WO2016072370A1 - 研磨方法およびポリシング用組成物 - Google Patents

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    • H10D62/8325Silicon carbide

Definitions

  • the present invention relates to a polishing method and a polishing composition used in the method. Specifically, the present invention relates to a polishing method for a high hardness material such as a silicon carbide single crystal, and a polishing composition used in the method.
  • This international application includes Japanese Patent Application No. 2014-227388 filed on November 7, 2014, Japanese Patent Application No. 2015-130438 filed on June 29, 2015, and June 2015. Claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-130439 filed on the 29th, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
  • Polishing (wrapping) of smooth surfaces of high-hardness materials such as diamond, sapphire (aluminum oxide), silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride, etc.
  • polishing performed by supplying a polishing slurry between the polishing pad and an object to be polished using a polishing pad after lapping using diamond abrasive grains or instead of lapping has been studied. Yes.
  • Patent documents 1 to 5 are cited as documents disclosing this type of prior art.
  • Japanese Patent Application Publication No. 7-288243 Japanese Patent Application Publication No. 2007-533141 Japanese Patent Application Publication No. 2011-121153 Japanese Patent Application Publication No. 2012-248569 Japanese Patent Application Publication No. 2014-24154
  • polishing high hardness materials such as silicon carbide
  • basic performances such as polishing speed and smoothness are in the process of being put into practical use.
  • flatness is mentioned in Patent Document 4, for example, Because it is a consideration in staged policing, its requirement level is not so high.
  • polishing high-hardness materials where the reduction in processing force tends to be noticeable in designs that emphasize smoothness, it is difficult to achieve both smoothness and flatness compared to polishing silicon wafers and glass substrates. Not too long. This is the technical level of high-hardness material polishing, and it has been the situation that studies on the compatibility between smoothness and flatness have not been made at least at a practical level.
  • an object of the present invention is to provide a polishing method capable of efficiently realizing both smoothness and flatness for a high hardness material.
  • Another related object is to provide a polishing composition suitable for carrying out such a polishing method.
  • a method for polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more is provided.
  • This polishing method is: abrasives A process and a preliminary polishing by using a preliminary polishing composition comprising a PRE; using a finishing polishing composition hardness than the abrasive grains
  • a PRE comprises a low abrasive A FIN finished And polishing.
  • polishing method it is possible to efficiently realize both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material.
  • the smoothness and flatness that cannot be achieved by the conventional technique can be realized on the surface of the high hardness material by a method with excellent productivity.
  • lapping refers to polishing performed by pressing the surface of a polishing platen against an object to be polished. Therefore, no polishing pad is used in the lapping process.
  • the lapping step refers to polishing performed by supplying abrasive grains (typically diamond abrasive grains) between a polishing surface plate and an object to be polished.
  • Polishing refers to polishing performed using a polishing pad.
  • a polishing slurry is applied between the polishing pad and an object to be polished using a polishing pad attached to the surface of the surface plate. This is polishing performed by supplying.
  • the abrasive grain A PRE has a Vickers hardness of 800 to 3000 Hv
  • the abrasive grain A FIN has a Vickers hardness of 200 to 1500 Hv.
  • the average secondary particle diameter P PRE of the abrasive A PRE is larger than the average secondary particle diameter P FIN of the abrasive A FIN.
  • the preliminary polishing composition contains a water-soluble polishing aid BPRE
  • the finish polishing composition contains a water-soluble polishing aid B FIN .
  • the polishing aid B PRE includes a composite metal oxide CMO PRE .
  • This composite metal oxide CMO PRE has a monovalent or divalent metal element (excluding a transition metal element) and a fourth periodic transition metal element in the periodic table.
  • the polishing aid B FIN includes a composite metal oxide CMO FIN .
  • This composite metal oxide CMO FIN has a monovalent or divalent metal element (however, excluding a transition metal element) or ammonia, and a Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table.
  • the polishing aid B FIN further includes an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide CMO FIN .
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide CMO FIN .
  • a composition used for preliminary polishing performed before finish polishing (preliminary polishing composition) Product) is provided.
  • This composition contains an abrasive grain A PRE having a hardness higher than that of the abrasive grain A FIN used in the finish polishing.
  • the polishing method disclosed herein can be preferably carried out.
  • composition for finishing polishing used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • Product a composition (composition for finishing polishing) used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • This composition contains the abrasive grain A FIN having a lower hardness than the abrasive grain A PRE used in the preliminary polishing.
  • the polishing method disclosed herein can be preferably carried out.
  • a method of polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more includes: a step of performing a preliminary polishing using the preliminary polishing composition; and a step of performing a final polishing using the final polishing composition.
  • the relationship between the redox potential ORP PRE of the preliminary polishing composition with respect to the standard hydrogen electrode and the redox potential ORP FIN with respect to the standard hydrogen electrode of the finish polishing composition satisfies ORP PRE > ORP FIN .
  • polishing method it is possible to efficiently realize both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material.
  • the smoothness and flatness that cannot be achieved by the conventional technique can be realized on the surface of the high hardness material by a method with excellent productivity.
  • the ratio of the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition to the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition is 1. 2 ⁇ (ORP PRE / ORP FIN ) ⁇ 4.0. According to the above polishing method, both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level.
  • the redox potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is in the range of 700 mV to 1500 mV
  • the redox potential ORP FIN of the finish polishing composition is 300 mV to 650 mV. It is a range.
  • a composition used for preliminary polishing performed before finish polishing (preliminary polishing composition) Product) is provided.
  • this composition the relationship between the redox potential ORP FIN for the standard hydrogen electrode of the final polishing composition used in the final polishing and the redox potential ORP PRE for the standard hydrogen electrode of the preliminary polishing composition is ORP PRE > ORP FIN is satisfied.
  • composition for finishing polishing used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • Product a composition (composition for finishing polishing) used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • this composition the relationship between the redox potential ORP PRE for the standard hydrogen electrode of the preliminary polishing composition used in the preliminary polishing and the redox potential ORP FIN for the standard hydrogen electrode of the final polishing composition is ORP PRE > ORP FIN is satisfied.
  • a method of polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more comprising: a step preliminary polishing by using a preliminary polishing composition containing abrasive grains A PRE; including; a step performing finishing polishing using the finishing polishing composition containing abrasive grains A FIN.
  • the relationship between the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the preliminary polishing composition and the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the finishing polishing composition satisfies R PRE > R FIN .
  • polishing method it is possible to efficiently realize both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material.
  • the smoothness and flatness that cannot be achieved by the conventional technique can be realized on the surface of the high hardness material by a method with excellent productivity.
  • the ratio of the standard polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition to the standard polishing rate R FIN of the final polishing composition (R PRE / R FIN ) is 1. 5 ⁇ (R PRE / R FIN ) ⁇ 5.0. According to the above polishing method, both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level.
  • the average secondary particle diameter P PRE of the abrasive A PRE the relationship between the average secondary particle diameter P FIN of the abrasive A FIN, P PRE> P FIN Meet. Smooth polishing and flatness on the surface of high-hardness material by selecting and using pre-polishing abrasive grains A PRE and finish-polishing abrasive grains A FIN that satisfy the above-mentioned relative relationship with respect to the average secondary particle diameter. Can be realized at a higher level.
  • the Vickers hardness H PRE of the abrasive A PRE the relationship between the Vickers hardness H FIN of the abrasive A FIN, satisfy H PRE> H FIN.
  • a composition used for preliminary polishing performed before finish polishing (preliminary polishing composition) Product) is provided.
  • the relationship between the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the finishing polishing composition used in the finishing polishing and the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the preliminary polishing composition is R PRE > Satisfies R FIN .
  • a composition used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • Product a composition (composition for finishing polishing) used for finishing polishing performed after preliminary polishing.
  • the relationship between the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the pre-polishing composition used in the pre-polishing and the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the final polishing composition is R PRE > Satisfies R FIN .
  • the polishing method according to the first aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition (preliminary polishing step) and a step of performing final polishing using a final polishing composition (finishing). Polishing step).
  • preliminary polishing step a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition
  • finishing a step of performing final polishing using a final polishing composition
  • polishing step the polishing object, the preliminary polishing composition, the finish polishing composition, and the polishing method will be described in this order.
  • the polishing method according to the first aspect disclosed herein is a method of polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or higher (also referred to as a high hardness material). According to the polishing method according to the first aspect disclosed herein, it is possible to efficiently realize both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material as described above.
  • the Vickers hardness of the high hardness material is preferably 1800 Hv or higher (for example, 2000 Hv or higher, typically 2200 Hv or higher).
  • the upper limit of Vickers hardness is not particularly limited, but may be about 7000 Hv or less (for example, 5000 Hv or less, typically 3000 Hv or less). In the present specification, the Vickers hardness can be measured based on JIS R 1610: 2003. An international standard corresponding to the JIS standard is ISO 14705: 2000.
  • Examples of the material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more include diamond, sapphire (aluminum oxide), silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, and titanium nitride.
  • the polishing method disclosed herein can be preferably applied to a single crystal surface of the above material that is mechanically and chemically stable. Especially, it is preferable that the grinding
  • the polishing method disclosed herein is particularly preferably applied to a single crystal surface of silicon carbide.
  • Pre-polishing composition > (1-2-1. Abrasive grain A PRE )
  • Preliminary polishing composition according to the first aspect disclosed herein includes abrasive A PRE.
  • the abrasive grain A PRE has higher hardness than the abrasive grain A FIN used for finish polishing described later. Thereby, the flatness can be improved efficiently.
  • Vickers hardness H ratio of PRE abrasive A PRE for the Vickers hardness H FIN abrasive A FIN (H PRE / H FIN ) is greater than 1, the efficiency of both the smoothness and flatness From the standpoint of realization, it is preferably 1.3 to 4.0, more preferably 1.8 to 3.0, and still more preferably 2.1 to 2.5.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably 800 Hv or more, more preferably 1200 Hv or more, and further preferably 1500 Hv or more, from the viewpoint of improving flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is not particularly limited, but is preferably 3000 Hv or less, more preferably 2000 Hv or less, and still more preferably 1700 Hv or less from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the value measured based on said JISR1610: 2003 is employ
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably equal to or lower than the Vickers hardness of the material constituting the surface of the object to be polished (polishing target material). Since the hardness of the abrasive grain A PRE is limited in the relative relationship with the hardness of the material to be polished, deterioration of smoothness tends to be suppressed.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is more preferably 300 Hv or more (for example, 500 Hv or more) lower than the Vickers hardness of the material to be polished.
  • the difference between the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE and the Vickers hardness of the material to be polished is preferably within 1000 Hv (for example, within 800 Hv) from the viewpoint of improving flatness. Thereby, coexistence with smoothness and flatness tends to be preferably realized.
  • the material and properties of the abrasive grain A PRE are not particularly limited as long as they satisfy a relative relationship with respect to hardness with the abrasive grain A FIN described later.
