし、大砥粒と中砥粒の粒径の大きさの関係、あるいは、大砥粒と小砥粒の大きさの関係、あるいは、中砥粒と小砥粒の大きさの関係のいずれかが、上述した好適な条件下にあることが好ましい。   When three or more types of abrasive grains are used, the average grain size of abrasive grains other than large abrasive grains and small abrasive grains (hereinafter sometimes referred to as medium abrasive grains) is less than the average grain diameter of large abrasive grains. And there is no restriction | limiting in particular except exceeding the average particle diameter of a small abrasive grain. However, either the relationship between the size of large abrasive grains and the size of medium abrasive grains, or the relationship between the size of large abrasive grains and small abrasive grains, or the relationship between the sizes of medium abrasive grains and small abrasive grains, It is preferable to be under the above-mentioned suitable conditions.

各砥粒の含有割合は特に限定されず、CMP条件によって適宜調節すればよい。本発明においては、スラリー中に含まれる2種以上の砥粒の総質量を100質量%としたときの、小砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であることが好ましい。小砥粒の総質量の割合が35質量%未満の場合又は65質量%を超える場合には、小粒径の割合が少なすぎるか又は多すぎるため、異種砥粒間の相互作用による優れた化学機械的研磨の効果が十分に享受できないおそれがある。
本発明においては、スラリー中に含まれる2種以上の砥粒の総質量を100質量%としたときの、小砥粒の総質量の割合が37〜64質量%であるのがより好ましく、40〜63質量%であるのがさらに好ましい。
The content rate of each abrasive grain is not specifically limited, What is necessary is just to adjust suitably with CMP conditions. In this invention, it is preferable that the ratio of the total mass of a small abrasive grain is 35-65 mass% when the total mass of 2 or more types of abrasive grains contained in a slurry is 100 mass%. When the ratio of the total mass of the small abrasive grains is less than 35 mass% or exceeds 65 mass%, the ratio of the small particle diameter is too small or too large, so that excellent chemistry due to the interaction between different kinds of abrasive grains There is a possibility that the effect of mechanical polishing cannot be fully enjoyed.
In the present invention, when the total mass of two or more kinds of abrasive grains contained in the slurry is 100 mass%, the ratio of the total mass of the small abrasive grains is more preferably 37 to 64 mass%, More preferably, it is -63 mass%.

本発明に係るポリシングスラリーは、酸性であることにより、アルカリ性スラリーや中性スラリーと比較して、平均粒径の異なる2種類以上の砥粒同士の相互作用を極めて効果的に発揮する。
本発明に係る酸性のポリシングスラリーは、水系分散剤に上述した2種以上の砥粒を分散させたものであることが好ましい。本発明に係る酸性のポリシングスラリーは、CMPに通常使用できる添加剤を含んでいてもよい。砥粒や添加剤の濃度について特に限定はなく、CMP条件に応じて適宜調節すればよい。
本発明に係るポリシングスラリーのpHは7未満、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。本発明に係るポリシングスラリーは、酸性水溶液中で分散安定性の良好なものを用いることが好ましい。
Since the polishing slurry according to the present invention is acidic, the interaction between two or more kinds of abrasive grains having different average particle diameters is extremely effectively exhibited as compared with an alkaline slurry or a neutral slurry.
The acidic polishing slurry according to the present invention is preferably obtained by dispersing the above-described two or more kinds of abrasive grains in an aqueous dispersant. The acidic polishing slurry according to the present invention may contain an additive that can be normally used for CMP. There are no particular limitations on the concentration of the abrasive grains and additives, and the concentration may be adjusted as appropriate according to the CMP conditions.
The polishing slurry according to the present invention has a pH of less than 7, preferably 6 or less, more preferably 4 or less. As the polishing slurry according to the present invention, it is preferable to use a slurry having good dispersion stability in an acidic aqueous solution.

砥粒として無機酸化物を用いる場合には、水に分散させたときに酸性となるように砥粒に表面処理を施すことで、酸性のポリシングスラリーとしての性質を良好に保つことができる。ここでいう酸性のポリシングスラリーとしての性質とは、例えば、酸性水系媒体中における優れた分散性である。例えば、砥粒として水ガラス法で製作されたコロイダルシリカを用いる場合は、アルカリ金属等の塩基を含有してアルカリ性を示すが、陽イオン交換処理を施すことで酸性とすることができる。
ここで、上記のような酸性水系媒体中の分散性を有する範囲であれば、酸性ポリシングスラリーであっても、アルカリ性不純物を含有していてもよく、具体的には0.1%以下の濃度で含まれていてもよい。ここでいうアルカリ性不純物とは、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属又はこれらのイオンのように、水と反応することによりアルカリ性を呈する物質又はイオンのことを指す。
When an inorganic oxide is used as the abrasive grains, the properties as an acidic polishing slurry can be kept good by subjecting the abrasive grains to a surface treatment so that they are acidic when dispersed in water. The property as an acidic polishing slurry here is, for example, excellent dispersibility in an acidic aqueous medium. For example, when colloidal silica produced by a water glass method is used as abrasive grains, it contains a base such as an alkali metal and exhibits alkalinity, but it can be made acidic by applying a cation exchange treatment.
Here, as long as it has a dispersibility in the acidic aqueous medium as described above, it may be an acidic polishing slurry or may contain alkaline impurities. Specifically, the concentration is 0.1% or less. May be included. The term “alkaline impurities” as used herein refers to substances or ions that exhibit alkalinity by reacting with water, such as alkali metals, alkaline earth metals, or ions thereof.

