RU2591152C2 - Полирующая композиция - Google Patents

Полирующая композиция Download PDF

Info

Publication number
RU2591152C2
RU2591152C2 RU2013142630/05A RU2013142630A RU2591152C2 RU 2591152 C2 RU2591152 C2 RU 2591152C2 RU 2013142630/05 A RU2013142630/05 A RU 2013142630/05A RU 2013142630 A RU2013142630 A RU 2013142630A RU 2591152 C2 RU2591152 C2 RU 2591152C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polishing
polishing composition
alumina
abrasive grains
hard
Prior art date
Application number
RU2013142630/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013142630A (ru
Inventor
Хироси АСАНО
Кадзусеи ТАМАИ
Ясунори ОКАДА
Original Assignee
Фудзими Инкорпорейтед
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 Фудзими Инкорпорейтед filed Critical Фудзими Инкорпорейтед
Publication of RU2013142630A publication Critical patent/RU2013142630A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2591152C2 publication Critical patent/RU2591152C2/ru

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
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • 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
    • 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
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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

Abstract

Изобретение относится к полирующей композиции, применяющейся для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более. Изобретение также относится к способу полировки твердого и хрупкого материала и к способу получения подложки, состоящей из такого материала. Композиция содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду и обладает значением pH, равным 8,5 или более. Абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее. Техническим результатом является возможность получения подложки, пленки и т.п. из твердых и хрупких материалов, таких как сапфир, нитрид кремния и карбид кремния, содержащих меньшее количество дефектов поверхности и обладающих превосходной гладкостью поверхности при высокой эффективности полировки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 8 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к полирующей композиции, применяющейся для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более. Настоящее изобретение также относится к способу полировки твердого и хрупкого материала и к способу получения подложки, состоящей из твердого и хрупкого материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Твердый и хрупкий материал означает хрупкий материал, обладающий высокой твердостью, и обычно включает стекла, керамику, материалы из камня и полупроводниковые кристаллические материалы. Из числа твердых и хрупких материалов, обладающих твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, такие как алмаз, оксид алюминия (сапфир), карбид кремния, карбид бора, карбид циркония, карбид вольфрама, нитрид кремния, нитрид титана и нитрид галлия, обычно обладают низкой реакционной способностью вследствие их высокой химической стабильности и также обладают очень высокой твердостью и поэтому такие материалы трудно полировать. Поэтому такие материалы обычно подвергают окончательной отделке путем шлифовки алмазом с последующей полировкой коллоидным диоксидом кремния для удаления царапин, образовавшихся при шлифовке алмазом. Однако в этом случае для получения очень гладкой поверхности необходима длительная полировка.
Кроме того, известна полировка сапфировых подложек полирующей композицией, обладающей относительно большой концентрацией коллоидного диоксида кремния (см., например, Патентный документ 1), и также известна полировка карбида кремния подложек полирующей композицией, содержащей коллоидный диоксид кремния и обладающей особым значением pH (см., например, Патентный документ 2). Однако в этих случаях затруднением является то, что невозможно обеспечить достаточную скорость полировки (скорость удаления вещества).
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Патентный документ 1: Публикация выложенной заявки на патент Японии № 2008-44078
Патентный документ 2: Публикация выложенной заявки на патент Японии № 2005-117027
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачи, которые решает настоящее изобретение
В соответствии с этим задачей настоящего изобретения является получение полирующей композиции, пригодной для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, при высокой скорости полировки. Кроме того, другой задачей настоящего изобретения является разработка способа полировки твердого и хрупкого материала полирующей композицией и способа получения подложки, состоящей из твердого и хрупкого материала.
Средства решения задач
Авторы настоящего изобретения провели тщательное исследование и установили, что указанные выше задачи решаются путем использования полирующей композиции, обладающей особым значением pH и содержащей абразивные зерна оксида алюминия, обладающие особой удельной площадью поверхности. Выбор конкретного типа абразивных зерен оксида алюминия из числа абразивных зерен разных типов и одновременно установление удельной площади поверхности абразивных зерен оксида алюминия и значения pH полирующей композиции при соответствующих заранее заданных значениях для решения указанных выше задач затруднительно провести даже специалистам в данной области техники.