  • the abrasive grain A PRE can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • alumina particles, zirconium oxide particles, chromium oxide particles, and iron oxide particles are more preferable, and alumina particles are particularly preferable.
  • composition of the abrasive grains “substantially consisting of X” or “substantially consisting of X” means that the proportion of X in the abrasive grains (the purity of X) is the weight. It is 90% or more on the basis (preferably 95% or more, more preferably 97% or more, further preferably 98% or more, for example 99% or more).
  • the ratio of the alumina particles in the whole abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition is generally higher are preferred.
  • the proportion of alumina particles in the total abrasive grains APRE contained in the preliminary polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more (eg, 95 to 100%). % By weight).
  • backup polishing disclosed here does not contain a diamond particle substantially as abrasive grain APRE .
  • Diamond particles can be a limiting factor for improving smoothness due to their high hardness. Further, since diamond particles are generally expensive, they cannot be said to be an advantageous material in terms of cost performance. From a practical aspect, it is desirable that the degree of dependence on high-priced materials such as diamond particles is low.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is usually 20 nm or more, and is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more (for example, 400 nm or more) from the viewpoint of improving flatness. According to the abrasive grain A PRE having the above average secondary particle diameter, excellent flatness can be realized more efficiently.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is suitably about 5000 nm or less from the viewpoint of sufficiently securing the number per unit weight.
  • the average secondary particle diameter is preferably 3000 nm or less, more preferably 2000 nm or less (for example, 800 nm or less) from the viewpoint of achieving both high smoothness and flatness.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is less than 500 nm, for example, by a dynamic light scattering method using a model “UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Mv) can be measured. Moreover, about 500 nm or more particle
  • the average secondary particle diameter P PRE abrasive A PRE is preferably larger than the average secondary particle diameter P FIN abrasive A FIN described later. Thereby, smoothness and flatness of the surface of the high hardness material can be more preferably achieved.
  • the abrasive A abrasives A average secondary particle diameter P PRE ratio of PRE to the average secondary particle diameter P FIN of FIN (P PRE / P FIN) is about 1.0-20.
  • the ratio (P PRE / P FIN ) is preferably 2.0 to 10, more preferably 4.0 to 6.0 from the viewpoint of efficiently realizing both smoothness and flatness.
  • the abrasive concentration in the preliminary polishing composition is usually suitably 1% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving flatness, the abrasive concentration is preferably 3% by weight or more, and more preferably 5% by weight or more. In addition, from the viewpoint of achieving both high and efficient smoothness and flatness, and obtaining good dispersibility, the abrasive concentration in the preliminary polishing composition is usually 50% by weight or less. It is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 8% by weight or less.
  • the preliminary polishing composition according to the first aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid BPRE .
  • the polishing aid B PRE is a component that enhances the effect of preliminary polishing, and is typically water-soluble.
  • the polishing aid B PRE is not particularly limited, the polishing aid B PRE exhibits an action of modifying the surface of the object to be polished (typically oxidative deterioration) in the preliminary polishing, and causes the surface of the object to be polished to be weakened. Therefore, it is thought that it has contributed to grinding
  • the polishing aid B PRE includes peroxides such as hydrogen peroxide; nitric acid, nitrates thereof such as iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, nitrate complexes such as cerium ammonium nitrate as complexes thereof; peroxomonosulfuric acid, peroxodisulfuric acid Persulfuric acid such as persulfate such as ammonium persulfate and potassium persulfate; chloric acid and salts thereof, perchloric acid and perchloric salts such as potassium perchlorate; bromic acid and salts thereof Bromine compounds such as certain potassium bromate; iodine compounds such as iodic acid, its salt ammonium iodate, periodic acid, its salt sodium periodate, potassium periodate, etc .; iron acid, its salt iron Ferric acids such as potassium acid; permanganic acid, its salt sodium permanganate, permanganate such as potassium permanganate; chromic
  • permanganic acid or a salt thereof chromic acid or a salt thereof, iron acid or a salt thereof is preferable, and sodium permanganate or potassium permanganate is particularly preferable.
  • the preliminary polishing composition contains a composite metal oxide as the polishing aid BPRE .
  • the composite metal oxide include nitrate metal salts, iron acids, permanganic acids, chromic acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdic acids, rhenic acids, and tungstic acids.
  • iron acids, permanganic acids, and chromic acids are more preferable, and permanganic acids are more preferable.
  • the composite metal oxide includes a monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) and a fourth periodic transition metal element in the periodic table.
  • CMO PRE is used.
  • Preferred examples of the monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) include Na, K, Mg, and Ca. Of these, Na and K are more preferable.
  • Preferable examples of the fourth periodic transition metal element in the periodic table include Fe, Mn, Cr, V, and Ti. Among these, Fe, Mn, and Cr are more preferable, and Mn is more preferable.
  • Preliminary polishing composition disclosed herein is a composite metal oxide as a grinding aid B PRE (preferably CMO PRE composite metal oxide) may include a further comprising a grinding aid B PRE non complex metal oxide However, it does not have to be included.
  • the composite metal oxide as a grinding aid B PRE preferably a composite metal oxide CMO PRE
  • the composite metal oxide as a grinding aid B PRE preferably also in a manner substantially free of other grinding aid B PRE (e.g. hydrogen peroxide) Can be implemented.
  • the concentration of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition is usually suitably 0.1% by weight or more. From the viewpoint of improving flatness, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. Further, from the viewpoint of achieving both high smoothness and flatness, the concentration of the polishing aid BPRE is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, More preferably, the content is 2% by weight or less.
  • the composition for preliminary polishing according to the first aspect disclosed herein is a chelating agent, a thickener, a dispersant, a pH adjuster, a surfactant, an organic acid, an organic solvent, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Polishing compositions typically high hardness material polishing compositions such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • acid salts such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • inorganic acids such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • rust preventives preservatives, and fungicides
  • You may further contain the well-known additive which may be used as needed.
  • the content of the additive may be set as appropriate according to the purpose of the addition, and does not characterize the present invention, so a detailed description is omitted.
  • the solvent used in the composition for preliminary polishing according to the first aspect disclosed herein is not particularly limited as long as it can disperse the abrasive grains.
  • As the solvent ion exchange water (deionized water), pure water, ultrapure water, distilled water and the like can be preferably used.
  • the composition for preliminary polishing disclosed herein may further contain an organic solvent (such as a lower alcohol or a lower ketone) that can be uniformly mixed with water, if necessary.
  • 90% by volume or more of the solvent contained in the preliminary polishing composition is preferably water, and more preferably 95% by volume or more (typically 99 to 100% by volume) is water.
  • the pH of the preliminary polishing composition according to the first aspect disclosed herein is not particularly limited. Usually, it is appropriate to adjust the pH of the preliminary polishing composition to about 2 to 12. When the pH of the preliminary polishing composition is within the above range, practical polishing efficiency is easily achieved.
  • the pH of the preliminary polishing composition is preferably 6 to 10, more preferably 8.5 to 9.5.
  • each component contained in the preliminary polishing composition may be mixed using a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • the aspect which mixes these components is not specifically limited, For example, all the components may be mixed at once and may be mixed in the order set suitably.
  • the composition for finish polishing according to the first aspect disclosed herein includes abrasive grains A FIN .
  • the abrasive grain A FIN has a lower hardness than the abrasive grain A PRE used for preliminary polishing. Thereby, smoothness can be improved efficiently.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is preferably 200 Hv or more, more preferably 400 Hv or more, and still more preferably 600 Hv or more from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is not particularly limited, but is preferably 1500 Hv or less, more preferably 1000 Hv or less, and still more preferably 800 Hv or less from the viewpoint of improving smoothness.
  • the material and properties of the abrasive grains A FIN are not particularly limited as long as they satisfy a relative relationship with respect to hardness with the above-described abrasive grains APRE .
  • the abrasive grain A FIN can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • 1 type (s) or 2 or more types can be preferably used among what was illustrated in said abrasive grain APRE .
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, iron oxide particles, and magnesium oxide particles are more preferable.
  • Silica particles, cerium oxide particles, manganese dioxide Particles are more preferred, and silica particles are particularly preferred.
  • silica particles examples include colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica. From the viewpoint of improving smoothness, preferred silica particles include colloidal silica and fumed silica. Of these, colloidal silica is particularly preferable.
  • the proportion of the silica particles to the total abrasive grain A FIN contained in the final polishing composition is generally higher are preferred.
  • the ratio of silica particles in the entire abrasive grain A FIN contained in the finish polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more (for example, 95 to 100%). % By weight).
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A FIN is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more, more preferably 70 nm or more, and further preferably 90 nm or more from the viewpoint of polishing efficiency and the like. Further, from the viewpoint of obtaining a surface with higher smoothness, the average secondary particle diameter of the abrasive grains A FIN is suitably 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 130 nm or less, Especially preferably, it is 110 nm or less.
  • the abrasive concentration in the finish polishing composition is usually suitably 3% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving smoothness efficiently, the abrasive concentration is preferably 10% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more. In addition, from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency, the abrasive concentration in the composition for finishing polishing is usually suitably 50% by weight or less, and 40% by weight or less. It is preferable to make it 30% by weight or less.
  • polishing aid B FIN The finish polishing composition according to the first aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid B FIN .
  • the polishing aid B FIN is a component that enhances the effect of the finish polishing, and is typically water-soluble.
  • the polishing aid B FIN is not particularly limited, the surface of the object to be polished is altered (typically oxidized) in the final polishing as in the case of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing described above. It is considered that it contributes to the polishing efficiency and the surface quality (especially improved smoothness) of the polishing object by exhibiting the action of (changing) and causing the surface of the polishing object to become brittle.
  • polishing aid B FIN one or two or more of those exemplified as the above-described polishing aid B PRE can be preferably used.
  • vanadic acid or a salt thereof, iodine compound, molybdic acid or a salt thereof, tungstic acid or a salt thereof are preferable, and sodium vanadate or potassium vanadate is particularly preferable.
  • the finish polishing composition contains a composite metal oxide as the polishing aid B FIN .
  • the composite metal oxide include nitrate metal salts, iron acids, permanganic acids, chromic acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdic acids, rhenic acids, and tungstic acids. Of these, vanadic acids, molybdic acids, and tungstic acids are more preferable, and vanadic acids are more preferable.
  • the composite metal oxide is a monovalent or divalent metal element (excluding a transition metal element) or ammonia, a Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table, A composite metal oxide CMO FIN having the following formula is used.
  • the monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) or ammonia include Na, K, Mg, Ca, and ammonia. Of these, Na and K are more preferable.
  • the Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table is preferably selected from the fourth period, the fifth period, and the sixth period, and is selected from the fourth period and the fifth period. Is more preferable, and it is more preferable that the fourth period is selected.
  • the transition metal element is preferably selected from Group 5. Specific examples thereof include V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W. Among these, V, Mo, and W are more preferable, and V is more preferable.
  • Finish polishing compositions disclosed herein is, when the composite metal oxide as a grinding aid B FIN (preferably the CMO FIN composite metal oxide) containing, as a grinding aid agent B FIN other than composite metal oxide, the It is preferable to further include an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ).
