TW201835997A - 碳化矽基板的研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供即使使用通常研磨速度無法提昇的研磨墊，亦可提昇研磨速度之將碳化矽基板進行研磨之研磨方法。 本發明之解決手段為，一種研磨方法，其係將碳化矽基板進行研磨之研磨方法，其包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟，前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。
Description
[0001] 本發明係關於將碳化矽基板進行研磨之研磨方法。
[0002] 於功率半導體之領域中，相較於矽(Si)，高溫動作性較優異，小型且節能效果亦高的碳化矽(SiC)電源裝置之活用備受期待。又，基板之大口徑化/量產化發展，伴隨此，基板加工技術之重要性增加。但，碳化矽係極高硬度且化學性/熱性亦安定，因此，非常難加工。 [0003] 另外，SiC基板之加工製程，基本上係與Si基板相同地，由用以使鑄錠之切斷、切斷晶圓之厚度與形狀一致的研磨及/或研削(所謂的「粗研磨步驟」)、以及用以去除損傷層的最後加工研磨(所謂的「最後加工步驟」)等所構成。 [0004] 但，SiC係遠比Si更硬且化學性/熱性亦安定，因此，無法使用一般被使用於Si基板之研磨的綠色碳化矽(GC)研磨粒或FO研磨粒(褐色氧化鋁與鋯石之混合物)等之研磨粒。 [0005] 如此般，於碳化矽基板之研磨中，對於此難以研磨的碳化矽基板要如何有效率地進行研磨之點係成為重要的課題。 [0006] 若想要解決該課題，則已知有使用作為高硬度之金剛石研磨粒，並使用定盤來進行研磨的技術(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [0007] 專利文獻1：日本特開2009-172737號公報
[發明所欲解決之課題] [0008] 然而，本發明者們發現於以往的技術中生產性無法提昇，就整體的觀點而言，存在有碳化矽基板之研磨效率無法提昇的情況。在針對此原因進行努力研究的過程中，本發明者們著眼於用以進行研磨的定盤。在使用定盤的情況下，除了想到飾面(初步作業)或平面切削(facing)等之外，亦會花費工夫與時間，可推測其係碳化矽基板之研磨效率無法提昇的原因之一。 [0009] 另一方面，SiC遠比Si更硬且化學性/熱性亦安定的情況係如以上所述，若將此換言之，則若非研磨墊，而是使用如定盤般之硬的構件來進行研磨，則SiC之研磨速度通常無法提昇。如此般，發現於將碳化矽基板進行研磨之研磨方法中存在著相反的課題。 [0010] 因而，本發明之課題為提供即使使用通常研磨速度無法提昇的研磨墊，亦可提昇研磨速度之將碳化矽基板進行研磨之研磨方法。 [用以解決課題之手段] [0011] 上述課題係藉由一種研磨方法而得以解決，該研磨方法係將碳化矽基板進行研磨之研磨方法，其包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟，前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。 [發明效果] [0012] 依據本發明，可提供即使使用通常研磨速度無法提昇的研磨墊，亦可提昇研磨速度之將碳化矽基板進行研磨之研磨方法。