Одним объектом настоящего изобретения является полирующая композиция, которую применяют для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более. Полирующая композиция содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду и обладает значением pH, равным 8,5 или более. Абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее.
Предпочтительно, если абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным 0,1 мкм или более и 20 мкм или менее. Кроме того, предпочтительно, если полируемый объект представляет собой подложку или пленку, состоящую из сапфира, нитрида галлия или карбида кремния. Примеры полируемой подложки включают монокристаллические или поликристаллические подложки, которые используют для изготовления устройств, таких как полупроводниковые устройства, устройства для магнитной записи, оптические устройства и устройства электропитания. Полируемую пленку можно сформировать на подложке по известным методикам формирования пленок, таким как эпитаксиальный рост.
Другим объектом настоящего изобретения является способ полировки, предназначенный для полировки твердого и хрупкого материала с помощью указанной выше полирующей композиции, и способ получения твердого и хрупкого материала, включающий полировку подложки способом полировки.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к полирующей композиции, применимой для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, при высокой скорости полировки. Кроме того, настоящее изобретение также относится к способу полировки твердого и хрупкого материала полирующей композицией и к способу получения подложки, состоящей из твердого и хрупкого материала.
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже описан вариант осуществления настоящего изобретения.
Полирующая композиция этого варианта осуществления содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду. Полирующую композицию применяют для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, более предпочтительно полирующую композицию применяют для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из сапфира, карбида кремния или нитрида галлия. Твердость по Викерсу можно измерить по методике, приведенной в промышленных стандартах Японии JIS R1610, соответствующих стандарту ISO 14705, установленному Международной организацией по стандартизации, и ее рассчитывают по силе, действующей на индентор Викерса, с помощью которого на поверхности исследуемого образца создают углубление и площадь поверхности углубления определяют по длине его диагонали.
Абразивные зерна оксида алюминия, содержащиеся в полирующей композиции, могут состоять из, но не ограничиваются только ими, например, α-оксида алюминия, δ-оксида алюминия, θ-оксида алюминия или κ-оксида алюминия. Однако для полировки твердого и хрупкого материала при более высокой скорости полировки предпочтительно, если абразивные зерна оксида алюминия в качестве главного компонента содержат α-оксид алюминия.
Точнее, степень превращения α-оксида алюминия в абразивные зерна оксида алюминия предпочтительно составляет 20% или более и более предпочтительно 40% или более. Степень превращения α-оксида алюминия в абразивные зерна оксида алюминия определяют на основе интегральных интенсивностей дифракционных линий плоскости (113), полученных с помощью рентгенографии.
Абразивные зерна оксида алюминия могут содержать примесные элементы, такие как кремний, титан, железо, медь, хром, натрий, калий, кальций и магний. Однако предпочтительно, если чистота абразивных зерен оксида алюминия является как можно более высокой, предпочтительно 99% мас. или более, более предпочтительно 99,5% мас. или более и еще более предпочтительно 99,8% мас. или более. Содержание примесей на поверхности полируемого объекта после полировки полирующей композицией уменьшается при увеличении чистоты абразивных зерен оксида алюминия при условии, что чистота абразивных зерен оксида алюминия составляет 99% мас. или более. В этом случае, если чистота абразивных зерен оксида алюминия составляет 99% мас. или более, более предпочтительно 99,5% мас. или более и еще более предпочтительно 99,8% мас. или более, становится легче уменьшить загрязнение поверхности полируемого объекта полирующей композицией до уровня, особенно подходящего для практического применения. Содержание примесных элементов в абразивных зернах оксида алюминия можно рассчитать по данным исследования с помощью эмиссионного спектрометра с ИСП (индуктивно связанная плазма), такого как ICPE-9000, выпускающийся фирмой Shimadzu Corporation.
Абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным предпочтительно 0,1 мкм или более и более предпочтительно 0,3 мкм или более. Скорость полировки полируемого объекта полирующей композицией увеличивается при увеличении среднего размера вторичных частиц абразивных зерен.
Абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным предпочтительно 20 мкм или менее и более предпочтительно 5 мкм или менее. С помощью полировки полирующей композицией становится легче получить поверхность с меньшим количеством дефектов и меньшей шероховатостью, поскольку средний размер вторичных частиц абразивных зерен становится меньше. Средний размер вторичных частиц абразивных зерен оксида алюминия равен взвешенному по объему среднему размеру частиц, измеренному с помощью анализатора распределения частиц по размерам, основанному на дифракции/рассеянии излучения лазера, такого как LA-950, выпускающегося фирмой HORIBA, Ltd.
Абразивные зерна оксида алюминия должны обладать удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее. Если используются абразивные зерна оксида алюминия, обладающие удельной площадью поверхности, равной более 20 м2/г, то невозможно получить полирующую композицию, способную отполировать полируемый объект при высокой скорости полировки.
Абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, предпочтительно равной 5 м2/г или более. С помощью полировки полирующей композицией становится легче получить поверхность с меньшим количеством дефектов и меньшей шероховатостью, поскольку удельная площадь поверхности абразивных зерен становится больше. Удельную площадь поверхности абразивных зерен оксида алюминия можно определить по методике адсорбции азота (методика БЭТ (Брунауэра-Эметта-Теллера)), например, с помощью прибора Flow Sorbll 2300, выпускающегося фирмой Micromeritics Instrument Corporation.
Содержание абразивных зерен оксида алюминия в полирующей композиции предпочтительно равно 0,01% мас. или более и более предпочтительно 0,1% мас. или более. Скорость полировки полируемого объекта полирующей композицией увеличивается при увеличении содержания абразивных зерен.
Кроме того, содержание абразивных зерен оксида алюминия в полирующей композиции предпочтительно равно 50% мас. или менее и более предпочтительно 40% мас. или менее. С помощью полировки полирующей композицией становится легче получить поверхность с меньшим количеством царапин в дополнение к меньшим производственным затратам при использовании полирующей композиции.
На способ получения абразивных зерен оксида алюминия не налагаются особые ограничения. Абразивные зерна оксида алюминия могут представлять собой оксид алюминия, который получен путем рафинирования боксита по методике фирмы Байер, или могут представлять собой оксид алюминия, полученный размолом плавленого оксида алюминия. Альтернативно, абразивные зерна оксида алюминия могут представлять собой оксид алюминия, который получен путем нагревания гидроксида алюминия, синтезированного из соединения алюминия, использующегося в качестве исходного вещества, по методике гидротермального синтеза, или могут представлять оксид алюминия, который синтезирован из соединения алюминия по газофазной методике. Оксиды алюминия, синтезированные из соединения алюминия, отличаются тем, что они обладают более высокой чистотой, чем обычные оксиды алюминия.
Полирующая композиция должна обладать значением pH, равным 8,5 или более и предпочтительно 9,5 или более. Если полирующая композиция обладает значением pH, равным менее 8,5, то невозможно провести полировку полируемого объекта полирующей композицией с достаточно высокой скоростью.
На верхнее предельное значение pH полирующей композиции не налагаются особые ограничения. Однако предпочтительно, чтобы значение pH полирующей композиции равнялось 12 или менее. Полирующая композиция, обладающая значением pH, равным 12 или менее, является более безопасной и поэтому улучшает режим работы при ее использовании.
Значение pH полирующей композиции можно отрегулировать с помощью различных кислот, оснований или их солей. Особенно предпочтительно использовать органические кислоты, такие как карбоновая кислота, фосфорорганическая кислота и органическая сульфоновая кислота; неорганические кислоты, такие как фосфорная кислота, фосфористая кислота, серная кислота, азотная кислота, хлористоводородная кислота, борная кислота и угольная кислота; органические основания, такие как тетраметиламмонийгидроксид, триметаноламин и моноэтаноламин; неорганические основания, такие как гидроксид калия, гидроксид натрия и аммония или их соли.
Если необходимо очень высокое качество поверхности для подложек, предназначенных для полупроводников, оптических устройств и устройств электропитания, то прецизионную полировку предпочтительно проводить после полировки полирующей композицией.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения обеспечиваются преимущества, описанные ниже.
Полирующая композиция этого варианта осуществления содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду и обладает значением pH, равным 8,5 или более. Абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее. При использовании полирующей композиции объект, который необходимо отполировать, состоящий из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, можно отполировать при высокой скорости полировки.
Указанный выше вариант осуществления можно модифицировать следующим образом.