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ).
  • the chemical action of the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ) is continuously exhibited, the polishing efficiency in finish polishing is significantly improved, and the smoothness and flatness of the high hardness material are improved.
  • the oxygen-containing material include hydrogen peroxide, ozone and peracid. Of these, hydrogen peroxide is particularly preferable.
  • the concentration of the polishing aid B FIN in the finishing polishing composition is usually suitably 0.1% by weight or more.
  • the concentration is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more (for example, 1.5% by weight or more) from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency.
  • the concentration of the polishing aid B FIN is usually suitably 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and 5% by weight or less (eg 3 It is more preferable that the content be less than or equal to 2.5% by weight.
  • the composite metal oxide preferably the composite metal oxide CMO FIN
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the metal oxide are used in combination as the polishing aid B FIN
  • the concentration of is usually 0.1% by weight or more. From the viewpoint of achieving both smoothness and flatness highly and efficiently, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1.5% by weight or more. From the viewpoint of improving smoothness, the concentration of the composite metal oxide is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and preferably 2.5% by weight or less. It is more preferable.
  • the concentration of the oxygen-containing material is usually 0.1 to 10% by weight, and from the viewpoint of preferably exerting an oxygen supply action, the concentration is preferably 0.5 to 3% by weight. 1 to 2% by weight is more preferable.
  • the pH of the composition for finishing polishing according to the first aspect disclosed herein is not particularly limited. Usually, it is appropriate to adjust the pH of the composition for finishing polishing to about 2 to 12. When the pH of the composition for finish polishing is within the above range, excellent smoothness is easily achieved efficiently.
  • the pH of the finish polishing composition is preferably 4 to 10, more preferably 6 to 8.
  • finishing polishing composition can be prepared, for example, by adopting the same method as the preparation method of the preliminary polishing composition described above, or by appropriately modifying based on the common general knowledge of those skilled in the art.
  • polishing composition set The technique according to the first aspect disclosed herein can include, for example, provision of the following composition set for polishing. That is, according to the technique disclosed herein, a polishing composition set including a preliminary polishing composition and a finishing polishing composition that are stored separately from each other is provided.
  • the preliminary polishing composition may be a polishing slurry or a concentrated liquid used in the preliminary polishing step in the polishing method disclosed herein.
  • the finishing polishing composition may be a polishing slurry or a concentrated solution thereof used in the finishing polishing step in the polishing method disclosed herein.
  • both the smoothness and flatness of the surface of the high hardness material can be efficiently realized in the multi-stage polishing process. Further, such a polishing composition set can contribute to shortening the polishing time and improving productivity.
  • the polishing method according to the first aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing (preliminary polishing step); and a step of performing final polishing (finishing polishing step).
  • Preliminary polishing step a preliminary polishing by using a preliminary polishing composition containing at least for surface polishing object (polished surface) is composed of a material having a Vickers hardness of more than 1500 Hv, the abrasive A PRE It is a process.
  • Finishing polishing step for polishing the object to preliminary polishing is performed, a step of performing finishing polishing using the finishing polishing composition hardness than the abrasive grains A PRE comprises a low abrasive A FIN.
  • a preliminary polishing slurry containing any of the preliminary polishing compositions according to the first aspect disclosed herein is prepared.
  • the slurry for finishing polishing containing the composition for finishing polishing in any one of the 1st aspect disclosed here is prepared.
  • Preparing the slurry includes using each polishing composition as it is as a polishing slurry (polishing liquid), or adjusting the concentration of each polishing composition (for example, dilution), adjusting the pH, etc. To prepare a polishing slurry.
  • Preliminary polishing is performed using the prepared slurry for preliminary polishing.
  • the preliminary polishing slurry is supplied to the surface of the high-hardness material, which is an object to be polished, and polished by a conventional method.
  • the polishing object that has undergone the lapping process is set in a general polishing apparatus, and the preliminary polishing slurry is supplied to the surface of the polishing object through the polishing pad of the polishing apparatus.
  • the polishing pad is pressed against the surface of the object to be polished, and both are relatively moved (for example, rotated).
  • finish polishing is performed using the prepared polishing slurry.
  • the polishing slurry for finish polishing is supplied to the surface of the high-hardness material, which is an object to be polished, and polished by a conventional method.
  • the finishing polishing is performed by supplying the polishing slurry for finishing polishing to the surface of the object to be polished after the preliminary polishing is finished through the polishing pad of the polishing apparatus.
  • a polishing pad is pressed against the surface of the object to be polished, and both are relatively moved (for example, rotated).
  • the polishing of the surface of the high-hardness material is completed through the polishing process as described above.
  • the preliminary polishing process refers to a polishing process performed using a polishing slurry containing abrasive grains and performed before the finishing polishing process.
  • the preliminary polishing process is a polishing process that is arranged immediately before the finishing polishing process.
  • the preliminary polishing process may be a single-stage polishing process or a multi-stage polishing process of two or more stages.
  • the finish polishing step refers to a polishing step that is arranged last (that is, on the most downstream side) among polishing steps performed using a polishing slurry containing abrasive grains.
  • the finishing polishing composition disclosed herein can be grasped as a polishing slurry of the type used most downstream among polishing slurries used in the polishing process of high-hardness materials.
  • the conditions for the preliminary polishing and the finishing polishing are appropriately set based on the common knowledge of those skilled in the art based on the object to be polished, target surface properties (specifically, smoothness and flatness), polishing efficiency, and the like.
  • the polishing pressure per 1 cm 2 of the processing area of the object to be polished is preferably 50 g or more, more preferably 100 g or more.
  • the polishing pressure per 1 cm 2 of processing area is 1000 g or less.
  • the linear velocity can generally vary due to the influence of the platen rotation speed, the carrier rotation speed, the size of the polishing object, the number of polishing objects, and the like. Higher polishing efficiency tends to be obtained by increasing the linear velocity. Further, from the viewpoint of preventing damage to the polishing object and excessive heat generation, the linear velocity can be limited to a predetermined value or less.
  • the linear velocity is not particularly limited as long as it is set based on common general technical knowledge, but is preferably in the range of about 10 to 1000 m / min, and more preferably in the range of 50 to 300 m / min.
  • the supply amount of the polishing composition at the time of polishing is not particularly limited.
  • the supply amount is desirably set so as to be an amount sufficient to supply the polishing composition to the entire surface of the object to be polished without unevenness.
  • a suitable supply amount may vary depending on the material of the polishing object, the configuration of the polishing apparatus, and other conditions. For example, it is preferably in the range of 0.001 to 0.1 mL / min, more preferably in the range of 0.003 to 0.03 mL / min per 1 mm 2 processed area of the polishing object.
  • the total time (total polishing time) of preliminary polishing and finishing polishing is not particularly limited. According to the polishing method disclosed herein, it is possible to achieve both smoothness and flatness on the surface of a high hardness material with a total polishing time of less than 5 hours. In a preferred embodiment, it is possible to achieve both smoothness and flatness on the surface of a hard material with a total polishing time of less than 3 hours (for example, within 2.5 hours, typically 2 hours or less). it can.
  • the total policing time does not include the time between the policing steps (the time when no policing is performed, the non-policing time). For example, the time from the end of the preliminary polishing process to the start of the finishing polishing process is not included in the total polishing time.
  • Pre-polishing and finish polishing can be applied to both polishing using a single-side polishing apparatus and polishing using a double-side polishing apparatus.
  • a polishing object is affixed to a ceramic plate with wax, or a polishing object is held using a holder called a carrier, and a polishing pad is pressed against one side of the polishing object while supplying a polishing composition. Then, one side of the object to be polished is polished by relatively moving both of them (for example, rotational movement).
  • a polishing object is held by using a holder called a carrier, and a polishing pad is pressed against the opposite surface of the polishing object while supplying a polishing composition from above, and these are rotated in a relative direction.
  • a polishing pad is pressed against the opposite surface of the polishing object while supplying a polishing composition from above, and these are rotated in a relative direction.
  • the polishing pad used in each polishing step according to the first aspect disclosed herein is not particularly limited.
  • any of a non-woven fabric type, a suede type, a rigid foamed polyurethane type, a product containing abrasive grains, a product containing no abrasive grains, and the like may be used.
  • the polishing object polished by the method according to the first aspect disclosed herein is typically washed after polishing. This washing can be performed using an appropriate washing solution.
  • the cleaning liquid to be used is not particularly limited, and a known and commonly used cleaning liquid can be appropriately selected and used.
  • the temperature of the cleaning liquid is not particularly limited, and is preferably in the range of 20 to 90 ° C., and more preferably in the range of 50 to 80 ° C.
  • the polishing method according to the first aspect disclosed herein may include any other process in addition to the preliminary polishing process and the finishing polishing process.
  • An example of such a process is a lapping process performed before the preliminary polishing process.
  • the lapping step is a step of polishing the polishing object by pressing the surface of the polishing surface plate (for example, cast iron surface plate) against the polishing object. Therefore, no polishing pad is used in the lapping process.
  • the lapping process is typically performed by supplying abrasive grains (typically diamond abrasive grains) between the polishing surface plate and the object to be polished.
  • the polishing method according to the first aspect disclosed herein may include an additional step (cleaning step or polishing step) before the preliminary polishing step or between the preliminary polishing step and the finishing polishing step.
  • the polishing method according to the second aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition (preliminary polishing step) and a step of performing final polishing using a final polishing composition (finishing). Polishing step).
  • preliminary polishing step a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition
  • finishing a step of performing final polishing using a final polishing composition
  • polishing step the polishing object, the preliminary polishing composition, the finish polishing composition, and the polishing method will be described in this order.
  • the polishing method according to the second aspect disclosed herein is a method for polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or higher (also referred to as a high hardness material). According to the polishing method concerning the 2nd mode indicated here, coexistence with smoothness and flatness in the surface of the above high hardness material is realizable.
  • the high hardness material (Vickers hardness and material) according to the second aspect the same material as the high hardness material described for the polishing method according to the first aspect can be used.
  • the preliminary polishing composition according to the second aspect disclosed herein has a higher oxidation-reduction potential (ORP) with respect to the standard hydrogen electrode than the finish polishing composition described later. That is, the relationship between the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition with respect to the standard hydrogen electrode and the oxidation-reduction potential ORP FIN of the final polishing composition with respect to the standard hydrogen electrode satisfies ORP PRE > ORP FIN .
  • ORP PRE oxidation-reduction potential
  • the ratio (ORP PRE / ORP FIN ) of the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition to the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition described later is greater than 1, smoothness and flatness From the viewpoint of realizing compatibility with the properties, preferably 1.2 to 4.0, more preferably 1.4 to 3.0, still more preferably 1.6 to 2.5, and particularly preferably 1.8 to 2. .2.
  • the ratio of the oxidation-reduction potential (ORP PRE / ORP FIN ) is 4.0 or less, both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level.