[0014] 以下，對本發明進行說明。另外，本發明並不僅限定於以下的實施形態。此外，只要無特別記載，則操作及物性等之測定，係在室溫(20℃以上25℃以下)/相對濕度40%RH以上50%RH以下的條件下進行測定。 [0015] 本發明係一種研磨方法，其係將碳化矽基板進行研磨之研磨方法，其包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟，前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。依據該構成，可提供即使使用通常研磨速度無法提昇的研磨墊，亦可提昇研磨速度之將碳化矽基板進行研磨之研磨方法。 [0016] 以下，針對本發明之研磨方法的構成來詳細地說明。 [0017] ＜研磨對象物＞ 首先，針對以本發明之研磨方法進行研磨的研磨對象物進行說明。以本發明之研磨方法進行研磨的研磨對象物係碳化矽。 [0018] 一般而言，碳化矽基板之加工方法係由用以使鑄錠之切斷、切斷晶圓之厚度與形狀一致的研磨及/或研削(所謂的「粗研磨步驟」)、以及用以去除損傷層的最後加工研磨(所謂的「最後加工步驟」)等所構成。也就是說，在鑄錠切斷後，使用固定研磨粒來進行平面切削及/或使用金屬定盤，將金剛石等之高硬度的材料作為研磨粒使用，來對具有所期望之表面粗度或平坦度的碳化矽基板進行最後加工(所謂的「粗研磨步驟(包含金剛石研磨步驟)」)。最後，為了消除因「金剛石研磨步驟」所產生的表面傷痕等，而以CMP等進行最後加工研磨步驟(所謂的「最後加工研磨步驟」)。 [0019] 相對於此，於本發明之研磨方法中，作為金剛石研磨步驟(一次研磨步驟)之取代，而使用研磨墊來研磨碳化矽基板，且伴隨研磨粒與碳化矽基板之固相反應來進行該研磨。 [0020] ＜一次研磨步驟＞ 本發明之研磨方法係包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟，前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。 [0021] [研磨墊] 作為本發明之一次研磨步驟中所使用的研磨墊並無特別限定，但，可列舉例如硬質發泡型、不織布型、瑞典蕪菁型者等。該等當中，就硬度的觀點而言，以硬質發泡型者為宜，尤其是以聚胺基甲酸酯墊為佳。 [0022] 研磨墊之肖氏D硬度，就使研磨效率提昇的觀點而言，較佳為50以上，更佳為55以上，再更佳為60以上。另外，硬度之上限雖無特別限制，但較佳係以低於定盤的硬度作為基準。該肖式D硬度係可使用JIS Z2246：2000之方法來進行測定，本實施例亦以此方式進行測定。作為本發明之一次研磨步驟中所使用的研磨墊，可藉由選擇硬度較高者，而促進機械性作用之發揮，而提昇研磨效率。 [0023] 又，於本發明之研磨方法中，亦具有特徵在於，不採用以往所進行之使用有金屬定盤的金剛石研磨步驟，而使用研磨墊來進行一次研磨步驟。若使用這種(具有比金屬定盤之硬度更小的硬度)研磨墊，則通常，作為具有非常高的硬度之物質之碳化矽基板的研磨效率會明顯變低，而生產效率降低，此乃技術常識。然而，於本發明中，亦具有特徵在於，即使使用如此之研磨墊，亦可確保高的研磨效率之點。 [0024] [包含研磨粒之研磨構件A] 可推測，為了提昇碳化矽基板之研磨效率，作為研磨粒係以期待機械性作用而選擇硬度較高者為宜。 [0025] 然而，本發明者們發現，即使使用高硬度的研磨粒，研磨效率亦不如期待般地提昇。因此，本發明者們進行努力探討的結果，發現藉由伴隨研磨粒與碳化矽基板之固相反應來進行一次研磨步驟，而使研磨效率驚人地提昇。 [0026] 這種研磨粒係只要是在研磨時會與碳化矽基板產生固相反應者則無限制，但，依據本發明之較佳的實施形態，這種研磨粒為一種當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下的研磨粒。因而，於本發明之較佳的形態中，亦可提供當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下的研磨方法。 [0027] 在此，針對具有這種特徵之研磨粒係使用實施例之第1圖、第2圖及第3圖來具體地說明。第1圖係作為研磨對象物之材料的碳化矽單品之XRD的測定結果。第2圖係TiB2