本発明に係るポリシングスラリーは、例えば、以下のような試験方法により酸性であると確認できるものが好ましい。
まず、酸性(pH7未満)の水溶液にポリシングスラリーを投入して適宜攪拌して分散させる。次に、当該酸性水溶液を室温(15〜30℃)で1週間放置する。1週間後、目視で酸性水溶液を確認し、砥粒が元の分散状態を保っていれば、酸性のポリシングスラリーであるとして、本発明に含まれる。仮に、中性又はアルカリ性のポリシングスラリーを酸性水溶液中に投入した場合には、1週間放置後に凝集し、元の分散性を保持できないと考えられる。
分散状態を確認する方法としては、目視による確認の他、例えば、動的光散乱法や、粒度分布計による粒度分布の測定等が挙げられる。
なお、ポリシングスラリーが酸性であるか否かを確認できる他の方法としては、例えば、ポリシングスラリーを適宜水で希釈し分散させ、リトマス試験紙、pH試験紙、pH指示薬、又はpHメーター等で分散液のpHを測定する方法が挙げられる。
The polishing slurry according to the present invention is preferably one that can be confirmed to be acidic by the following test method, for example.
First, a polishing slurry is added to an acidic (less than pH 7) aqueous solution and dispersed by appropriately stirring. Next, the acidic aqueous solution is allowed to stand at room temperature (15 to 30 ° C.) for 1 week. One week later, an acidic aqueous solution is visually confirmed, and if the abrasive grains maintain the original dispersed state, they are included in the present invention as an acidic polishing slurry. If a neutral or alkaline polishing slurry is put into an acidic aqueous solution, it is considered that the slurry is agglomerated after being left for one week and the original dispersibility cannot be maintained.
As a method for confirming the dispersion state, in addition to visual confirmation, for example, a dynamic light scattering method, measurement of particle size distribution with a particle size distribution meter, and the like can be mentioned.
In addition, as another method for confirming whether or not the polishing slurry is acidic, for example, the polishing slurry is appropriately diluted with water and dispersed, and the dispersion liquid can be dispersed with litmus paper, pH test paper, pH indicator, pH meter, or the like. The method of measuring pH is mentioned.

本発明に係るポリシングスラリーは、公知の方法により製造できる。本発明に用いられるポリシングスラリーの製造方法の一例としては、砥粒を1種類のみ含む酸性スラリーであって、砥粒の平均粒径が互いに異なるスラリーを2種類以上用意して、それらを所定の割合となるように混合し、適宜分散させることにより調製する方法が挙げられる。つまり、砥粒及び水を含む酸性のスラリーであって、当該砥粒の平均粒径が異なる2種以上のスラリーを混合して準備したポリシングスラリーであることが好ましい。この場合、各々のスラリーは、それぞれ酸性のスラリーであることが好ましい。ここでいう酸性とは、上述の酸性のポリシングスラリーの場合と同様にして確認することができる。各々のスラリーのpHは7未満、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。
砥粒の平均粒径が異なる2種以上のスラリーにおいて、それぞれのスラリーに含まれる砥粒の粒径は、通常、粒径の幅を有する。各々のスラリーの粒径の幅としては、平均粒径の±30nmであることが好ましく、±20nmであることがより好ましく、±10nmであることが特に好ましい。
本発明に係るポリシングスラリーは、そのままCMPに使用してもよいし、CMP条件に応じて、適宜所定量の添加剤を加えて、砥粒の濃度、pH等を適宜調整して使用してもよい。添加剤については後述する。
The polishing slurry according to the present invention can be produced by a known method. As an example of the manufacturing method of the polishing slurry used in the present invention, two or more kinds of acidic slurries containing only one kind of abrasive grains and having different average grain diameters of abrasive grains are prepared, The method of preparing by mixing so that it may become a ratio and dispersing suitably is mentioned. That is, it is preferably a polishing slurry prepared by mixing two or more kinds of slurries that are abrasive slurries and water and that have different average particle diameters. In this case, each slurry is preferably an acidic slurry. The acidity here can be confirmed in the same manner as in the case of the acidic polishing slurry described above. The pH of each slurry is less than 7, preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
In two or more kinds of slurries having different average particle diameters of abrasive grains, the grain diameter of the abrasive grains contained in each slurry usually has a width of the grain diameter. The width of the particle size of each slurry is preferably ± 30 nm of the average particle size, more preferably ± 20 nm, and particularly preferably ± 10 nm.
The polishing slurry according to the present invention may be used for CMP as it is, or may be used by appropriately adjusting the concentration, pH, etc. of the abrasive grains by appropriately adding a predetermined amount of additives according to the CMP conditions. Good. The additive will be described later.