- Полирующая композиция указанного выше варианта осуществления может дополнительно содержать абразивные зерна, не состоящие из оксида алюминия, которые содержат, например, диоксид кремния, оксид циркония, оксид церия, оксид титана, карбид кремния или гидроксид алюминия.
- Полирующая композиция указанного выше варианта осуществления необязательно может дополнительно содержать добавки, такие как окислительный реагент, комплексообразующий реагент и реагент для травления, которые повышают скорость полировки.
- Полирующая композиция указанного выше варианта осуществления необязательно может дополнительно содержать известные добавки, такие как антисептический агент, фунгицидный агент и ингибитор коррозии.
- Полирующая композиция указанного выше варианта осуществления необязательно может дополнительно содержать добавки, такие как диспергирующие агенты, предназначенные для улучшения диспергируемости абразивных зерен, или диспергирующие средства, предназначенные для облегчения повторного диспергирования агломератов абразивных зерен.
- Полирующую композицию, использовавшуюся для полировки полируемого объекта, состоящего из твердого и хрупкого материала, можно регенерировать и использовать повторно (циклический режим). Точнее, использованную полирующую композицию, выведенную из полировочной машины, можно направить в бак и затем повторно ввести в полировочную машину из бака. В этом случае становится возможным уменьшение загрязнения окружающей среды и снижение расходов, поскольку уменьшается количество удаляемой использованной полирующей композиции в виде отходов.
Если полирующую композицию используют в циклическом режиме, то можно пополнить по меньшей мере некоторые из компонентов, содержащихся в полирующей композиции, таких как абразивные зерна оксида алюминия, поскольку уменьшается их расход или потери при использовании для полировки. Пополняемые компоненты можно по отдельности добавить к использованной полирующей композиции или к использованной полирующей композиции можно добавить смесь, содержащую два или большее количество компонентов в любых концентрациях.
- Полирующую композицию указанного выше варианта осуществления можно получить путем разбавления неразбавленной полирующей композиции водой.
- Полирующая композиция указанного выше варианта осуществления может быть однокомпонентной или может быть многокомпонентной, такой как двухкомпонентная, состоящая из множества композиций, которые смешивают друг с другом при использовании. В случае двухкомпонентной полирующей композиции первую и вторую композиции можно подавать по разным путям в полировочную машину, так чтобы эти две композиции смешивались в полировочной машине.
Ниже настоящее изобретение описано с помощью примеров и сравнительных примеров.
Примеры 1-5 и сравнительные примеры 1-5
Полирующие композиции примеров 1-5 и сравнительных примеров 1-5 получали разбавлением золя оксида алюминия, золя оксида кремния или золя оксида циркония водой при необходимости с последующим добавлением к полученной смеси реагента, регулирующего pH. Содержание абразивных зерен в каждой полирующей композиции примеров 1-5 и сравнительных примеров 1-5 составляло 20% мас. При необходимости в качестве реагентов, регулирующих pH, использовали хлористоводородную кислоту и гидроксид калия. Поверхность сапфировой подложки (плоскость C (<0001>) полировали каждой полирующей композицией при условиях, указанных в таблице 1. Сапфировые подложки, использованные в настоящем изобретении, были одинаковыми и обладали диаметром, равным 52 мм (примерно 2 дюйма).
Подробное описание абразивных зерен, содержащихся в каждой полирующей композиции, и значения pH для каждой полирующей композиции приведены в таблице 2. Кроме того, скорость полировки определяли путем расчета на основе разности масс сапфировой подложки, измеренных до и после полировки каждой полирующей композицией, и результаты приведены в таблице 2 в столбце под названием "Скорость полировки".