單品之XRD的測定結果。並且，第3圖係TiB2
、碳化矽之混合品之XRD的測定結果。如第1圖所示般，若測定將碳化矽(SiC)單獨從25℃(常溫，以下相同)加熱至1500℃所得之燒成品的XRD，則至少1500℃時以繞射角2θ在22°附近顯現特異的峰值。又，如第2圖所示般，若測定將TiB2
單獨從25℃(常溫，以下相同)加熱至1500℃所得之燒成品的XRD，則至少1500℃時以繞射角2θ在28°附近顯現特異的峰值。另一方面，在碳化矽單獨所觀察到之22°附近的強峰值係如第3圖所示般，若與TiB2
進行混合來燒成，則幾乎消失。相同地，在TiB2
單獨所觀察到之28°附近的強峰值係如第3圖所示般，若與碳化矽進行混合來燒成，則幾乎消失。 [0028] 在此，可想定若在TiB2
與碳化矽之間沒有產生任何反應，則TiB2
與碳化矽之混合品之燒成品的峰值係成為如碳化矽單獨之燒成品的峰值與TiB2
單獨之燒成品的峰值單純地合成般者。但，如第3圖所示般地，得知無論是TiB2
單獨之燒成品的峰值強度或碳化矽單獨之燒成品的峰值強度，皆會因彼此混合來燒成，而比所想定之峰值強度更減少。若將此換言之，則可解釋成TiB2
與碳化矽係藉由加熱至1500℃而產生反應(固相反應)者。對於「減少至合成峰值強度以下」的概念下述亦作相同考量。 [0029] 又，依據本發明之另一較佳的實施形態，這種研磨粒為一種使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒，當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下的研磨粒。又，亦可提供包含該研磨粒之研磨構件。 [0030] 又，於本發明之較佳的形態中，亦可提供當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下的研磨方法。 [0031] 如此般，在單獨之燒成品所觀測到的繞射峰值因混合物之燒成品而減少者係可判斷為產生了固相反應者。另外，當進行X射線繞射時，碳化矽與研磨粒任一者皆為粉末的形態，在操作及測定精度上，較佳係該等平均二次粒徑分別為0.1～10μm。 [0032] 若使用具有這種特徵之研磨粒來將碳化矽基板進行研磨，則研磨效率會提昇的理由係可推測如下。亦即，於一次研磨步驟中，一邊供給包含研磨粒之研磨構件A，一邊使貼附有研磨墊的定盤旋轉，而將碳化矽基板進行研磨。藉由此旋轉，而於研磨粒與碳化矽基板之間產生摩擦熱。可推測，此摩擦熱係達到1000℃以上(依情況為1500℃)者，也就是說，可推測為產生與得到上述之混合物之燒成品時相同的現象者。因此，可推測具有這種特徵之研磨粒係在研磨時與碳化矽基板產生固相反應，而以該固相反應所發揮的作用促進碳化矽基板之研磨。另外，燒成品之製造方法、與粉末X射線繞射峰值之測定條件係依實施例所記載之方法。 [0033] 以上，於本發明中，亦可提供使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒，其係具備伴隨與前述碳化矽基板固相反應而進行研磨的作用之研磨粒。又，亦可提供包含該研磨粒之研磨構件。 [0034] 又，亦可提供一種使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒，當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下的研磨粒。又，亦可提供包含該研磨粒之研磨構件。 [0035] 上述之研磨粒之具體例，典型而言係可列舉B4
C、TiB2
或MgO。又，於本發明之較佳的形態中，研磨粒係B4
C或TiB2