2.第13族窒化物基板の製造方法
本発明の第13族窒化物基板の製造方法は、第13族窒化物結晶を準備する工程、平均粒径の異なる2種以上の砥粒及び水を含み、且つ、酸性であるポリシングスラリーを準備する工程、及び、前記ポリシングスラリーを用いて、前記第13族窒化物結晶の少なくとも1つの表面を化学機械的研磨して、第13族窒化物基板を得る工程、を有することを特徴とする。
2. A method for producing a Group 13 nitride substrate of the present invention includes a step of preparing a Group 13 nitride crystal, two or more kinds of abrasive grains having different average grain sizes, and water, And a step of preparing an acidic polishing slurry, and a step of chemically mechanically polishing at least one surface of the Group 13 nitride crystal using the polishing slurry to obtain a Group 13 nitride substrate. It is characterized by having.

本発明は、(1)第13族窒化物結晶を準備する工程、(2)ポリシングスラリーを準備する工程、及び、(3)化学機械的研磨工程を有する。本発明は、必ずしも上記3工程のみに限定されることはなく、上記3工程以外にも、例えば、後述するようなスライス工程、研削工程、洗浄工程等を有していてもよい。   The present invention includes (1) a step of preparing a group 13 nitride crystal, (2) a step of preparing a polishing slurry, and (3) a chemical mechanical polishing step. The present invention is not necessarily limited to only the above three steps, and may include, for example, a slicing step, a grinding step, a cleaning step and the like as described later in addition to the above three steps.

第13族窒化物結晶は、公知の方法により準備できる。第13族窒化物結晶は、予め成長させた結晶を用いてもよいし、市販のものを用いてもよい。
本発明に用いられるポリシングスラリーは、上述した本発明に係る酸性のポリシングスラリーと同様のものである。上述したように、本発明に用いられるポリシングスラリーは、そのままCMPに供してもよいし、適宜添加剤を加えて砥粒の濃度や分散性等を調整した後にCMPに供してもよい。
添加剤としては、ポリシングスラリーと協働して化学機械的研磨の効率を高めつつ、研磨対象である結晶を過度に傷めないものであれば特に限定されないが、例えば、リン酸、硝酸、過酸化水素水、塩酸、及び硫酸等の酸、並びにこれら酸の混合物等が挙げられる。
添加剤は、ポリシングスラリーに加えてもよいし、ポリシングスラリーと共に研磨部分に直に添加してもよい。
The Group 13 nitride crystal can be prepared by a known method. As the group 13 nitride crystal, a crystal grown in advance may be used, or a commercially available one may be used.
The polishing slurry used in the present invention is the same as the above-described acidic polishing slurry according to the present invention. As described above, the polishing slurry used in the present invention may be used for CMP as it is, or may be used for CMP after adjusting the concentration and dispersibility of abrasive grains by appropriately adding additives.
The additive is not particularly limited as long as it does not excessively damage the crystal to be polished while improving the efficiency of chemical mechanical polishing in cooperation with the polishing slurry. For example, phosphoric acid, nitric acid, peroxide Examples thereof include acids such as hydrogen water, hydrochloric acid, and sulfuric acid, and mixtures of these acids.
The additive may be added to the polishing slurry, or may be added directly to the polishing portion together with the polishing slurry.

一般的に第13族窒化物基板は、アズグロウン結晶を原料に、スライス、研削、研磨等の加工を経て得られる。本発明における化学機械的研磨工程は、通常、アズグロウン結晶をスライス後、側面をベベリング処理し、裏面や表面に必要に応じて研削、エッチング、粗研磨(ラッピング)等の処理を施した後の第13族窒化物結晶に対して行うものである。スライスから粗研磨までの処理については公知の方法を採用すればよく、処理方法、順序は特に限定されない。また、上述したスライスから粗研磨までの処理は一例であり、必ずしもこれらの処理を全て行った結晶に対して、本発明の化学機械的研磨工程を施さなければならないものではない。   In general, the group 13 nitride substrate is obtained by processing, such as slicing, grinding, and polishing, using as-grown crystal as a raw material. The chemical mechanical polishing step in the present invention is usually performed after the as-grown crystal is sliced, the side surfaces are beveled, and the back surface and the surface are subjected to processing such as grinding, etching, and rough polishing (lapping) as necessary. This is performed for a group 13 nitride crystal. A known method may be employed for the processing from slicing to rough polishing, and the processing method and order are not particularly limited. Further, the above-described processing from slicing to rough polishing is merely an example, and the chemical mechanical polishing step of the present invention is not necessarily applied to crystals that have been subjected to all of these processing.