Таблица 1  
Условия полировки подложки из сапфира
Полировочная машина: односторонняя полировочная машина "EJ-380IN", выпускающаяся фирмой Engis Japan Corporation (диаметр валика 380 мм)
Полировальная подушка: нетканая полировальная подушка "SUBA800", выпускающаяся фирмой Nitta Haas Incorporated
Нагрузка при полировке: 300 г/см2 (29,4 кПа)
Скорость вращения валика: 60 об/мин
Линейная скорость: 72 м/мин
Длительность полировки: 5 мин
Скорость подачи полирующей композиции: 280 мл/мин (нециклический режим)		  
Таблица 2
  Тип абразивных зерен Удельная площадь поверхности абразивных зерен [м2/г] Средний размер вторичных частиц абразивных зерен [мкм] pH полирующей композиции Скорость полировки [нм/мин]
Пример 1 Оксид алюминия 12 0,43 12,0 70
Пример 2 Оксид алюминия 12 0,43 11,0 68
Пример 3 Оксид алюминия 12 0,43 10,0 67
Пример 4 Оксид алюминия 12 0,43 9,0 52
Пример 5 Оксид алюминия 12 0,43 8,5 43
Сравнительный пример 1 Оксид алюминия 26 0,15 10,0 10
Сравнительный пример 2 Оксид алюминия 12 0,43 7,0 33
Сравнительный пример 3 Оксид алюминия 12 0,43 6,0 32
Сравнительный пример 4 Оксид кремния 34 0,05 10,0 22
Сравнительный пример 5 Оксид циркония 23 1,38 10,0 2
Как показано в таблице 2, когда сапфировые подложки полировали полирующими композициями примеров 1-5, обеспечивались более высокие скорости полировки, чем в случае, когда использовали полирующие композиции сравнительных примеров 1-5.
Примеры 6-8 и сравнительный пример 6
Полирующие композиции примеров 6-8 и сравнительного примера 6 получали разбавлением золя оксида алюминия водой при необходимости с последующим добавлением к полученной смеси реагента, регулирующего pH. Содержание абразивных зерен в каждой полирующей композиции примеров 6-8 и сравнительного примера 6 составляло 20% мас. При необходимости в качестве реагентов, регулирующих pH, использовали хлористоводородную кислоту и гидроксид калия. Поверхность подложки из нитрида галлия (плоскость Ga) полировали каждой полирующей композицией при условиях, указанных в таблице 3. Подложки из нитрида галлия, использованные в настоящем изобретении, были одинаковыми и являлись квадратными со стороной 10 мм.
Подробное описание абразивных зерен, содержащихся в каждой полирующей композиции, и значения pH для каждой полирующей композиции приведены в таблице 4. Кроме того, скорость полировки определяли путем расчета на основе разности масс подложки из нитрида галлия, измеренных до и после полировки каждой полирующей композицией, и результаты приведены в таблице 4 в столбце под названием "Скорость полировки".
Таблица 3  
Условия полировки подложки из нитрида галлия
Полировочная машина: односторонняя полировочная машина "AL-2", выпускающаяся фирмой Udagawa Optical Machines Co., Ltd. (диаметр валика равен 300 мм)
Полировальная подушка: замшевая подушка "SURFIN SSW-l", выпускающаяся фирмой Fujimi Incorporated
Нагрузка при полировке: 700 г/см2 (68,6 кПа)
Скорость вращения валика: 130 об/мин
Линейная скорость: 75 м/мин
Длительность полировки: 60 мин
Скорость подачи полирующей композиции: 10 мл/мин (циклический режим)		  
Таблица 4
  Тип абразивных зерен Удельная площадь поверхности абразивных зерен [м2/г] Средний размер вторичных частиц абразивных зерен [мкм] pH полирующей композиции Скорость полировки [нм/мин]
Пример 6 Оксид алюминия 12 0,43 12,0 27
Пример 7 Оксид алюминия 12 0,43 11,0 26
Пример 8 Оксид алюминия 12 0,43 9,0 25
Сравнительный пример 6 Оксид алюминия 12 0,43 3,0 13
Как показано в таблице 4, когда подложки из нитрида галлия полировали полирующими композициями примеров 6-8, обеспечивались более высокие скорости полировки, чем в случае, когда использовали полирующие композиции сравнительного примера 6.
ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В соответствии с настоящим изобретением можно получить подложки, пленки и т. п. из твердых и хрупких материалов, таких как сапфир, нитрид кремния и карбид кремния, содержащие меньшее количество дефектов поверхности и обладающие превосходной гладкостью поверхности при высокой эффективности полировки.

Claims (8)

1. Полирующая композиция, применяющаяся для полировки твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду, где полирующая композиция обладает значением pH, равным 8,5 или более, и где абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее.
2. Полирующая композиция по п.1, в которой удельная площадь поверхности зерен оксида алюминия составляет 5 м2/г или более и 12 м2/г или менее.