。藉由這種形態，而可更有效率地展現固相反應。 [0036] 於本發明之較佳的形態中，前述研磨粒之維氏硬度的下限，較佳為2,000Hv以上，更佳為2,100Hv以上，再更佳為2,200Hv以上。另一方面，該維氏硬度的上限，較佳為4,000Hv以下，更佳為3,500Hv以下，再更佳為3,000Hv以下，又再更佳為2,500Hv以下，又再更佳為2,350Hv以下。因而，於本發明之較佳的形態中，研磨粒之維氏硬度為2,000Hv以上、4,000Hv以下。若為此範圍，則可更加提昇研磨效率，而減低對於研磨加工面的損傷。另外，維氏硬度之測定方法係依JISZ2244：2009。 [0037] 研磨粒之平均二次粒徑的下限，就研磨效率的觀點而言，較佳為5μm以上，更佳為15μm以上，再更佳為30μm以上，又再更佳為33μm以上，又再更佳為35μm以上，又再更佳為36μm以上。又，研磨粒之平均二次粒徑的上限，就對於研磨加工面之損傷減低的觀點而言，較佳為50μm以下，更佳為45μm以下，再更佳為40μm以下。因而，於本發明之較佳的形態中，研磨粒之平均二次粒徑為5～50μm。若為如此之範圍，則具有將對於研磨加工面的損傷抑制在容許水準以下，並且可達成高研磨效率的效果。另外，研磨粒之平均二次粒徑，例如，可藉由以雷射繞射散射法所代表之動態光散射法而測定。本發明之實施例亦依此方式算出。 [0038] 研磨構件A之形態並無特別限制，但，於本發明之較佳的形態中，前述研磨構件A係包含研磨粒的研磨漿體。於本發明之另一形態中，研磨構件A亦可為粉末形態之前述研磨粒。在研磨構件A為包含研磨粒之研磨漿體之形態的情況，研磨構件A係包含分散介質。作為分散介質雖可考慮有機溶媒、水，但其中較佳係包含水。 [0039] 在研磨構件A為包含研磨粒之研磨漿體之形態的情況，研磨構件A中的研磨粒之含量的下限，就為了促進固相反應而確保研磨粒與碳化矽之接點的觀點而言，較佳為1質量%以上，更佳為3質量%以上，再更佳為5質量%以上，又再更佳為10質量%以上，又再更佳為13質量%以上。又，研磨構件A中之研磨粒之含量的上限，較佳為30質量%以下，更佳為25質量%以下，再更佳為20質量%以下，又再更佳為18質量%以下。若為如此之範圍，則具有抑制成本，並且可達成高研磨效率的效果。 [0040] [研磨構件A之製造方法] 本發明之研磨構件A之製造方法並無特別限制，例如，可藉由將研磨粒及因應需要添加之其他成分，在分散介質中進行攪拌混合而得到。將各成分進行混合的順序或混合時的溫度，又，混合時間亦無特別限制。另外，針對其他成分係後述。 [0041] ＜最後加工研磨步驟＞ 於本發明之研磨方法中，亦可在一次研磨步驟之後，設有最後加工研磨步驟。於較佳之實施形態中，最後加工研磨步驟係使用研磨墊，並以包含研磨粒B之研磨漿體B進行研磨。作為研磨墊係可使用周知者。 [0042] 作為研磨漿體B中所包含的研磨粒B亦可為無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子之任一種。作為無機粒子之具體例係可列舉例如：由膠體二氧化矽等之二氧化矽、氧化鈰、氧化鈦、氧化鋁等之金屬氧化物所構成的粒子、氮化矽粒子、碳化矽粒子、氮化硼粒子。作為有機粒子之具體例係可列舉例如：乳膠粒子、聚苯乙烯粒子、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子。該研磨粒亦可單獨或是該等之複合物，或者2種以上混合來使用。又，該研磨粒係可使用市售品，亦可使用合成品。 [0043] 該等研磨粒當中，較佳為二氧化矽。另外，就抑制研磨損傷之發生的觀點而言，特佳者為膠體二氧化矽。 [0044] 針對研磨粒B之平均一次粒徑、平均二次粒徑、及粒度分布、或研磨漿體B中之研磨粒B之含量、研磨漿體B之pH等係可適當參照周知的條件來適用。又，在研磨漿體B所使用的分散介質並無特別限制，可使用有機溶媒、水等。 [0045] 本發明之研磨漿體B之製造方法並無特別限制，例如，可藉由將研磨粒B及因應需要之其他成分，在分散介質中進行攪拌混合而得到。