CMPは公知の方法を採用して実施することが可能であり、例えば、第13族窒化物結晶の研磨対象となる表面と、研磨定盤に貼られた研磨パッドとの間にポリシングスラリーを添加した後、所定の圧力で当該結晶を保持しつつ、当該表面を研磨する方法が挙げられる。研磨パッドの材質は公知のものでよく、ポリウレタン製等が例示できる。
研磨速度についても特段限定されず、回転による研磨の場合には、通常回転速度が50〜200rpmである。
結晶を研磨定盤に対向させて配置する際の圧力についても特段限定されないが、300〜1,500g/cmであることが好ましい。当該圧力が300g/cm未満である場合には、十分な研磨が進行せず、ポリッシュレートが向上しないおそれがある。一方、当該圧力が1,500g/cmを超える場合には、圧力が高すぎるため、研磨パッドに極度の磨耗が生じるおそれがある。なお、結晶を貼り付けるプレート面は、研磨後に均一な厚みの基板を得るために、平坦なものが好ましい。
化学機械的研磨工程における圧力は500〜1,400g/cmであることがより好ましく、700〜1,300g/cmであることがさらに好ましい。
CMP can be performed using a known method. For example, a polishing slurry is added between the surface of the group 13 nitride crystal to be polished and the polishing pad attached to the polishing surface plate. Then, a method of polishing the surface while holding the crystal at a predetermined pressure can be mentioned. The material of the polishing pad may be a known material, and examples thereof include polyurethane.
The polishing speed is not particularly limited, and in the case of polishing by rotation, the rotation speed is usually 50 to 200 rpm.
The pressure at the time of disposing the crystal so as to face the polishing platen is not particularly limited, but is preferably 300 to 1,500 g / cm 2 . When the pressure is less than 300 g / cm 2 , sufficient polishing does not proceed and the polish rate may not be improved. On the other hand, when the pressure exceeds 1,500 g / cm 2 , the pressure is too high, which may cause extreme wear on the polishing pad. The plate surface to which the crystal is attached is preferably flat in order to obtain a substrate having a uniform thickness after polishing.
More preferably, the pressure in the chemical mechanical polishing process is 500~1,400g / cm 2, further preferably 700~1,300g / cm 2.

上記研磨定盤を用いる場合には、化学機械的研磨工程における第13族窒化物結晶と当該研磨定盤との相対速度は1〜3m/sであることが好ましい。当該相対速度が1m/s未満の場合には、十分な研磨が進行せず、ポリッシュレートが向上しないおそれがある。一方、当該相対速度が3m/sを超える場合には、研磨速度が速すぎるため、研磨パッドに極度の磨耗が生じるおそれがある。
化学機械的研磨工程における第13族窒化物結晶と当該研磨定盤との相対速度は1.3〜2.8m/sであることがより好ましく、1.5〜2.5m/sであることがさらに好ましい。
When the polishing platen is used, the relative speed between the group 13 nitride crystal and the polishing platen in the chemical mechanical polishing step is preferably 1 to 3 m / s. When the relative speed is less than 1 m / s, sufficient polishing does not proceed and the polish rate may not be improved. On the other hand, when the relative speed exceeds 3 m / s, the polishing speed is too high, and there is a possibility that extreme wear occurs on the polishing pad.
The relative speed between the group 13 nitride crystal and the polishing platen in the chemical mechanical polishing step is more preferably 1.3 to 2.8 m / s, and more preferably 1.5 to 2.5 m / s. Is more preferable.

CMPの実施時間はCMPの条件により適宜調整できるが、粗研磨による研磨キズが無くなるまで実施することが好ましい。研磨キズが無くなることは、蛍光顕微鏡やCL(カソードルミネッセンス法)による観察で確認できる。生産性を考慮すると、CMP時間は10時間以下であることが好ましく、5時間以下であることがより好ましい。
CMP終了後の第13族窒化物基板の表面粗さRmsは、3nm未満であることが好ましく、1nm以下であることがより好ましく、0.1nm以下がさらに好ましい。
The execution time of CMP can be appropriately adjusted depending on the CMP conditions, but it is preferable to carry out until the polishing scratches due to rough polishing are eliminated. Elimination of polishing scratches can be confirmed by observation with a fluorescent microscope or CL (cathode luminescence method). Considering productivity, the CMP time is preferably 10 hours or less, and more preferably 5 hours or less.
The surface roughness Rms of the Group 13 nitride substrate after the CMP is preferably less than 3 nm, more preferably 1 nm or less, and further preferably 0.1 nm or less.

本発明の製造方法により得られる第13族窒化物基板は、通常研磨後に行われる洗浄工程を経て、製品となる。   The Group 13 nitride substrate obtained by the production method of the present invention is a product through a cleaning process usually performed after polishing.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited only to these examples.