3. Полирующая композиция по п.1 или 2, в которой абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным 0,1 мкм или более и 20 мкм или менее.
4. Полирующая композиция по п.1 или 2, в которой абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным 0,3 мкм или более и 5 мкм или менее.
5. Полирующая композиция по п.1 или 2, в которой абразивные зерна оксида алюминия обладают средним размером вторичных частиц, равным 0,43 мкм или более и 5 мкм или менее.
6. Полирующая композиция по п.1 или 2, в которой твердым и хрупким материалом является сапфир, карбид кремния или нитрид галлия.
7. Способ полировки, предназначенный для полировки твердого и хрупкого материала, включающий:
выбор твердого и хрупкого материала, имеющего твердость по Викерсу 1500 Hv или более; и
применение полирующей композиции по п.1 или 2 для полировки указанного твердого и хрупкого материала.
8. Способ получения полированной подложки, состоящей из твердого и хрупкого материала, включающий:
выбор подложки, состоящей из твердого и хрупкого материала, имеющего твердость по Викерсу 1500 Hv или более; и
полировку данной подложки полирующей композицией по п.1 или 2.
RU2013142630/05A 2011-02-21 2012-02-20 Полирующая композиция RU2591152C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011034801 2011-02-21
JP2011-034801 2011-02-21
PCT/JP2012/053920 WO2012115020A1 (ja) 2011-02-21 2012-02-20 研磨用組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013142630A RU2013142630A (ru) 2015-04-10
RU2591152C2 true RU2591152C2 (ru) 2016-07-10

Family

ID=46720798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142630/05A RU2591152C2 (ru) 2011-02-21 2012-02-20 Полирующая композиция

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9662763B2 (ru)
EP (1) EP2679342B1 (ru)
JP (1) JP5972860B2 (ru)
KR (1) KR101868191B1 (ru)
CN (2) CN103415372A (ru)
RU (1) RU2591152C2 (ru)
TW (1) TWI605112B (ru)
WO (1) WO2012115020A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9796881B2 (en) * 2012-03-05 2017-10-24 Fujimi Incorporated Polishing composition and method using said polishing composition to manufacture compound semiconductor substrate
US9259818B2 (en) * 2012-11-06 2016-02-16 Sinmat, Inc. Smooth diamond surfaces and CMP method for forming
KR20150105995A (ko) 2013-01-18 2015-09-18 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 금속 산화물 함유막이 부착된 물품
JP6016301B2 (ja) 2013-02-13 2016-10-26 昭和電工株式会社 単結晶ＳｉＣ基板の表面加工方法、その製造方法及び単結晶ＳｉＣ基板の表面加工用研削プレート
JP6411759B2 (ja) * 2014-03-27 2018-10-24 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、その使用方法、及び基板の製造方法
JP6734018B2 (ja) * 2014-09-17 2020-08-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨材、研磨用組成物、及び研磨方法
CN104835731A (zh) * 2015-05-05 2015-08-12 山东天岳晶体材料有限公司 一种大尺寸4H、6H-SiC单晶片的快速抛光方法
JP6792554B2 (ja) * 2015-06-18 2020-11-25 住友化学株式会社 研磨砥粒、研磨スラリーおよび硬脆材の研磨方法、ならびに硬脆材の製造方法
JP6622991B2 (ja) * 2015-06-30 2019-12-18 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
WO2017030710A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Ferro Corporation Slurry composition and method of use
CN105273638B (zh) * 2015-10-14 2017-08-29 盐城工学院 氧化镓晶片抗解理悬浮研磨液及其制备方法
US9944829B2 (en) * 2015-12-03 2018-04-17 Treliant Fang Halite salts as silicon carbide etchants for enhancing CMP material removal rate for SiC wafer