將各成分進行混合的順序、或混合時的溫度、混合時間等並無特別限制。 [0046] [其他成分] 本發明之研磨構件A、研磨漿體B，亦可因應需要而進一步包含錯合劑、蝕刻劑、氧化劑等之用以使研磨速度更提高的添加劑、或於碳化矽基板之表面賦予親水性或分散效果的添加劑、防蝕劑、防黴劑、防鏽劑、螯合劑、提昇研磨粒之分散性的分散劑、使研磨粒的凝聚物之再分散成為容易的分散助劑、pH調整劑等之其他成分。 [0047] 但，在添加有於碳化矽基板之表面賦予親水性或分散效果的添加劑或分散劑、分散助劑等的情況，對於碳化矽基板之因固相反應所致之加工會被抑制，而有無法得到適當的研磨速度之虞。因此，添加該等之添加劑時的添加量，相對於研磨構件A，較佳為未達1質量%，更佳為未達0.5質量%，再更佳為未達0.1質量%。相對於研磨漿體B亦相同。 [0048] 本發明之研磨構件A之pH的下限，較佳為6.0以上，更佳為6.5以上，再更佳為7.0以上，又再更佳為7.3以上，又再更佳為7.5以上。又，研磨構件A之pH的上限，較佳為9.0以下，更佳為8.5以下，再更佳為8.2以下。 [0049] ＜研磨方法＞ 本發明之研磨方法係將碳化矽基板進行研磨之研磨方法，其係包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟，前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。又，本發明之研磨方法，亦可在前述一次研磨步驟之後，設有使用研磨墊，並以包含研磨粒B之研磨漿體B進行研磨的最後加工研磨步驟。 [0050] 對於碳化矽基板之一次研磨步驟，或是最後加工研磨步驟係可使用在碳化矽基板之研磨中所使用之通常的裝置或條件來進行。作為一般的研磨裝置係有單面研磨裝置或雙面研磨裝置。 [0051] 於單面研磨裝置中係使用被稱為載體的保持具來保持碳化矽基板，在一次研磨步驟中係一邊供給研磨構件A；在最後加工研磨步驟中係一邊供給研磨漿體B，一邊將貼附有研磨墊的定盤按壓於碳化矽基板的單面，使定盤旋轉，藉此而將基板的單面進行研磨。 [0052] 於雙面研磨裝置中係使用被稱為載體的保持具來保持碳化矽基板，從上方，在一次研磨步驟中係一邊供給研磨構件A；在最後加工研磨步驟中係一邊供給研磨漿體B，一邊將貼附有研磨墊的定盤按壓於碳化矽基板的對向面，使該等往相對方向進行旋轉，藉此而將基板的兩面進行研磨。 [0053] 作為本發明之研磨方法中的研磨條件係可列舉研磨荷重。一般而言，荷重越高研磨粒所造成的摩擦力越大，而機械性的加工力會提昇，並且因摩擦熱所致之固相反應亦會被促進，故研磨速度會上昇。 [0054] 本發明之研磨方法中的荷重雖無特別限定，但為了充分的研磨速度，與抑制於表面發生損傷等的缺陷，在一次研磨步驟中，於基板之每一單位面積，較佳為150g/cm2
以上，更佳為200g/cm2
以上，再更佳為250g/cm2
以上，又再更佳為280g/cm2
以上。又，於基板之每一單位面積之荷重的上限，較佳為750g/cm2
以下，更佳為400g/cm2
以下，再更佳為350g/cm2
以下，又再更佳為330g/cm2
以下。另外，於一次研磨步驟中之荷重並不限定於上述，由於依據研磨粒之種類而產生固相反應的溫度會不同，因此只要以成為該溫度的方式來適當調整荷重即可。 [0055] 又，在最後加工研磨步驟中之荷重係於基板之每一單位面積，較佳為150g/cm2
以上，更佳為200g/cm2
以上，再更佳為250g/cm2
以上。又，於基板之每一單位面積之荷重的上限，較佳為750g/cm2
以下，更佳為400g/cm2
以下，再更佳為350g/cm2