1.GaN基板の製造
[実施例1]
まず、直径が2インチのアズグロウンGaN結晶のGa面をワックスによりプレートへ貼り付け、当該GaN結晶のN面を平坦になるまで研削した。次に、当該GaN結晶をプレートから剥離して、120℃のKOH水溶液によりN面のエッチングを行い、研削ダメージを除去した。続いて、ワックスにより当該GaN結晶のN面をプレートへ貼り付け、当該GaN結晶のGa面を平坦になるまで研削した。当該GaN結晶の外周を研削して形状を円形に整えた。
次に、4種類の異なる平均粒径を有するダイヤスラリーを用い、当該GaN結晶のラッピングを平均粒径の大きいダイヤスラリーから順に用いて4段階に分けて行った。ダイヤスラリーの平均粒径は、各段階について、3μm、1μm、1/2μm、1/4μmとした。
1. Production of GaN substrate [Example 1]
First, the Ga face of an as-grown GaN crystal having a diameter of 2 inches was attached to a plate with wax, and the N face of the GaN crystal was ground until it became flat. Next, the GaN crystal was peeled from the plate, and the N surface was etched with a 120 ° C. aqueous KOH solution to remove grinding damage. Subsequently, the N face of the GaN crystal was attached to the plate with wax, and the Ga face of the GaN crystal was ground until it became flat. The outer periphery of the GaN crystal was ground to adjust the shape to a circle.
Next, four types of diamond slurries having different average particle diameters were used, and lapping of the GaN crystals was performed in four steps using the diamond slurries having a large average particle diameter in order. The average particle diameter of the diamond slurry was 3 μm, 1 μm, 1/2 μm, and 1/4 μm for each stage.

ポリシングスラリーAを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーAは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:70〜100nm)と、BET法により決定された平均粒径が20nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:20〜25nm)とを、(平均粒径が80nmの砥粒):(平均粒径が20nmの砥粒)=47質量%:53質量%の割合で含み、且つ水を分散媒とする酸性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーAのpHは2である。
ポリシングスラリーA、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は32.8質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、圧力1,000g/cm、パッド/プレート相対速度1.6m/sの条件でCMPを行い、実施例1のGaN基板を製造した。研磨レートは0.41μm/hであった。また、AFMで10μm×10μmの範囲でRmsを測定したところ0.09nmであり、原子ステップが確認できた。
Using polishing slurry A, CMP of GaN crystals was performed. Polishing slurry A includes abrasive grains having an average particle size of 80 nm determined by the BET method (acidic colloidal silica, particle size width: 70 to 100 nm) and abrasive particles having an average particle size of 20 nm determined by the BET method ( Acidic colloidal silica, particle size width: 20-25 nm) (abrasive grains having an average particle diameter of 80 nm): (abrasive grains having an average particle diameter of 20 nm) = 47% by mass: 53% by mass, Moreover, it is an acidic colloidal silica slurry using water as a dispersion medium. The pH of the polishing slurry A is 2.
Polishing slurry A, nitric acid, phosphoric acid, and hydrogen peroxide water were added in predetermined amounts to a polishing platen (plate diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 32.8% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal face each other, and CMP is performed under the conditions of a pressure of 1,000 g / cm 2 and a pad / plate relative speed of 1.6 m / s. A substrate was manufactured. The polishing rate was 0.41 μm / h. Moreover, when Rms was measured in the range of 10 μm × 10 μm by AFM, it was 0.09 nm, and an atomic step could be confirmed.

[実施例2]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーBを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーBは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:70〜100nm)と、BET法により決定された平均粒径が20nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:20〜25nm)とを、(平均粒径が80nmの砥粒):(平均粒径が20nmの砥粒)=37質量%:63質量%の割合で含み、且つ水を分散媒とする酸性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーBのpHは2である。
ポリシングスラリーB、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は33.2質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、実施例2のGaN基板を製造した。研磨レートは0.28μm/hであった。
[Example 2]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using polishing slurry B, GaN crystals were subjected to CMP. Polishing slurry B includes abrasive grains having an average particle size of 80 nm determined by the BET method (acidic colloidal silica, particle size width: 70 to 100 nm) and abrasive particles having an average particle size of 20 nm determined by the BET method ( Acidic colloidal silica, particle size width: 20 to 25 nm) (abrasive grains having an average particle diameter of 80 nm): (abrasive grains having an average particle diameter of 20 nm) = 37% by mass: 63% by mass, Moreover, it is an acidic colloidal silica slurry using water as a dispersion medium. The pH of the polishing slurry B is 2.
Polishing slurry B and nitric acid, phosphoric acid, and hydrogen peroxide water were added in predetermined amounts to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 33.2% by mass. The urethane pad affixed to the polishing surface plate and the C surface of the GaN crystal face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to manufacture the GaN substrate of Example 2. . The polishing rate was 0.28 μm / h.

[実施例3]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーCを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーCは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:70〜100nm)と、BET法により決定された平均粒径が20nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:20〜25nm)とを、(平均粒径が80nmの砥粒):(平均粒径が20nmの砥粒)=57質量%:43質量%の割合で含み、且つ水を分散媒とする酸性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーCのpHは2である。
ポリシングスラリーC、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は32.4質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、実施例3のGaN基板を製造した。研磨レートは0.27μm/hであった。
[Example 3]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using polishing slurry C, GaN crystals were subjected to CMP. Polishing slurry C includes abrasive grains having an average particle size determined by the BET method of 80 nm (acidic colloidal silica, particle size width: 70 to 100 nm) and abrasive grains having an average particle size of 20 nm determined by the BET method ( Acidic colloidal silica, particle size width: 20 to 25 nm) (abrasive grains having an average particle diameter of 80 nm): (abrasive grains having an average particle diameter of 20 nm) = 57% by mass: 43% by mass, Moreover, it is an acidic colloidal silica slurry using water as a dispersion medium. The pH of the polishing slurry C is 2.
A predetermined amount of polishing slurry C, nitric acid, phosphoric acid, and hydrogen peroxide water were added to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 32.4% by mass. The urethane pad affixed to the polishing surface plate and the C surface of the GaN crystal were made to face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to manufacture the GaN substrate of Example 3. . The polishing rate was 0.27 μm / h.