JP6788988B2 (ja) * 2016-03-31 2020-11-25 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
CN106010297B (zh) * 2016-06-20 2018-07-31 上海新安纳电子科技有限公司 一种氧化铝抛光液的制备方法
CN108239484B (zh) * 2016-12-23 2020-09-25 蓝思科技（长沙）有限公司 一种蓝宝石抛光用氧化铝抛光液及其制备方法
JP2017101248A (ja) * 2017-01-13 2017-06-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
JP7084176B2 (ja) 2018-03-28 2022-06-14 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
CN109233644B (zh) * 2018-09-19 2021-03-12 广州亦盛环保科技有限公司 一种精抛光液及其制备方法
KR20210091339A (ko) * 2018-12-10 2021-07-21 씨엠씨 머티리얼즈, 인코포레이티드 루테늄 cmp를 위한 산화제 무함유 슬러리
CN109913134B (zh) * 2019-04-21 2021-01-12 东莞市硕丰研磨科技有限公司 一种清香型蓝宝石粗抛光液及其制备方法
CN110003797B (zh) * 2019-04-21 2020-11-10 昆明软讯科技有限公司 一种蓝宝石粗抛光液及其制备方法
CN110922896A (zh) * 2019-11-18 2020-03-27 宁波日晟新材料有限公司 一种高效环保碳化硅抛光液及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000239652A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Yamaguchi Seiken Kogyo Kk 硬脆材料用精密研磨組成物及びそれを用いた硬脆材料の精密研磨方法
JP2002506915A (ja) * 1998-03-18 2002-03-05 キャボット コーポレイション 銅基材に有益な化学機械的研磨スラリー
RU2181132C1 (ru) * 1998-02-18 2002-04-10 Сент-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. Состав для полирования оптических поверхностей
JP2006203188A (ja) * 2004-12-22 2006-08-03 Showa Denko Kk 研磨組成物及び研磨方法
RU2356926C2 (ru) * 2003-07-11 2009-05-27 У.Р. Грэйс Энд Ко.-Конн. Абразивные частицы для механической полировки
JP5156238B2 (ja) * 2007-02-08 2013-03-06 株式会社豊田中央研究所 半導体装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2039998A1 (en) 1990-10-09 1992-04-10 Donald C. Zipperian Mechanochemical polishing abrasive
US5228886A (en) 1990-10-09 1993-07-20 Buehler, Ltd. Mechanochemical polishing abrasive
JP2656400B2 (ja) * 1991-06-27 1997-09-24 日本シリカ工業株式会社 硬脆材料用の表面精密研磨剤
KR19980019046A (ko) * 1996-08-29 1998-06-05 고사이 아키오 연마용 조성물 및 이의 용도(Abrasive composition and use of the same)
US6595834B2 (en) * 1999-06-25 2003-07-22 Corning Incorporated Method of making <200nm light transmitting optical fluoride crystals for transmitting less than 200nm light
TW503154B (en) 2000-02-04 2002-09-21 Showa Denko Kk LSI device polishing composition and method for reproducing LSI device
DE10022649B4 (de) * 2000-04-28 2008-06-19 Qimonda Ag Polierflüssigkeit und Verfahren zur Strukturierung von Metalloxiden
TWI268286B (en) 2000-04-28 2006-12-11 Kao Corp Roll-off reducing agent
JP3594184B2 (ja) 2000-04-28 2004-11-24 花王株式会社 研磨液組成物
DE10149130A1 (de) 2001-10-05 2003-04-10 Degussa Flammenhydrolytisch hergestelltes, mit zweiwertigen Metalloxiden dotiertes Aluminiumoxid und wässerige Dispersion hiervon
KR100952870B1 (ko) 2001-10-26 2010-04-13 아사히 가라스 가부시키가이샤 연마제, 그 제조방법 및 연마방법
KR20030070823A (ko) * 2002-02-26 2003-09-02 도레이 가부시끼가이샤 자기기록매체용 폴리에스테르 필름, 자기기록테이프 및디지탈 기록장치
US6586605B1 (en) * 2003-01-08 2003-07-01 Arco Chemical Technology, L.P. Purification of alkylene carbonate
DE10317066A1 (de) 2003-04-14 2004-11-11 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Metalloxid- und Metalloidoxid-Dispersionen
DE10320854A1 (de) * 2003-05-09 2004-12-09 Degussa Ag Dispersion zum chemisch-mechanischen Polieren
JP2005117027A (ja) 2003-09-16 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd ＳｉＣ基板の製造方法
JP4792802B2 (ja) 2005-04-26 2011-10-12 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物結晶の表面処理方法