  • the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is not particularly limited as long as it satisfies the above-described relative relationship with the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition described later, but from the viewpoint of shortening the processing time. , Preferably it is 700 mV or more, More preferably, it is 800 mV or more, More preferably, it is 900 mV or more.
  • the upper limit of the oxidation-reduction potential ORP PRE of the pre-polishing composition is not particularly limited, but is preferably 3000 mV or less, more preferably 2000 mV or less, and even more preferably 1500 mV or less, more preferably from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is preferably 300 mV or more larger than the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finishing polishing composition, and 350 mV or more ( More preferably, it is large (for example, 400 mV or more).
  • the value obtained by subtracting the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finishing polishing composition from the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is preferably 800 mV or less, more preferably 600 mV or less, and even more preferably 500 mV. It is as follows.
  • the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is, for example, that of abrasive grains and / or polishing aids included in the preliminary polishing composition (for example, auxiliary agents that exhibit an action of oxidizing and altering the surface of the object to be polished in polishing). It can be adjusted by changing the type or changing the ratio of the content of abrasive grains to the polishing aid. That is, the oxidation-reduction potential ORP PRE in the preliminary polishing composition can be determined by appropriately selecting the type of abrasive grains and polishing aid in the preliminary polishing composition and the ratio of the content of abrasive grains and polishing aid. To the appropriate relative relationships and ranges disclosed in.
  • a method for adjusting the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition to an appropriate relative relationship and range a method such as changing the pH of the composition can be employed.
  • the method for controlling the oxidation-reduction potential ORP PRE can be used alone or in combination.
  • Preliminary polishing composition according to the second aspect disclosed herein preferably contains abrasive A PRE.
  • the abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition according to the second aspect it is possible to use the same abrasive grain A PRE described for the preliminary polishing composition according to the first aspect.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably 800 Hv or more, more preferably 1200 Hv or more, and further preferably 1500 Hv or more, from the viewpoint of improving flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is not particularly limited, but is preferably 3000 Hv or less, more preferably 2000 Hv or less, and still more preferably 1700 Hv or less from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the value measured based on said JISR1610: 2003 is employ
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably equal to or lower than the Vickers hardness of the material constituting the surface of the object to be polished (polishing target material). Since the hardness of the abrasive grain A PRE is limited in the relative relationship with the hardness of the material to be polished, deterioration of smoothness tends to be suppressed.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is more preferably 300 Hv or more (for example, 500 Hv or more) lower than the Vickers hardness of the material to be polished.
  • the difference between the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE and the Vickers hardness of the material to be polished is preferably within 1000 Hv (for example, within 800 Hv) from the viewpoint of improving flatness. Thereby, coexistence with smoothness and flatness tends to be preferably realized.
  • the abrasive grain A PRE is preferably harder than the abrasive grain A FIN used for finish polishing described later.
  • Vickers hardness H ratio of PRE abrasive A PRE for the Vickers hardness H FIN abrasive A FIN is greater than 1, the efficiency of both the smoothness and flatness From the standpoint of realization, it is preferably 1.3 to 4.0, more preferably 1.8 to 3.0, and still more preferably 2.1 to 2.5.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is usually 20 nm or more, and is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more (for example, 400 nm or more) from the viewpoint of improving flatness. According to the abrasive grain A PRE having the above average secondary particle diameter, excellent flatness can be realized more efficiently.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is suitably about 5000 nm or less from the viewpoint of sufficiently securing the number per unit weight.
  • the average secondary particle diameter is preferably 3000 nm or less, more preferably 2000 nm or less (for example, 800 nm or less) from the viewpoint of achieving both high smoothness and flatness.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grain A PRE is less than 500 nm, for example, by a dynamic light scattering method using a model “UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the average diameter can be measured as Mv).
  • grains it can measure as a volume average particle diameter by the pore electrical resistance method etc. using the model "Multisizer 3" by a BECKMAN COULTER company.
  • the average secondary particle diameter P PRE of the abrasive grains A PRE is preferably larger than the average secondary particle diameter P FIN of the abrasive grains A FIN used for finish polishing described later. That is, the average secondary particle diameter P PRE abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition, the relationship between the average secondary particle diameter P FIN abrasive A FIN contained in the final polishing composition, P It is preferable to satisfy PRE > P FIN . Thereby, smoothness and flatness of the surface of the high hardness material can be more preferably achieved.
  • the abrasive A abrasives A average secondary particle diameter P PRE ratio of PRE to the average secondary particle diameter P FIN of FIN (P PRE / P FIN) is about 1.0-20.
  • the ratio (P PRE / P FIN ) is preferably 2.0 to 10, more preferably 4.0 to 6.0 from the viewpoint of efficiently realizing both smoothness and flatness.
  • the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition is usually suitably 1% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving flatness, the abrasive concentration is preferably 3% by weight or more, and more preferably 5% by weight or more. In addition, from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiently, and obtaining good dispersibility, the abrasive grain concentration C PRE in the preliminary polishing composition is usually 50% by weight or less. Is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 8% by weight or less.
  • the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition is higher than the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition and the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition satisfies C PRE > C FIN . Thereby, flatness can be improved more favorably.
  • the abrasive grain concentration C PRE in the preliminary polishing composition is lower than the abrasive grain concentration C FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition and the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition satisfies C PRE ⁇ C FIN . As a result, both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level. From the standpoint of achieving both smoothness and flatness, the ratio (C PRE / C FIN ) of the abrasive concentration C PRE of the prepolishing composition to the abrasive concentration C FIN of the finish polishing composition is preferably 0. It is 1 to 10.0, more preferably 0.15 to 1.0, and still more preferably 0.2 to 0.5.
  • the preliminary polishing composition according to the second aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid BPRE .
  • the polishing aid B PRE is a component that enhances the effect of preliminary polishing, and is typically water-soluble.
  • the polishing aid B PRE is not particularly limited, the polishing aid B PRE exhibits an action of modifying the surface of the object to be polished (typically oxidative deterioration) in the preliminary polishing, and causes the surface of the object to be polished to be weakened. Therefore, it is thought that it has contributed to grinding
  • the type of the polishing aid B PRE is not particularly limited as long as the preliminary polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the finish polishing composition described later.
  • the polishing aid B PRE includes peroxides such as hydrogen peroxide; nitric acid, nitrates thereof such as iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, nitrate complexes such as cerium ammonium nitrate as complexes thereof; peroxomonosulfuric acid, peroxo Persulfuric acid such as disulfuric acid, persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate; chloric acid and salts thereof, perchloric acid, chlorine compounds such as potassium perchlorate as salts thereof; bromic acid, Bromine compounds such as potassium bromate as salts; iodine compounds such as iodic acid, its salt as ammonium iodate, periodic acid, its salt
  • permanganic acid or a salt thereof permanganic acid or a salt thereof, chromic acid or a salt thereof, iron acid or a salt thereof is preferable, and sodium permanganate or potassium permanganate is particularly preferable.
  • the polishing aid B PRE By adopting these compounds as the polishing aid B PRE , the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is effectively increased, and the flatness can be improved efficiently.
  • the preliminary polishing composition contains a composite metal oxide as the polishing aid BPRE .
  • the composite metal oxide include nitrate metal salts, iron acids, permanganic acids, chromic acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdic acids, rhenic acids, and tungstic acids.
  • iron acids, permanganic acids, and chromic acids are more preferable, and permanganic acids are more preferable.
  • the composite metal oxide includes a monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) and a fourth periodic transition metal element in the periodic table.
  • CMO PRE is used.
  • the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is effectively increased, and the flatness can be improved efficiently.
  • Preferred examples of the monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) include Na, K, Mg, and Ca. Of these, Na and K are more preferable.
  • Preferable examples of the fourth periodic transition metal element in the periodic table include Fe, Mn, Cr, V, and Ti. Among these, Fe, Mn, and Cr are more preferable, and Mn is more preferable.
  • composition for preliminary polishing according to the second aspect disclosed herein contains a composite metal oxide (preferably a composite metal oxide CMO PRE ) as the polishing aid B PRE , a polishing aid other than the composite metal oxide is used.
  • the agent B PRE may further be included or may not be included.
  • the composite metal oxide as a grinding aid B PRE preferably a composite metal oxide CMO PRE
  • preferably also in a manner substantially free of other grinding aid B PRE e.g. hydrogen peroxide
  • the concentration D PRE of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition is not particularly limited as long as the preliminary polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the finish polishing composition described later. Usually, it is appropriate to make it 0.1% by weight or more. From the viewpoint of improving flatness, the concentration D PRE is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. Further, from the viewpoint of highly achieving both smoothness and flatness, the concentration D PRE of the grinding aid B PRE is usually suitable to be 10 wt% or less, be a 3 wt% or less Preferably, it is more preferably 2% by weight or less.
  • the concentration D PRE of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition is higher (by weight) than the concentration D FIN of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the concentration D PRE of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition and the concentration D FIN of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition satisfies D PRE > D FIN . As a result, the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition is effectively increased, so that the flatness can be further improved.
  • the concentration D PRE of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition is lower (by weight) than the concentration D FIN of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the concentration D PRE of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition and the concentration D FIN of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition satisfies D PRE ⁇ D FIN .
  • the concentration of the polishing aid in each composition may be D PRE ⁇ D FIN while satisfying the relationship of ORP PRE > ORP FIN by appropriately selecting the type of polishing aid.
  • the concentration of the polishing aid is set to D PRE ⁇ D FIN and satisfying the relationship of ORP PRE > ORP FIN , thereby achieving smoothness and flatness on the surface of the high hardness material. Can be realized at a higher level.
  • the ratio of the concentration D PRE of the polishing aid B PRE of the preliminary polishing composition to the concentration D FIN of the polishing aid B FIN of the finishing polishing composition is preferably 0.05 to 10.0, more preferably 0.1 to 1.0, and still more preferably 0.15 to 0.8.
  • the composition for preliminary polishing according to the second aspect disclosed herein is a chelating agent, a thickener, a dispersant, a pH adjuster, a surfactant, an organic acid, an organic compound, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Polishing compositions typically high hardness material polishing compositions such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • acid salts such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • inorganic acids such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • rust preventives preservatives, and fungicides
  • You may further contain the well-known additive which may be used as needed.
  • the content of the additive may be set as appropriate according to the purpose of the addition, and does not characterize the present invention, so a detailed description is omitted.
  • the pH of the preliminary polishing composition according to the second aspect disclosed herein is particularly limited as long as the preliminary polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the finish polishing composition described below. It is not limited. Usually, it is appropriate to adjust the pH of the preliminary polishing composition to about 2 to 12. When the pH of the preliminary polishing composition is within the above range, practical polishing efficiency is easily achieved.
  • the pH of the preliminary polishing composition is preferably 6 to 10, more preferably 8.5 to 9.5. Moreover, it is preferable that pH of the composition for preliminary
  • the pH of the preliminary polishing composition is 1.0 or more (preferably 2.0 or more) higher than the pH of the finishing polishing composition.