[比較例1]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーaを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーaは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:70〜100nm)及び水を含む酸性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーaのpHは2である。
ポリシングスラリーa、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は30.7質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、比較例1のGaN基板を製造した。研磨レートは0.15μm/hであった。
[Comparative Example 1]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using the polishing slurry a, CMP of the GaN crystal was performed. The polishing slurry a is an acidic colloidal silica slurry containing abrasive grains (acidic colloidal silica, particle size width: 70 to 100 nm) having an average particle diameter of 80 nm determined by the BET method and water. The polishing slurry a has a pH of 2.
A predetermined amount of polishing slurry a, nitric acid, phosphoric acid, and aqueous hydrogen peroxide were added to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 30.7% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal were made to face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to produce a GaN substrate of Comparative Example 1. . The polishing rate was 0.15 μm / h.

[比較例2]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーbを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーbは、BET法により決定された平均粒径が20nmの砥粒(酸性コロイダルシリカ、粒径の幅:20〜25nm)及び水を含む酸性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーbのpHは2である。
ポリシングスラリーb、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は34.9質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、比較例2のGaN基板を製造した。研磨レートは0.12μm/hであった。
[Comparative Example 2]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using the polishing slurry b, CMP of GaN crystals was performed. The polishing slurry b is an acidic colloidal silica slurry containing abrasive grains (acid colloidal silica, particle size width: 20 to 25 nm) having an average particle diameter determined by the BET method of 20 nm and water. The pH of the polishing slurry b is 2.
A predetermined amount of the polishing slurry b, nitric acid, phosphoric acid, and aqueous hydrogen peroxide was added to a polishing surface plate (surface plate diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 34.9% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal were made to face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to produce a GaN substrate of Comparative Example 2. . The polishing rate was 0.12 μm / h.

[比較例3]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーcを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーcは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(アルカリ性コロイダルシリカ)と、BET法により決定された平均粒径が40nmの砥粒(アルカリ性コロイダルシリカ)とを、(平均粒径が80nmの砥粒):(平均粒径が40nmの砥粒)=50質量%:50質量%の割合で含み、且つ水を分散媒とするアルカリ性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーcのpHは10である。
ポリシングスラリーc、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は30.0質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、比較例3のGaN基板を製造した。研磨レートは0.22μm/hであった。
[Comparative Example 3]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using polishing slurry c, GaN crystals were subjected to CMP. The polishing slurry c comprises abrasive grains (alkaline colloidal silica) having an average particle diameter determined by the BET method of 80 nm and abrasive grains (alkaline colloidal silica) having an average particle diameter determined by the BET method of 40 nm (average). Abrasive grains having a particle diameter of 80 nm): (Abrasive grains having an average particle diameter of 40 nm) = 50% by mass: An alkaline colloidal silica slurry containing 50% by mass and containing water as a dispersion medium. The pH of the polishing slurry c is 10.
A predetermined amount of polishing slurry c, nitric acid, phosphoric acid, and aqueous hydrogen peroxide were added to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 30.0% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to produce a GaN substrate of Comparative Example 3. . The polishing rate was 0.22 μm / h.

[参考例1]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーdを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーdは、BET法により決定された平均粒径が80nmの砥粒(アルカリ性コロイダルシリカ)及び水を含むアルカリ性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーdのpHは10である。
ポリシングスラリーd、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は30.0質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、参考例1のGaN基板を製造した。研磨レートは0.15μm/hであった。
[Reference Example 1]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using the polishing slurry d, CMP of GaN crystals was performed. The polishing slurry d is an alkaline colloidal silica slurry containing abrasive grains (alkaline colloidal silica) having an average particle diameter of 80 nm determined by the BET method and water. The pH of the polishing slurry d is 10.
A predetermined amount of polishing slurry d, nitric acid, phosphoric acid, and aqueous hydrogen peroxide were added to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 30.0% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to manufacture the GaN substrate of Reference Example 1. . The polishing rate was 0.15 μm / h.