以下。 [0056] 作為本發明之研磨方法中的研磨條件，於一次研磨步驟中，單面研磨裝置中之定盤之旋轉速度的下限，較佳為90rpm以上，更佳為100rpm以上。又，旋轉速度的上限，較佳為130rpm以下，更佳為120rpm以下。於一次研磨步驟中，兩面研磨裝置中之定盤之旋轉速度的下限，較佳為20rpm以上，更佳為30rpm以上。旋轉速度的上限，較佳為60rpm以下，更佳為50rpm以下。另外，於一次研磨步驟中之旋轉速度並不限定於上述，由於依據研磨粒之種類而產生固相反應的溫度會不同，因此只要以成為該溫度的方式來適當調整旋轉速度即可。 [0057] 於最後加工研磨步驟中，單面研磨裝置中之定盤之旋轉速度的下限雖無特別限制，但較佳為90rpm以上，更佳為100rpm以上。又，旋轉速度的上限雖無特別限制，但較佳為130rpm以下，更佳為120rpm以下。於最後加工研磨步驟中，兩面研磨裝置中之定盤之旋轉速度的下限雖無特別限制，但較佳為20rpm以上，更佳為30rpm以上。旋轉速度的上限雖無特別限制，但較佳為60rpm以下，更佳為50rpm以下。 [0058] 研磨構件A、研磨漿體B之供給量，雖亦依據研磨裝置、研磨條件而異，但只要研磨構件A、研磨漿體B為於基板與研磨墊之間無不均地供給至全面所需之充分的量即可。 [0059] ＜研磨完畢之碳化矽基板之製造方法＞ 於本發明中係可提供研磨完畢之碳化矽基板之製造方法，其係包含以上述之研磨方法來進行研磨的步驟，或是包含使用研磨墊，並使用上述之研磨粒，來將碳化矽基板進行研磨的一次研磨步驟。依據該構成，可有效率地製造研磨完畢之碳化矽基板。也就是說，依據該製造方法，生產性會提昇。 實施例 [0060] 使用以下之實施例及比較例來進一步詳細地說明本發明。但，本發明之技術性範圍並非僅限制於以下的實施例。 [0061] ＜實施例1＞ (一次研磨步驟) 藉由使研磨粒(材質：B4
C、平均二次粒徑：38μm、維氏硬度：2,250Hv)15質量％分散於純水中，而調製研磨構件Ａ。另外，實施例、比較例之pH係實施例1：7.9，比較例1：7.9，比較例2：8.2，比較例3：8.0，比較例4：7.7。研磨構件A(液溫：25℃)之pH係藉由pH計(股份有限公司堀場製作所製型號：LAQUA F-71)而確認。 [0062] 使用該研磨構件A，以下述表中所示之條件，來將碳化矽基板(19.63cm2
)進行單面研磨。 [0063] ＜碳化矽基板之一次研磨步驟的研磨條件＞ 研磨裝置：日本ENGIS股份有限公司製 研磨荷重(加工壓)：300g/cm2
研磨墊：聚胺基甲酸酯研磨墊(肖氏D硬度:62) 研磨時間：20min 流量：10ml/min 定盤旋轉速度：110rpm [0064] ＜比較例1＞ 於實施例1之一次研磨步驟中，如表1所示般地變更成研磨粒與定盤，並將定盤旋轉速度設為40rpm，除此之外，以與實施例1相同方式，來調查研磨效率。 [0065] ＜比較例2＞ 於實施例1之一次研磨步驟中，變更成如表1所示之研磨粒與定盤，並將定盤旋轉速度設為40rpm，除此之外，以與實施例1相同方式，來調查研磨效率。 [0066] ＜比較例3＞ 於實施例1之一次研磨步驟中，變更成如表1所示之研磨粒，除此之外，以與實施例1相同方式，來調查研磨效率。 [0067] ＜比較例4＞ 於實施例1之一次研磨步驟中，變更成如表1所示之研磨粒與定盤，並將定盤旋轉速度設為40rpm，除此之外，以與實施例1相同方式，來調查研磨效率。 [0068] ＜研磨效率＞ 使用實施例1及各比較例之研磨構件A，進行研磨20分鐘，測定研磨之前後的碳化矽基板之重量，將由研磨前後的重量之差來計算而求出的研磨效率(研磨速度)顯示於下述表1。 [0069] ＜X射線繞射光譜(XRD)＞ 準備：SiC單品(平均二次粒徑：4.4μm)； TiB2
單品(平均二次粒徑：3.4μm)； TiB2
(平均二次粒徑：3.4μm)與SiC(平均二次粒徑：4.4μm)之混合品(重量比計為1：1)； B4
C單品(平均二次粒徑：4.6μm)； B4