  • each component contained in the preliminary polishing composition may be mixed using a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • the aspect which mixes these components is not specifically limited, For example, all the components may be mixed at once and may be mixed in the order set suitably.
  • the finishing polishing composition according to the second aspect disclosed herein has a lower redox potential relative to the standard hydrogen electrode than the preliminary polishing composition. That is, the relationship between the oxidation-reduction potential ORP PRE of the preliminary polishing composition with respect to the standard hydrogen electrode and the oxidation-reduction potential ORP FIN of the final polishing composition with respect to the standard hydrogen electrode satisfies ORP PRE > ORP FIN .
  • ORP PRE oxidation-reduction potential
  • the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition is preferably 650 mV or less, more preferably 600 mV or less, and even more preferably 500 mV or less from the viewpoint of improving smoothness.
  • the lower limit of the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition is not particularly limited, but is preferably 300 mV or more, more preferably 400 mV or more, and further preferably 440 mV or more from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness. .
  • the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finishing polishing composition is the same as in the case of the preliminary polishing composition described above, the type of polishing aid, the concentration of polishing aid, By appropriately selecting the pH and the like, it is possible to adjust to the appropriate relative relationship and range disclosed herein.
  • the composition for finishing polishing which concerns on the 2nd aspect disclosed here contains the abrasive grain A FIN .
  • the abrasive A FIN contained in the final polishing composition according to the second aspect it is possible to use the same abrasive grain A FIN described for finish polishing composition according to the first aspect.
  • the hardness of the abrasive grain A FIN is not particularly limited, but is preferably lower than that of the abrasive grain A PRE used for preliminary polishing. Thereby, smoothness can be improved efficiently.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is preferably 200 Hv or more, more preferably 400 Hv or more, and still more preferably 600 Hv or more from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is not particularly limited, but is preferably 1500 Hv or less, more preferably 1000 Hv or less, and still more preferably 800 Hv or less from the viewpoint of improving smoothness.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A FIN is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more, more preferably 70 nm or more, and further preferably 90 nm or more from the viewpoint of polishing efficiency and the like. Further, from the viewpoint of obtaining a surface with higher smoothness, the average secondary particle diameter of the abrasive grains A FIN is suitably 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 130 nm or less, Especially preferably, it is 110 nm or less.
  • the abrasive concentration C FIN in the finishing polishing composition is usually suitably 3% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving smoothness efficiently, the abrasive concentration C FIN is preferably 10% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more. Also, from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency, the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition is usually suitably 50% by weight or less, and 40% by weight. It is preferable that the amount be 30% by weight or less.
  • the finish polishing composition according to the second aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid B FIN .
  • the polishing aid B FIN is a component that enhances the effect of the finish polishing, and is typically water-soluble.
  • the polishing aid B FIN is not particularly limited, the surface of the object to be polished is altered (typically oxidized) in the final polishing as in the case of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing described above. It is considered that it contributes to the polishing efficiency and the surface quality (especially improved smoothness) of the polishing object by exhibiting the action of (changing) and causing the surface of the polishing object to become brittle.
  • the type of polishing aid B FIN is not particularly limited as long as the finish polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the preliminary polishing composition.
  • the polishing aid B FIN one or more of those exemplified as the above-described polishing aid B PRE can be preferably used.
  • vanadic acid or a salt thereof, iodine compound, molybdic acid or a salt thereof, tungstic acid or a salt thereof are preferable, and sodium vanadate or potassium vanadate is particularly preferable.
  • the finish polishing composition contains a composite metal oxide as the polishing aid B FIN .
  • the composite metal oxide include nitrate metal salts, iron acids, permanganic acids, chromic acids, vanadic acids, ruthenium acids, molybdic acids, rhenic acids, and tungstic acids. Of these, vanadic acids, molybdic acids, and tungstic acids are more preferable, and vanadic acids are more preferable.
  • the composite metal oxide is a monovalent or divalent metal element (excluding a transition metal element) or ammonia, a Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table, A composite metal oxide CMO FIN having the following formula is used.
  • the monovalent or divalent metal element (excluding transition metal elements) or ammonia include Na, K, Mg, Ca, and ammonia. Of these, Na and K are more preferable.
  • the Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table is preferably selected from the fourth period, the fifth period, and the sixth period, and is selected from the fourth period and the fifth period.
  • the transition metal element is preferably selected from Group 5. Specific examples thereof include V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W. Among these, V, Mo, and W are more preferable, and V is more preferable.
  • Finish polishing compositions disclosed herein is, when the composite metal oxide as a grinding aid B FIN (preferably the CMO FIN composite metal oxide) containing, as a grinding aid agent B FIN other than composite metal oxide, the It is preferable to further include an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ).
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ).
  • the chemical action of the composite metal oxide (preferably the composite metal oxide CMO FIN ) is continuously exhibited, the polishing efficiency in finish polishing is significantly improved, and the smoothness and flatness of the high hardness material are improved.
  • the oxygen-containing material include hydrogen peroxide, ozone and peracid. Of these, hydrogen peroxide is particularly preferable.
  • the concentration D FIN of the polishing aid B FIN in the finish polishing composition is not particularly limited as long as the finish polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the preliminary polishing composition. Is suitably 0.1% by weight or more.
  • the concentration D FIN is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more (eg, 1.5% by weight or more) from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency.
  • the concentration D FIN of the polishing aid B FIN is usually suitably 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and preferably 5% by weight or less ( For example, it is more preferably 3% by weight or less, or 2.5% by weight or less.
  • the composite metal oxide preferably the composite metal oxide CMO FIN
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the metal oxide are used in combination as the polishing aid B FIN
  • the concentration of is usually 0.1% by weight or more. From the viewpoint of achieving both smoothness and flatness highly and efficiently, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1.5% by weight or more. From the viewpoint of improving smoothness, the concentration of the composite metal oxide is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and preferably 2.5% by weight or less. It is more preferable.
  • the concentration of the oxygen-containing material is usually 0.1 to 10% by weight, and from the viewpoint of preferably exerting an oxygen supply action, the concentration is preferably 0.5 to 3% by weight. 1 to 2% by weight is more preferable.
  • the pH of the finish polishing composition according to the second aspect disclosed herein is not particularly limited as long as the finish polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the oxidation-reduction potential with the preliminary polishing composition. . Usually, it is appropriate to adjust the pH of the composition for finishing polishing to about 2 to 12. When the pH of the composition for finish polishing is within the above range, excellent smoothness is easily achieved efficiently.
  • the pH of the finish polishing composition is preferably 4 to 10, more preferably 6 to 8.
  • finishing polishing composition can be prepared, for example, by adopting the same method as the preparation method of the preliminary polishing composition described above, or by appropriately modifying based on the common general knowledge of those skilled in the art.
  • polishing composition set may include providing a polishing composition set as follows. That is, according to the technique according to the second aspect disclosed herein, the preliminary polishing composition and the finishing polishing composition stored separately from each other, as in the polishing composition set according to the first aspect. And a polishing composition set comprising:
  • the polishing method according to the second aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing (preliminary polishing step); and a step of performing final polishing (finishing polishing step).
  • the preliminary polishing step is a step of performing preliminary polishing on a polishing target composed of a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more at least on the surface (polishing target surface) using the preliminary polishing composition.
  • the finish polishing step is a step of performing finish polishing on the polishing object that has been subjected to preliminary polishing, using the finish polishing composition.
  • the relationship between the oxidation-reduction potential ORP PRE for the standard hydrogen electrode of the preliminary polishing composition and the oxidation-reduction potential ORP FIN for the standard hydrogen electrode of the finish polishing composition satisfies ORP PRE > ORP FIN .
  • the preliminary polishing process is a multi-stage polishing process of two or more stages
  • the preliminary polishing is performed using the preliminary polishing composition having a lower oxidation-reduction potential relative to the standard hydrogen electrode in the subsequent (ie, downstream) polishing process.
  • the coexistence of smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level. Since the polishing method according to the second aspect can be carried out in substantially the same manner as the first aspect in other respects, redundant description will be omitted.
  • the polishing method according to the third aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition (preliminary polishing step) and a step of performing final polishing using a final polishing composition (finishing). Polishing step).
  • preliminary polishing step a step of performing preliminary polishing using a preliminary polishing composition
  • finishing a step of performing final polishing using a final polishing composition
  • polishing step the polishing object, the standard polishing rate, the preliminary polishing composition, the finish polishing composition, and the polishing method will be described in this order.
  • the polishing method according to the third aspect disclosed herein is a method for polishing a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or higher (also referred to as a high hardness material). According to the polishing method concerning the 3rd mode indicated here, coexistence with smoothness and flatness in the surface of the above-mentioned high hardness material is realizable.
  • the high hardness material (Vickers hardness and material) according to the third aspect the same high hardness material as described for the polishing method according to the first aspect can be used.
  • the standard polishing rate of each polishing composition is determined by performing the following standard polishing test on the SiC wafer under the following polishing conditions using each polishing composition as a polishing liquid. A value calculated based on the above is adopted.
  • Model “EJ-380IN” Polishing pad Product name “SUBA800” manufactured by Nitta Haas Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 40 rotations / minute Polishing time: 1 hour (hour: h) Polishing liquid supply rate: 20 mL / min (flowing) Polishing liquid temperature: 25 ° C Polishing object: SiC wafer (conduction type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches
  • the composition for preliminary polishing according to the third aspect disclosed herein has a higher standard polishing rate for a SiC wafer than the composition for finishing polishing described later. That is, the relationship between the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the preliminary polishing composition based on the standard polishing test and the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the final polishing composition based on the standard polishing test is R Satisfies PRE > R FIN . As a result, the flatness is improved, and for example, the surface roughness of the entire object to be polished after polishing using the preliminary polishing composition can be reduced.
  • the ratio (R PRE / R FIN ) of the standard polishing rate R PRE of the prepolishing composition to the standard polishing rate R FIN of the finish polishing composition described later is greater than 1, smoothness and flatness From the viewpoint of realizing compatibility with the properties, preferably 1.5 to 5.0, more preferably 1.8 to 4.0, still more preferably 2.0 to 3.0, particularly preferably 2.2 to 2. .8.
  • the ratio of the standard polishing rate (R PRE / R FIN ) is 5.0 or less, both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level.
  • the standard polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition is not particularly limited as long as it satisfies the above-described relative relationship with the standard polishing rate R FIN of the finishing polishing composition described later, but from the viewpoint of shortening the processing time.
  • it is 600 nm / h or more, more preferably 650 nm / h or more, and still more preferably 700 nm / h or more.
  • the upper limit of the polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition is not particularly limited, but is preferably 2000 nm / h or less, more preferably 1500 nm / h or less, and still more preferably 1200 nm from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the standard polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition is preferably 300 nm / h or more larger than the polishing rate R FIN of the final polishing composition, and 400 nm / h More preferably, it is greater than h (for example, 450 nm / h or more).