[参考例2]
実施例1と同様に、GaN結晶の研削及びラッピングを行った。
ポリシングスラリーeを用いて、GaN結晶のCMPを行った。ポリシングスラリーeは、BET法により決定された平均粒径が40nmの砥粒(アルカリ性コロイダルシリカ)及び水を含むアルカリ性コロイダルシリカスラリーである。ポリシングスラリーdのpHは10である。
ポリシングスラリーe、並びに、硝酸、リン酸、及び過酸化水素水を研磨定盤(定盤径:φ500mm)に所定量添加した。研磨定盤上の研磨剤中のSiO含有割合は30.0質量%であった。研磨定盤に貼り付けたウレタンパッドとGaN結晶のC面とを対向させ、実施例1と同様の圧力、及びパッド/プレート相対速度の条件でCMPを行い、参考例2のGaN基板を製造した。研磨レートは0.38μm/hであった。
[Reference Example 2]
As in Example 1, the GaN crystal was ground and lapped.
Using the polishing slurry e, CMP of the GaN crystal was performed. The polishing slurry e is an alkaline colloidal silica slurry containing abrasive grains (alkaline colloidal silica) having an average particle diameter determined by the BET method of 40 nm and water. The pH of the polishing slurry d is 10.
A predetermined amount of polishing slurry e, nitric acid, phosphoric acid, and aqueous hydrogen peroxide were added to a polishing platen (platen diameter: φ500 mm). The content ratio of SiO 2 in the polishing slurry on the polishing platen was 30.0% by mass. The urethane pad affixed to the polishing platen and the C surface of the GaN crystal face each other, and CMP was performed under the same pressure and pad / plate relative speed conditions as in Example 1 to manufacture the GaN substrate of Reference Example 2. . The polishing rate was 0.38 μm / h.

2.考察
図1は、実施例1−実施例3、比較例1−比較例3、及び参考例1−参考例2のポリシングスラリーのポリッシュレートを比較した棒グラフである。
図1から分かるように、酸性コロイダルシリカ砥粒を1種類のみ用いた比較例1及び比較例2においては、ポリッシュレートは0.15μm/h以下に留まる。一方、平均粒径の異なる2種類の酸性コロイダルシリカ砥粒を用いた実施例1−実施例3においては、ポリッシュレートは0.27μm/h以上である。これらの結果から、2種類の酸性コロイダルシリカ砥粒を組み合わせたCMPは、酸性コロイダルシリカ砥粒を1種類のみ用いたCMPと比較して、0.12μm/h以上のポリッシュレートの差があることが分かる。
2. Discussion FIG. 1 is a bar graph comparing the polishing rates of the polishing slurries of Example 1 to Example 3, Comparative Example 1 to Comparative Example 3, and Reference Example 1 to Reference Example 2.
As can be seen from FIG. 1, in Comparative Examples 1 and 2 using only one type of acidic colloidal silica abrasive, the polish rate remains at 0.15 μm / h or less. On the other hand, in Example 1 to Example 3 using two types of acidic colloidal silica abrasive grains having different average particle diameters, the polish rate is 0.27 μm / h or more. From these results, CMP with a combination of two types of acidic colloidal silica abrasive grains has a polishing rate difference of 0.12 μm / h or more as compared with CMP using only one type of acidic colloidal silica abrasive grains. I understand.

一方、図1から分かるように、平均粒径の異なる2種類のアルカリ性コロイダルシリカ砥粒を、1:1の質量比で組み合わせて用いた比較例3のポリッシュレートは、アルカリ性コロイダルシリカの各砥粒を1種類のみ用いた参考例1及び参考例2のポリッシュレートのほぼ平均の値となった。
以上の結果から、アルカリ性コロイダルシリカ砥粒を2種類以上組み合わせて用いても、アルカリ性コロイダルシリカ砥粒を各1種類のみ用いる従来のCMPのポリッシュレートを超えることができないのに対して、2種類以上の酸性コロイダルシリカ砥粒を組み合わせて用いた場合には、酸性コロイダルシリカ砥粒を各1種類のみ用いる従来のCMPと比較して、劇的に化学機械的研磨性が向上することが分かる。この優れた化学機械的研磨性は、詳細は不明であるものの、酸性ポリシングスラリー中の異種砥粒同士の相互作用によるものと推測される。
On the other hand, as can be seen from FIG. 1, the polishing rate of Comparative Example 3 using two kinds of alkaline colloidal silica abrasive grains having different average particle diameters in a mass ratio of 1: 1 is the abrasive grains of alkaline colloidal silica. The polishing rate of Reference Example 1 and Reference Example 2 using only one type was almost the average value.
From the above results, even when two or more kinds of alkaline colloidal silica abrasive grains are used in combination, the polishing rate of conventional CMP using only one kind of alkaline colloidal silica abrasive grains cannot be exceeded. It can be seen that when the acidic colloidal silica abrasive grains are used in combination, the chemical mechanical polishing property is dramatically improved as compared with the conventional CMP using only one kind of acidic colloidal silica abrasive grains. Although the details of this excellent chemical mechanical polishing property are unknown, it is presumed to be due to the interaction between different kinds of abrasive grains in the acidic polishing slurry.