KR20070012209A (ko) * 2005-07-21 2007-01-25 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물 및 연마 방법
GB2433515B (en) * 2005-12-22 2011-05-04 Kao Corp Polishing composition for hard disk substrate
US20080283502A1 (en) 2006-05-26 2008-11-20 Kevin Moeggenborg Compositions, methods and systems for polishing aluminum oxide and aluminum oxynitride substrates
JP2008044078A (ja) 2006-08-18 2008-02-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア基板の研磨方法
JP4523935B2 (ja) * 2006-12-27 2010-08-11 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶基板の研磨用水系研磨スラリー及び研磨法。
TWI356746B (en) * 2007-01-23 2012-01-21 Saint Gobain Abrasives Inc Coated abrasive products containing aggregates
WO2009046311A2 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Composite slurries of nano silicon carbide and alumina
JP5658443B2 (ja) 2009-05-15 2015-01-28 山口精研工業株式会社 炭化ケイ素基板用研磨剤組成物
WO2011136387A1 (ja) 2010-04-28 2011-11-03 株式会社バイコウスキージャパン サファイア研磨用スラリー、及びサファイアの研磨方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181132C1 (ru) * 1998-02-18 2002-04-10 Сент-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. Состав для полирования оптических поверхностей
JP2002506915A (ja) * 1998-03-18 2002-03-05 キャボット コーポレイション 銅基材に有益な化学機械的研磨スラリー
JP2000239652A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Yamaguchi Seiken Kogyo Kk 硬脆材料用精密研磨組成物及びそれを用いた硬脆材料の精密研磨方法
RU2356926C2 (ru) * 2003-07-11 2009-05-27 У.Р. Грэйс Энд Ко.-Конн. Абразивные частицы для механической полировки
JP2006203188A (ja) * 2004-12-22 2006-08-03 Showa Denko Kk 研磨組成物及び研磨方法
JP5156238B2 (ja) * 2007-02-08 2013-03-06 株式会社豊田中央研究所 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012115020A1 (ja) 2014-07-07
TWI605112B (zh) 2017-11-11
US20130324015A1 (en) 2013-12-05
KR20140015366A (ko) 2014-02-06
KR101868191B1 (ko) 2018-06-15
EP2679342B1 (en) 2020-08-05
EP2679342A4 (en) 2017-05-03
RU2013142630A (ru) 2015-04-10
EP2679342A1 (en) 2014-01-01
CN107052988A (zh) 2017-08-18
US9662763B2 (en) 2017-05-30
CN103415372A (zh) 2013-11-27
WO2012115020A1 (ja) 2012-08-30
TW201237155A (en) 2012-09-16
JP5972860B2 (ja) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2591152C2 (ru) Полирующая композиция
TWI619805B (zh) 用於硬脆材料之研磨用組成物、硬脆材料基板之研磨方法及製造方法
US20140051335A1 (en) Abrasive and polishing composition
WO2011034808A2 (en) Composition and method for polishing bulk silicon
US20130092871A1 (en) Composition for polishing silicon carbide substrate and method for polishing silicon carbide substrate
JP7424967B2 (ja) ガリウム化合物系半導体基板研磨用組成物
US8815110B2 (en) Composition and method for polishing bulk silicon
TW201446952A (zh) 研磨用組成物
KR102515815B1 (ko) 연마용 조성물 및 실리콘 웨이퍼의 연마 방법
US20160257854A1 (en) Polishing composition and polishing processing method using same
KR101357328B1 (ko) Ｃｍｐ 연마액, 및 이것을 이용한 연마 방법 및 반도체 기판의 제조 방법
WO2016075880A1 (ja) 研磨用組成物およびそれを用いた基板の製造方法
JPWO2016043088A1 (ja) サファイア基板用研磨剤組成物
WO2016181600A1 (ja) 合成石英ガラス基板用研磨剤及び合成石英ガラス基板の研磨方法
US20140001153A1 (en) Polishing slurry and polishing method thereof
KR20230141821A (ko) 연마용 조성물
WO2016021325A1 (ja) Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法
CN112771648A (zh) 氧化镓基板研磨用组合物
JP6551053B2 (ja) Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法
CN114450376B (zh) 研磨用组合物
JP2004277474A (ja) Ｃｍｐ研磨剤、研磨方法及び半導体装置の製造方法
JP2005005501A (ja) Ｃｍｐ研磨剤、研磨方法及び半導体装置の製造方法