  • the value obtained by subtracting the polishing rate R FIN of the finishing polishing composition from the standard polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition is preferably 800 nm / h or less, more preferably 600 nm / h or less, Preferably it is 500 nm / h or less.
  • the standard polishing rate RPRE of the preliminary polishing composition can be adjusted, for example, by changing the material and properties (for example, hardness and / or average secondary particle size) of the abrasive grains contained in the preliminary polishing composition. .
  • the material and properties for example, hardness and / or average secondary particle size
  • the standard polishing rate R PRE in the pre-polishing composition is determined by the appropriate relative Can be adjusted to relationship and scope.
  • the abrasive concentration in the composition, the type and concentration of the polishing aid, and the pH of the composition are adjusted. It is possible to adopt a method such as changing.
  • the methods for controlling the standard polishing rate R PRE can be used alone or in combination.
  • Preliminary polishing composition according to the third aspect disclosed herein includes abrasive A PRE.
  • the material and properties of the abrasive grains A PRE are not particularly limited as long as the preliminary polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the standard polishing rate with the finish polishing composition described later.
  • the abrasive grain A PRE can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, and iron oxide particles are preferable because they can form a good surface.
  • alumina particles, zirconium oxide particles, chromium oxide particles, and iron oxide particles are more preferable, and alumina particles are particularly preferable.
  • composition of the abrasive grains “substantially consisting of X” or “substantially consisting of X” means that the proportion of X in the abrasive grains (the purity of X) is the weight. It is 90% or more on the basis (preferably 95% or more, more preferably 97% or more, further preferably 98% or more, for example 99% or more).
  • the ratio of the alumina particles in the whole abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition is generally higher are preferred.
  • the proportion of alumina particles in the total abrasive grains APRE contained in the preliminary polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more (eg, 95 to 100%). % By weight).
  • backup polishing disclosed here does not contain a diamond particle substantially as abrasive grain APRE .
  • Diamond particles can be a limiting factor for improving smoothness due to their high hardness. Further, since diamond particles are generally expensive, they cannot be said to be an advantageous material in terms of cost performance. From a practical aspect, it is desirable that the degree of dependence on high-priced materials such as diamond particles is low.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably 800 Hv or more, more preferably 1200 Hv or more, and further preferably 1500 Hv or more, from the viewpoint of improving flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is not particularly limited, but is preferably 3000 Hv or less, more preferably 2000 Hv or less, and still more preferably 1700 Hv or less from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the value measured based on said JISR1610: 2003 is employ
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is preferably equal to or lower than the Vickers hardness of the material constituting the surface of the object to be polished (polishing target material). Since the hardness of the abrasive grain A PRE is limited in the relative relationship with the hardness of the material to be polished, deterioration of smoothness tends to be suppressed.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE is more preferably 300 Hv or more (for example, 500 Hv or more) lower than the Vickers hardness of the material to be polished.
  • the difference between the Vickers hardness of the abrasive grain A PRE and the Vickers hardness of the material to be polished is preferably within 1000 Hv (for example, within 800 Hv) from the viewpoint of improving flatness. Thereby, coexistence with smoothness and flatness tends to be preferably realized.
  • the abrasive grain A PRE is preferably harder than the abrasive grain A FIN used for finish polishing described later.
  • the Vickers hardness H PRE abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition the relationship between the Vickers hardness H FIN abrasive A FIN contained in the final polishing composition, satisfies the H PRE> H FIN It is preferable. This interrupts the standard polishing rate R PRE preliminary polishing composition is effectively increased, it is possible to better improve the flatness.
  • Vickers hardness H ratio of PRE abrasive A PRE for the Vickers hardness H FIN abrasive A FIN is greater than 1, the efficiency of both the smoothness and flatness From the standpoint of realization, it is preferably 1.3 to 4.0, more preferably 1.8 to 3.0, and still more preferably 2.1 to 2.5.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is usually 20 nm or more, and is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more (for example, 400 nm or more) from the viewpoint of improving flatness. According to the abrasive grain A PRE having the above average secondary particle diameter, the standard polishing rate R PRE of the preliminary polishing composition is effectively increased, so that excellent flatness can be realized more efficiently.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains A PRE is suitably about 5000 nm or less from the viewpoint of sufficiently securing the number per unit weight.
  • the average secondary particle diameter is preferably 3000 nm or less, more preferably 2000 nm or less (for example, 800 nm or less) from the viewpoint of achieving both high smoothness and flatness.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grain A PRE is less than 500 nm, for example, by a dynamic light scattering method using a model “UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the average diameter can be measured as Mv).
  • grains it can measure as a volume average particle diameter by the pore electrical resistance method etc. using the model "Multisizer 3" by a BECKMAN COULTER company.
  • the average secondary particle diameter P PRE of the abrasive grains A PRE is preferably larger than the average secondary particle diameter P FIN of the abrasive grains A FIN used for finish polishing described later. That is, the average secondary particle diameter P PRE abrasive A PRE contained in the preliminary polishing composition, the relationship between the average secondary particle diameter P FIN abrasive A FIN contained in the final polishing composition, P It is preferable to satisfy PRE > P FIN . Thereby, a beneficial difference is generated in the standard polishing rate in the preliminary polishing composition and the finishing polishing composition, and smoothness and flatness of the surface of the high hardness material can be more preferably achieved.
  • the abrasive A abrasives A average secondary particle diameter P PRE ratio of PRE to the average secondary particle diameter P FIN of FIN (P PRE / P FIN) is about 1.0-20.
  • the ratio (P PRE / P FIN ) is preferably 2.0 to 10, more preferably 4.0 to 6.0 from the viewpoint of efficiently realizing both smoothness and flatness.
  • the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition is usually suitably 1% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving flatness, the abrasive concentration is preferably 3% by weight or more, and more preferably 5% by weight or more. In addition, from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiently, and obtaining good dispersibility, the abrasive grain concentration C PRE in the preliminary polishing composition is usually 50% by weight or less. Is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 8% by weight or less.
  • the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition is higher than the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition and the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition satisfies C PRE > C FIN . Since this by standard polishing rate R PRE preliminary polishing composition is effectively increased, it is possible to better improve the flatness.
  • the abrasive grain concentration C PRE in the preliminary polishing composition is lower than the abrasive grain concentration C FIN in the finish polishing composition described below. That is, the relationship between the abrasive concentration C PRE in the preliminary polishing composition and the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition satisfies C PRE ⁇ C FIN .
  • the abrasive grain concentration in each composition may be C PRE ⁇ C FIN while satisfying the relationship of R PRE > R FIN by appropriately selecting the hardness and / or average secondary particle diameter of the abrasive grains. .
  • the ratio (C PRE / C FIN ) of the abrasive concentration C PRE of the prepolishing composition to the abrasive concentration C FIN of the finish polishing composition is preferably 0. It is 1 to 10.0, more preferably 0.15 to 1.0, and still more preferably 0.2 to 0.5.
  • the preliminary polishing composition according to the third aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid BPRE .
  • the grinding aid B PRE contained in the preliminary polishing composition according to the third aspect it is possible to use the same grinding aid B PRE described for the preliminary polishing composition according to the first aspect .
  • the concentration of the polishing aid B PRE in the preliminary polishing composition is usually suitably 0.1% by weight or more. From the viewpoint of improving flatness, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. Further, from the viewpoint of achieving both high smoothness and flatness, the concentration of the polishing aid BPRE is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, More preferably, the content is 2% by weight or less.
  • the composition for preliminary polishing according to the third aspect disclosed herein is a chelating agent, a thickening agent, a dispersing agent, a pH adjusting agent, a surfactant, an organic acid, an organic compound, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Polishing compositions typically high hardness material polishing compositions such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • acid salts such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • inorganic acids such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • rust preventives preservatives, and fungicides
  • You may further contain the well-known additive which may be used as needed.
  • the content of the additive may be set as appropriate according to the purpose of the addition, and does not characterize the present invention, so a detailed description is omitted.
  • the pH of the preliminary polishing composition according to the third aspect disclosed herein is particularly limited as long as the preliminary polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the standard polishing rate with the finish polishing composition described later. It is not limited. Usually, it is appropriate to adjust the pH of the preliminary polishing composition to about 2 to 12. When the pH of the preliminary polishing composition is within the above range, practical polishing efficiency is easily achieved.
  • the pH of the preliminary polishing composition is preferably 6 to 10, more preferably 8.5 to 9.5. Moreover, it is preferable that pH of the composition for preliminary
  • the pH of the preliminary polishing composition is 1.0 or more (preferably 2.0 or more) higher than the pH of the finishing polishing composition.
  • each component contained in the preliminary polishing composition may be mixed using a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • a well-known mixing apparatus such as a wing stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • the aspect which mixes these components is not specifically limited, For example, all the components may be mixed at once and may be mixed in the order set suitably.
  • the finishing polishing composition according to the third aspect disclosed herein has a lower standard polishing rate for SiC wafers than the preliminary polishing composition. That is, the relationship between the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the preliminary polishing composition and the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the finishing polishing composition satisfies R PRE > R FIN . As a result, the smoothness is improved, and for example, it is possible to suppress the occurrence of scratches (surface defects) on the surface of the object to be polished after polishing with the polishing composition for finishing.
  • the standard polishing rate R FIN of the finish polishing composition is preferably 700 nm / h or less, more preferably 500 nm / h or less, and still more preferably 400 nm / h or less, from the viewpoint of improving smoothness.
  • the lower limit of the standard polishing rate R FIN of the finish polishing composition is not particularly limited, but is preferably 100 nm / h or more, more preferably 200 nm / h or more, and still more preferably from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness. 300 nm / h or more.
  • the standard polishing rate R FIN of the composition for finish polishing can be calculated based on the standard polishing test described above. Further, as in the case of the above-described preliminary polishing composition, the material and properties (for example, hardness and / or average secondary particle diameter) of the abrasive grains contained in the final polishing composition, the abrasive grain concentration in the composition, By properly selecting the type and concentration of the polishing aid and the pH of the composition, the standard polishing rate R FIN in the finish polishing composition can be adjusted to the appropriate relative relationship and range disclosed herein. .
  • the composition for finish polishing according to the third aspect disclosed herein contains abrasive grains A FIN .
  • the material and properties of the abrasive grains A FIN are not particularly limited as long as the final polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the standard polishing rate with the preliminary polishing composition.
  • the abrasive grain A FIN can be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • 1 type (s) or 2 or more types can be preferably used among what was illustrated in said abrasive grain APRE .
  • oxide particles such as silica particles, alumina particles, cerium oxide particles, chromium oxide particles, zirconium oxide particles, manganese dioxide particles, iron oxide particles, and magnesium oxide particles are more preferable.
  • Silica particles, cerium oxide particles, manganese dioxide Particles are more preferred, and silica particles are particularly preferred.
  • silica particles examples include colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica. From the viewpoint of improving smoothness, preferred silica particles include colloidal silica and fumed silica. Of these, colloidal silica is particularly preferable.
  • the proportion of the silica particles to the total abrasive grain A FIN contained in the final polishing composition is generally higher are preferred.