Claims (9)

第13族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、
平均粒径の異なる(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、
前記N種の砥粒の硬度がいずれも同じであり、
前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、
前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、
酸性であることを特徴とする、
ポリシングスラリー。
A polishing slurry for chemical mechanical polishing the surface of a Group 13 nitride crystal,
N types of abrasive grains having different average particle diameters (where N is an integer of 2 or more ) and water,
The N types of abrasive grains have the same hardness,
In the N kinds of abrasive grains, the average grain diameter of the abrasive grains of the smallest average grain diameter is 10 to 50 nm, and the average grain diameter of the abrasive grains of the largest average grain diameter is 40 to 100 nm. And the average particle size is at least twice the average particle size of the smallest type of abrasive grains,
When the total mass of the N types of abrasive grains is 100 mass%, the ratio of the total mass of the abrasive grains of the smallest average particle size is 35 to 65 mass%, and
It is characterized by being acidic,
Polishing slurry.
第13族窒化物結晶の表面を化学機械的研磨するためのポリシングスラリーであって、  A polishing slurry for chemical mechanical polishing the surface of a Group 13 nitride crystal,
平均粒径の異なるN種(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、  N types of abrasive grains having different average particle diameters (where N is an integer of 2 or more) and water,
前記N種の砥粒の材料がいずれも同じであり、  The materials of the N types of abrasive grains are the same,
前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、  In the N kinds of abrasive grains, the average grain diameter of the abrasive grains of the smallest average grain diameter is 10 to 50 nm, and the average grain diameter of the abrasive grains of the largest average grain diameter is 40 to 100 nm. And the average particle size is at least twice the average particle size of the smallest type of abrasive grains,
前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、  When the total mass of the N types of abrasive grains is 100 mass%, the ratio of the total mass of the abrasive grains of the smallest average particle size is 35 to 65 mass%, and
酸性であることを特徴とする、  It is characterized by being acidic,
ポリシングスラリー。  Polishing slurry.
前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が53〜65質量%であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリシングスラリー。  The ratio of the total mass of the abrasive grains having the smallest average particle diameter when the total mass of the N types of abrasive grains is 100 mass% is 53 to 65 mass%. Or the polishing slurry according to 2. 前記N種の砥粒はいずれも無機酸化物を主成分とすることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のポリシングスラリー。 The polishing slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the N types of abrasive grains contains an inorganic oxide as a main component. 前記N種の砥粒がいずれもコロイダルシリカであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポリシングスラリー。  The polishing slurry according to any one of claims 1 to 4, wherein all of the N types of abrasive grains are colloidal silica. 前記Nが2である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のポリシングスラリー。  The polishing slurry according to any one of claims 1 to 5, wherein N is 2. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のポリシングスラリーを製造する方法であって、  A method for producing a polishing slurry according to any one of claims 1 to 6,
前記N種の砥粒から選ばれるいずれか一種の砥粒及び水を各々が含むN種以上のスラリーを準備する工程と、  Preparing N or more types of slurry each containing any one kind of abrasive grains selected from the N types of abrasive grains and water;
前記N種以上のスラリーが混合されてなる混合物を得る工程と、を有することを特徴とする、方法。  And a step of obtaining a mixture obtained by mixing the N or more kinds of slurries.
第13族窒化物結晶を準備する工程
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のポリシングスラリーを用いて、前記準備された第13族窒化物結晶の少なくとも1つの表面を化学機械的研磨する工程、を有することを特徴とする、第13族窒化物基板の製造方法。
A step of preparing a Group 13 nitride crystal,
Using polishing slurry according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it and a step of chemical mechanical polishing at least one surface of the prepared Group 13 nitride crystal The manufacturing method of the group 13 nitride substrate.
第13族窒化物結晶を準備する工程と、  Preparing a Group 13 nitride crystal;
下記(A)のポリシングスラリーを用いて、前記準備した第13族窒化物結晶の少なくとも1つの表面を化学機械的研磨する工程と、  Chemical mechanical polishing of at least one surface of the prepared group 13 nitride crystal using the polishing slurry of (A) below;
を有することを特徴とする、第13族窒化物基板の製造方法:  A method for producing a group 13 nitride substrate, comprising:
(A)平均粒径の異なるN種(ただし、Nは2以上の整数)の砥粒及び水を含み、  (A) N types (where N is an integer of 2 or more) abrasive grains and water having different average particle diameters,
前記N種の砥粒の硬度が、いずれも、前記第13族窒化物結晶の硬度以下であり、  The hardness of the N types of abrasive grains is less than or equal to the hardness of the group 13 nitride crystal,
前記N種の砥粒においては、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径が10〜50nmであり、且つ、平均粒径が最も大きい種類の砥粒の平均粒径は40〜100nmであるとともに平均粒径が最も小さい種類の砥粒の平均粒径の2倍以上であり、  In the N kinds of abrasive grains, the average grain diameter of the abrasive grains of the smallest average grain diameter is 10 to 50 nm, and the average grain diameter of the abrasive grains of the largest average grain diameter is 40 to 100 nm. And the average particle size is at least twice the average particle size of the smallest type of abrasive grains,
前記N種の砥粒の総質量を100質量%としたときの、平均粒径が最も小さい種類の砥粒の総質量の割合が35〜65質量%であり、且つ、  When the total mass of the N types of abrasive grains is 100 mass%, the ratio of the total mass of the abrasive grains of the smallest average particle size is 35 to 65 mass%, and
酸性である、ポリシングスラリー。  Polishing slurry that is acidic.
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