C(平均二次粒徑：4.6μm)與SiC(平均二次粒徑：4.4μm)之混合品(重量比計為1：1)； MgO單品(平均二次粒徑：5.2μm)； MgO(平均二次粒徑：5.2μm)與SiC(平均二次粒徑：4.4μm)之混合品(重量比計為1：1)。 [0070] 另外，該等全部為粉末形態。 [0071] 另外，於平均二次粒徑之測定，可使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置之股份有限公司堀場製作所製之"LA-950-V2"來進行。 [0072] 其後，分別從25℃至1000℃(或是1500℃)以昇溫速度2.5℃/min進行4小時燒成，而準備樣品。其後，測定各樣品的XRD。測定條件係如以下所述。 [0073] (測定條件) X-Ray：20kV/10mA 發散狹縫：1° 發散縱限制狹縫：10mm 散射狹縫：2° 接收狹縫：0.05mm Start：10° Stop：70° Step：0.01°。 [0074] 測定結果，得知當進行將TiB2
單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將碳化矽與TiB2
以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時的情況(第2圖、第3圖)。 [0075] 又，得知當進行將B4
C單獨從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將碳化矽與B4
C以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時的情況(第4圖、第5圖)。 [0076] 又，得知當進行將MgO單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將碳化矽與MgO以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時的情況(第6圖、第7圖)。也就是說，得知TiB2
及MgO係在至少1500℃之時點，B4
C係在至少1000℃之時點，與碳化矽產生固相反應(於表1中係將固相反應性顯示為「○」)。另一方面，於SiC彼此並無產生固相反應，SiC與金剛石亦無產生固相反應，故於表1中顯示為「×」。 [0077] 另外，將各混合品從25℃加熱至1500℃所得之燒成品中以繞射角2θ之22°附近的強度相對於將碳化矽單獨加熱至1500℃所得之燒成品之以繞射角2θ之22°附近的頂峰峰值強度的減少率係TiB2
為96.8%、B4
C為91.4%、MgO為97.6%(第1圖、第3圖、第5圖、第7圖)。 [0078][0079] ＜考察＞ 如由上述表1所得以明瞭般地，顯示出依據本發明之研磨方法，即使使用通常研磨速度無法提昇的研磨墊，亦可提昇研磨速度。又，由於藉由使用研磨墊而無須飾面(初步作業)或平面切削(facing)，因此整體性的作業效率亦提昇，而有助於碳化矽基板之研磨效率的提昇。 [0080] 相對於此，依據於一次研磨步驟中使用有定盤(鑄鐵)的比較例1、2、4，正因研磨效率高，才需要飾面(初步作業)或平面切削(facing)，整體性的作業效率無法提昇，碳化矽基板之研磨效率亦無法提昇。另一方面，比較例3係由於一次研磨步驟是使用墊的研磨，因此雖無須飾面(初步作業)或平面切削(facing)，但研磨效率明顯為低，就整體性的觀點而言，碳化矽基板之研磨效率無法提昇。 [0081] 本發明之應著眼之點為以下之點。 [0082] (i)通常由於SiC之維氏硬度為2150Hv，B4