  • the ratio of silica particles in the entire abrasive grain A FIN contained in the finish polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more (for example, 95 to 100%). % By weight).
  • the hardness of the abrasive grains A FIN is not particularly limited as long as the finish polishing composition meets the relative relationship for a standard polishing rate between the pre-polishing composition, from the abrasive A PRE used in the preliminary polishing It is also preferable that the hardness is low. As a result, the standard polishing rate R FIN of the finish polishing composition can be effectively reduced, and the smoothness can be improved efficiently.
  • the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is preferably 200 Hv or more, more preferably 400 Hv or more, and still more preferably 600 Hv or more from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grain A FIN is not particularly limited, but is preferably 1500 Hv or less, more preferably 1000 Hv or less, and still more preferably 800 Hv or less from the viewpoint of improving smoothness.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grain A FIN is not particularly limited as long as the finish polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the standard polishing rate with the preliminary polishing composition, but from the viewpoint of polishing efficiency and the like.
  • the thickness is preferably 20 nm or more, more preferably 70 nm or more, and still more preferably 90 nm or more.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains A FIN is suitably 500 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, still more preferably 130 nm or less, Especially preferably, it is 110 nm or less.
  • the abrasive concentration C FIN in the finishing polishing composition is usually suitably 3% by weight or more from the viewpoint of polishing efficiency. From the viewpoint of improving smoothness efficiently, the abrasive concentration C FIN is preferably 10% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more. Also, from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency, the abrasive concentration C FIN in the finish polishing composition is usually suitably 50% by weight or less, and 40% by weight. It is preferable that the amount be 30% by weight or less.
  • the finish polishing composition according to the third aspect disclosed herein preferably contains a polishing aid B FIN .
  • the concentration of the polishing aid B FIN in the finishing polishing composition is usually suitably 0.1% by weight or more.
  • the concentration is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more (for example, 1.5% by weight or more) from the viewpoint of achieving both smoothness and flatness at a high level and efficiency.
  • the concentration of the polishing aid B FIN is usually suitably 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and 5% by weight or less (eg 3 It is more preferable that the content be less than or equal to 2.5% by weight.
  • the composite metal oxide preferably the composite metal oxide CMO FIN
  • an oxygen-containing material capable of supplying oxygen to the metal oxide are used in combination as the polishing aid B FIN
  • the concentration of is usually 0.1% by weight or more. From the viewpoint of achieving both smoothness and flatness highly and efficiently, the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1.5% by weight or more. From the viewpoint of improving smoothness, the concentration of the composite metal oxide is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and preferably 2.5% by weight or less. It is more preferable.
  • the concentration of the oxygen-containing material is usually 0.1 to 10% by weight, and from the viewpoint of preferably exerting an oxygen supply action, the concentration is preferably 0.5 to 3% by weight. 1 to 2% by weight is more preferable.
  • the pH of the finish polishing composition according to the third aspect disclosed herein is not particularly limited as long as the finish polishing composition satisfies the above-described relative relationship with respect to the standard polishing rate with the preliminary polishing composition. . Usually, it is appropriate to adjust the pH of the composition for finishing polishing to about 2 to 12. When the pH of the composition for finish polishing is within the above range, excellent smoothness is easily achieved efficiently.
  • the pH of the finish polishing composition is preferably 4 to 10, more preferably 6 to 8.
  • finishing polishing composition can be prepared, for example, by adopting the same method as the preparation method of the preliminary polishing composition described above, or by appropriately modifying based on the common general knowledge of those skilled in the art.
  • polishing composition set may include, for example, providing a polishing composition set as follows. That is, according to the technique according to the third aspect disclosed herein, the polishing composition for preliminary polishing and the composition for finishing polishing that are stored separately from each other, as in the polishing composition set according to the first aspect. And a polishing composition set comprising:
  • the polishing method according to the third aspect disclosed herein includes a step of performing preliminary polishing (preliminary polishing step); and a step of performing final polishing (finishing polishing step).
  • the preliminary polishing step is a step of performing preliminary polishing on a polishing target composed of a material having a Vickers hardness of 1500 Hv or more at least on the surface (polishing target surface) using the preliminary polishing composition.
  • the finish polishing step is a step of performing finish polishing on the polishing object that has been subjected to preliminary polishing, using the finish polishing composition.
  • the relationship between the standard polishing rate R PRE for the SiC wafer of the preliminary polishing composition and the standard polishing rate R FIN for the SiC wafer of the final polishing composition satisfies R PRE > R FIN .
  • the preliminary polishing process is a multi-stage polishing process of two or more stages
  • the preliminary polishing is performed using the preliminary polishing composition having a relatively low standard polishing rate for the SiC wafer as in the subsequent (ie, downstream) polishing process. It is preferable. Thereby, the coexistence of smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level. Since the polishing method according to the third aspect can be carried out in substantially the same manner as the first aspect in other respects, redundant description is omitted.
  • Example 1 >> ⁇ Examples 1 to 34> (Preparation of pre-polishing composition)
  • a slurry for preliminary polishing was prepared by mixing abrasive grains A PRE , polishing aid B PRE and deionized water.
  • the concentrations of PRE and polishing aid B PRE ) and pH are as shown in Tables 1 and 2.
  • a polishing slurry was prepared by mixing abrasive grains A FIN , polishing aid B FIN and deionized water.
  • concentrations of FIN and polishing aid B FIN concentrations of FIN and polishing aid B FIN ) and pH are as shown in Tables 1 and 2.
  • Preliminary policing Using the prepared slurry for preliminary polishing, preliminary polishing was performed under the following conditions on the surface of an SiC wafer that had been lapped in advance using diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 ⁇ m. [Preliminary policing conditions] Polishing device: Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.
  • Model “EJ-380IN” Polishing pad “SUBA800” manufactured by Nitta Haas Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 80 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Polishing liquid temperature: 25 ° C Polishing object: SiC wafer (conduction type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches The pre-polishing time was 1 hour. However, about Example 33, it implemented until smoothness became fixed. No preliminary polishing was performed for Example 34.
  • polishing device Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.
  • Model “EJ-380IN” Polishing pad “SURFIN 019-3” manufactured by Fujimi Incorporated Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 80 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Polishing liquid temperature: 25 ° C Polishing object: SiC wafer (conductivity type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches The polishing time was set until the smoothness became constant. For Example 33, no finish polishing was performed.
  • Tables 1 and 2 show the total polishing time in each example (total time of preliminary polishing and finishing polishing) converted to a relative value where the total polishing time in Example 1 is 100. The larger the value, the longer the polishing time, and the smaller the value, the shorter the polishing time.
  • Example 32 where the hardness of the abrasive grain A PRE for preliminary polishing and the hardness of the abrasive grain A FIN for finishing polishing were the same, smoothness and flatness were obtained even if the polishing time was increased. I could't achieve both.
  • the average secondary particle diameter P PRE abrasive A PRE is larger than the average secondary particle diameter P FIN of abrasive A FIN
  • both smoothness and flatness on the surface of the high hardness material can be realized at a higher level and more efficiently.
  • the results of the abrasive grains A example of changing the average secondary particle diameter of PRE 1 ⁇ 6, smoothness as the average secondary particle size of the abrasive grains A PRE increases the flatness both improved
  • both smoothness and flatness tended to decrease (deteriorate).
  • the concentration of the abrasive grain A PRE is changed, it is understood that a higher abrasive grain concentration is desirable for obtaining excellent flatness.
  • the polishing aid B PRE tends to decrease (deteriorate) in smoothness and flatness if it is too much or too little.
  • the polishing time is 2/3 or less as compared with the case of Example 33.
  • the desired performance (coexistence of smoothness and flatness) could be realized with a polishing time of 1 ⁇ 2 or less compared with the case of Example 34.
  • desired performance could be realized with a polishing time that was 1/2 or less that of Example 33.
  • the polishing time is about 1/3 of that in Example 33 and Example 34 is obtained.
  • the smoothness and flatness can be achieved at a level significantly higher than that in the case of the one-step polishing in a polishing time of about 1/4 as compared with the case of. According to the technique disclosed here, it can be seen that, on the surface of a high-hardness material such as SiC, compatibility between flatness and smoothness which cannot be achieved by the conventional technique is realized by a method with excellent productivity.
  • a pre-polishing composition was prepared by mixing abrasive grains A PRE , polishing aid B PRE and deionized water.
  • the type and average secondary particle diameter (nm) of the abrasive grains A PRE used in each example, the type of the polishing aid B PRE , and the composition of the preliminary polishing composition according to each example (the abrasive grains A PRE and the polishing aid) B PRE concentration), pH and redox potential ORP PRE are as shown in Table 3.
  • a polishing composition was prepared by mixing abrasive grains A FIN , polishing aid B FIN, and deionized water.
  • the type and average secondary particle diameter (nm) of the abrasive grains A FIN used in each example, the type of the polishing aid B FIN , and the composition of the polishing composition according to each example (the abrasive grains A FIN and the polishing aid) B FIN concentration), pH, and redox potential ORP FIN are as shown in Table 3.
  • the oxidation-reduction potential of the polishing composition of each example with respect to the standard hydrogen electrode was measured using a redox potentiometer (main body type: F-52, electrode type: 9300) manufactured by Horiba, Ltd., at a liquid temperature of 25 ° C. It measured on condition of this.
  • the prepared preliminary polishing composition was directly used as a polishing liquid, and preliminary polishing was performed on the surface of a SiC wafer that had been lapped in advance using diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 ⁇ m under the following conditions.
  • Polishing device Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.
  • Polishing object SiC wafer (conduction type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches
  • the pre-polishing time was 1 hour.
  • Example 36 smoothness (surface roughness) was measured on a polished surface after polishing using an atomic force microscope under the condition of a measurement region of 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m, and the polishing was performed until the smoothness became constant. did.
  • polishing Next, the prepared polishing composition was used as it was as a polishing liquid, and finish polishing was performed on the surface of the SiC wafer subjected to preliminary polishing under the following conditions. For Example 36, no finish polishing was performed.
  • Polishing device Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd. Model “EJ-380IN” Polishing pad: “SURFIN 019-3” manufactured by Fujimi Incorporated Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 40 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Polishing liquid temperature: 25 ° C Polishing object: SiC wafer (conductivity type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches The polishing time for finishing polishing is 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m in the measurement area per surface of the polished object using an atomic force microscope. The smoothness (surface roughness) was measured under these conditions until the smoothness became constant.
  • Table 3 shows the total polishing time (total time of preliminary polishing and finishing polishing) in each example converted into a relative value where the total polishing time of Example 35 is 100. The larger the value, the longer the polishing time, and the smaller the value, the shorter the polishing time.
  • Example 37 using the finishing polishing composition having a higher oxidation-reduction potential than the preliminary polishing composition, the surface roughness Ra was larger than that in Example 35, and the flatness of the entire polished surface was lacking. It was. In addition, scratches were observed on the surface of the polished product, and smoothness was also lacking.