C之維氏硬度為2,250Hv，因此研磨粒之硬度與研磨對象物之硬度相等，並且，由於非為金屬定盤，而是使用聚胺基甲酸酯之研磨墊，因此研磨效率幾乎無法提昇。實際上，即使以具有與研磨對象物相同的硬度之研磨粒進行研磨，研磨效率亦幾乎未提昇(比較例3)。相對於此，於本發明之方法中係發揮高研磨效率之點(實施例1)。 [0083] (ii)一般的碳化矽之研磨製程雖包含粗研磨步驟、金剛石研磨步驟(定盤、研磨粒：金剛石)、以及CMP(研磨墊、研磨粒：膠體二氧化矽)，但依據本發明，尤其，可期待成為使用有成本高的金剛石之金剛石研磨(定盤、研磨粒：金剛石)步驟之替代手段以上之點。 [0084]另外，本申請案係根據2017年2月21日所申請之日本專利申請特願第2017-30216號，其揭示內容係藉由參照而全部引用。
[0013] [第1圖]係SiC單品之XRD的測定結果。 [第2圖]係TiB2
單品之XRD的測定結果。 [第3圖]係TiB2
、SiC之混合品之XRD的測定結果。 [第4圖]係B4
C單品之XRD的測定結果。 [第5圖]係B4
C、SiC之混合品之XRD的測定結果。 [第6圖]係MgO單質之XRD的測定結果。 [第7圖]係MgO、SiC之混合品之XRD的測定結果。
Claims (11)
- 一種研磨方法，其係將碳化矽基板進行研磨之研磨方法， 其包含使用研磨墊，來以包含研磨粒之研磨構件A進行研磨的一次研磨步驟， 前述一次研磨步驟係伴隨前述研磨粒與前述碳化矽基板之固相反應而進行的研磨。
- 如請求項1之研磨方法，其中，當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下。
- 如請求項1之研磨方法，其中，當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下。
- 如請求項1～3中任一項之研磨方法，其中，前述研磨構件A係包含研磨粒的研磨漿體。
- 如請求項1～4中任一項之研磨方法，其中，前述研磨粒之維氏硬度為2,000～4,000Hv。
- 如請求項1～5中任一項之研磨方法，其中，前述研磨粒為B4 C或TiB2 。
- 如請求項1～6中任一項之研磨方法，其中，前述研磨粒之平均二次粒徑為5～50μm。
- 一種研磨粒，其係使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒， 其具備伴隨與前述碳化矽基板之固相反應而進行研磨的作用。
- 一種研磨粒，其係使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒， 當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1500℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下。
- 一種研磨粒，其係使用於將碳化矽基板進行研磨的研磨方法中之使用研磨墊來進行研磨之一次研磨步驟中的研磨粒， 當進行將前述研磨粒或碳化矽單獨從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，以繞射角2θ在20～40°之範圍所觀測的最大繞射峰值強度，係減少至當進行將前述碳化矽與前述研磨粒以重量比1：1進行混合並從25℃加熱至1000℃所得之燒成品的X射線繞射時，前述研磨粒單獨之燒成品與前述碳化矽單獨之燒成品的前述最大繞射峰值強度之繞射角2θ之合成峰值強度以下。
- 一種研磨完畢之碳化矽基板之製造方法，其係包含以如請求項1～7中任一項之研磨方法來進行研磨的步驟，或是包含使用研磨墊，並使用如請求項8～10中任一項之研磨粒，來將碳化矽基板進行研磨的一次研磨步驟。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017030216 | 2017-02-21 | ||
| JP2017-030216 | 2017-02-21 |
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