  • Example 36 in which the one-step polishing was performed, the surface roughness Ra was larger than that in Example 35, and the flatness of the entire polished surface was lacking. In addition, scratches were observed on the surface of the polished product, and smoothness was also lacking. From this result, it was confirmed that both smoothness and flatness can be realized by using a finishing polishing composition having a lower oxidation-reduction potential than the preliminary polishing composition as the finishing polishing composition. .
  • the desired performance (coexistence of smoothness and flatness) is achieved in about 1/3 of the polishing time as compared with the case of Example 36 in which the one-step polishing is performed. I was able to.
  • the flatness and smoothness that cannot be achieved by the conventional technique can be realized on the surface of a high hardness material such as SiC by a method with excellent productivity.
  • a pre-polishing composition was prepared by mixing abrasive grains A PRE , a polishing aid and deionized water.
  • the type and average secondary particle diameter (nm) of the abrasive grains A PRE used in each example, the type of polishing aid, and the composition of the preliminary polishing composition according to each example (concentration of abrasive grains A PRE and polishing aid) ), PH, and standard polishing rate R PRE are as shown in Table 4.
  • the standard polishing rate R PRE is calculated based on the standard polishing test described above.
  • composition for finishing polishing Abrasive grain A FIN , a polishing aid, and deionized water were mixed to prepare a composition for finishing polishing.
  • the type and average secondary particle size (nm) of the abrasive grains A FIN used in each example, the type of polishing aid, and the composition of the polishing composition according to each example (concentration of abrasive grains A FIN and polishing aid) ), PH and standard polishing rate R FIN are as shown in Table 4.
  • the standard polishing rate R FIN is calculated based on the standard polishing test described above.
  • the prepared preliminary polishing composition was directly used as a polishing liquid, and preliminary polishing was performed on the surface of a SiC wafer that had been lapped in advance using diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 ⁇ m under the following conditions.
  • Polishing device Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd.
  • Polishing object SiC wafer (conduction type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches
  • the pre-polishing time was 1 hour.
  • Example 39 the smoothness (surface roughness) of the polished surface after polishing was measured using an atomic force microscope under the condition of a measurement region of 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m, and the smoothness was kept constant. did.
  • polishing Next, the prepared polishing composition was used as it was as a polishing liquid, and finish polishing was performed on the surface of the SiC wafer subjected to preliminary polishing under the following conditions. For Example 39, no finish polishing was performed.
  • Polishing device Single-side polishing device manufactured by Nippon Engis Co., Ltd. Model “EJ-380IN” Polishing pad: “SURFIN 019-3” manufactured by Fujimi Incorporated Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Head rotation speed: 40 rotations / minute Polishing liquid supply rate: 20 mL / minute (flowing) Polishing liquid temperature: 25 ° C Polishing object: SiC wafer (conductivity type: n-type, crystal type 4H 4 ° off) 2 inches The polishing time for finishing polishing is 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m in the measurement area per surface of the polished object using an atomic force microscope. The smoothness (surface roughness) was measured under these conditions until the smoothness became constant.
  • Table 4 shows the total polishing time (total time of preliminary polishing and finishing polishing) in each example converted into a relative value with the total polishing time of Example 38 as 100. The larger the value, the longer the polishing time, and the smaller the value, the shorter the polishing time.
  • Example 40 using the finishing polishing composition having a higher standard polishing rate than the preliminary polishing composition, the surface roughness Ra is larger than that in Example 38, and the flatness of the entire polished surface is lacking. It was. In addition, scratches were observed on the surface of the polished product, and smoothness was also lacking. Also in Example 39 in which the one-step polishing was performed, the surface roughness Ra was larger than that in Example 38, and the flatness of the entire polished surface was lacking.

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Abstract

 1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法が提供される。この研磨方法は:砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;を含む。

Description

研磨方法およびポリシング用組成物
 本発明は、研磨方法および該方法に用いられるポリシング用組成物に関する。詳しくは、炭化ケイ素単結晶等の高硬度材料の研磨方法、および該方法に用いられるポリシング用組成物に関する。
 なお、本国際出願は2014年11月7日に出願された日本国特許出願第2014-227388号、2015年6月29日に出願された日本国特許出願第2015-130438号および2015年6月29日に出願された日本国特許出願第2015-130439号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
 ダイヤモンド、サファイア(酸化アルミニウム)、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン等の高硬度材料の平滑表面は、通常、研磨定盤にダイヤモンド砥粒を供給して行う研磨(ラッピング)によって実現される。しかし、ダイヤモンド砥粒を用いるラッピングでは、スクラッチの発生、残存等のため、表面平滑性の向上には限度がある。そこで、ダイヤモンド砥粒を用いたラッピングの後に、あるいは当該ラッピングに代えて、研磨パッドを用いて該研磨パッドと研磨対象物との間に研磨スラリーを供給して行う研磨(ポリシング)が検討されている。この種の従来技術を開示する文献として、特許文献1~5が挙げられる。
日本国特許出願公開平7-288243号公報 日本国特許出願公表2007-533141号公報 日本国特許出願公開2011-121153号公報 日本国特許出願公開2012-248569号公報 日本国特許出願公開2014-24154号公報
 上記従来技術文献では、ポリシングに使用されるスラリー(ポリシング用組成物)の含有成分(砥粒、酸化剤等)の工夫により、表面平滑性や研磨速度の改善が提案されている。しかし、平滑性向上手段は通常は加工力の減少を伴うことから、平滑性を向上させようとすればするほど、研磨対象面の全体的な平坦性はむしろ悪化してしまう虞がある。例えば特許文献1では、ダイヤモンド砥粒を用いたラッピングの後にコロイダルシリカ砥粒を用いてポリシングを実施しているが、ラッピングによる平坦性向上には限度があり、また、その後にポリシングを実施しても、短時間のうちにラッピング後の表面粗さを低減することは困難である。炭化ケイ素等の高硬度材料のポリシングにおいては、研磨速度や平滑性といった基本性能が実用化に向けて途上段階であり、平坦性に関しては、例えば特許文献4にて言及されてはいるものの、一段階ポリシングにおける検討事項であることから、その要求レベルはそれほど高くはない。平滑性を重視した設計では加工力の低下が顕著になりがちな高硬度材料の研磨において、平滑性と平坦性の両立は、シリコンウェーハやガラス基板等の研磨と比べて困難であることはいうまでもない。これが高硬度材料研磨の技術水準であり、平滑性と平坦性との両立についての検討は、少なくとも実用レベルではなされていないという状況であった。
 上記のような状況下、本発明者らは、ポリシング用組成物の含有成分の検討という先行技術文献からの延長線上での解決手段の模索から離れることにより、従来技術では実現できなかったレベルの平滑性と平坦性との両立を、より短時間の研磨で効率的に実現し得る基本的な技術思想を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、高硬度材料に対して、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現し得る研磨方法を提供することを目的とする。関連する他の目的は、かかる研磨方法を実施するために適したポリシング用組成物を提供することである。
 この明細書により提供される第一の態様(aspect)に係る発明によると、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法が提供される。この研磨方法は:砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;を含む。
 上記の研磨方法によると、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立を効率的に実現することができる。ここに開示される技術によると、高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平滑性と平坦性との両立が生産性に優れた方法で実現される。
 なお、本明細書においてラッピングとは、研磨定盤の表面を研磨対象物に押し当てることにより行う研磨をいう。したがって、ラッピング工程では研磨パッドは使用しない。典型的には、ラッピング工程は、研磨定盤と研磨対象物との間に砥粒(典型的にはダイヤモンド砥粒)を供給して行う研磨をいう。またポリシングとは、研磨パッドを用いて行う研磨をいい、典型的には、ラッピング後に、定盤表面に貼り付けられた研磨パッドを用いて該研磨パッドと研磨対象物との間に研磨スラリーを供給して行う研磨をいう。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記砥粒APREのビッカース硬度が800~3000Hvの範囲内であり、前記砥粒AFINのビッカース硬度が200~1500Hvの範囲内である。上記硬度を有する予備ポリシング用の砥粒APREと仕上げポリシング用の砥粒AFINとをそれぞれ選択して採用することにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルにかつより効率的に実現され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記砥粒APREの平均二次粒子径PPREが、前記砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きい。予備ポリシング用の砥粒APREと仕上げポリシング用の砥粒AFINとを、両者の平均二次粒子径が上記関係を満たすように選定することにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルにかつより効率的に実現され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記予備ポリシング用組成物は、水溶性の研磨助剤BPREを含み、前記仕上げポリシング用組成物は、水溶性の研磨助剤BFINを含む。予備ポリシング用組成物および仕上げポリシング用組成物それぞれに適した水溶性の研磨助剤を含ませることで、高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記研磨助剤BPREは、複合金属酸化物CMOPREを含む。この複合金属酸化物CMOPREは、1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)と、周期表の第4周期遷移金属元素と、を有する。予備ポリシング用の研磨助剤BPREとして上記複合金属酸化物を採用することにより、高硬度材料の平坦性がより向上する傾向がある。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記研磨助剤BFINは、複合金属酸化物CMOFINを含む。この複合金属酸化物CMOFINは、1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアと、周期表の第5族または第6族遷移金属元素と、を有する。仕上げポリシング用の研磨助剤BFINとして上記複合金属酸化物を採用することにより、高硬度材料の平滑性と平坦性とがより高度に両立する傾向がある。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記研磨助剤BFINは、前記複合金属酸化物CMOFINに対して酸素を供給することが可能な酸素含有物をさらに含む。このように構成することで、仕上げポリシングにおいて複合金属酸化物CMOFINの化学的作用が継続的に発揮される傾向があり、高硬度材料の平滑性と平坦性とが高度に両立され得る。
 また、この明細書により提供される第一の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物(予備ポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記仕上げポリシングで用いられる砥粒AFINよりも硬度が高い砥粒APREを含む。上記予備ポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 また、この明細書により提供される第一の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物(仕上げポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記予備ポリシングで用いられる砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む。上記仕上げポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 この明細書により提供される第二の態様(aspect)に係る発明によると、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法が提供される。この研磨方法は:予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;を含む。そして、前記予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、前記仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。
 上記の研磨方法によると、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立を効率的に実現することができる。ここに開示される技術によると、高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平滑性と平坦性との両立が生産性に優れた方法で実現される。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINに対する前記予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREの比(ORPPRE/ORPFIN)が、1.2≦(ORPPRE/ORPFIN)≦4.0である。上記の研磨方法によると、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高いレベルで実現され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREが700mV~1500mVの範囲であり、前記仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINが300mV~650mVの範囲である。上記酸化還元電位ORPPREを有する予備ポリシング用組成物と、上記酸化還元電位ORPFINを有する仕上げポリシング用組成物とを採用することにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルに実現され得る。
 また、この明細書により提供される第二の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物(予備ポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記仕上げポリシングで用いられる仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINと、当該予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。上記予備ポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 また、この明細書により提供される第二の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物(仕上げポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記予備ポリシングで用いられる予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、当該仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。上記仕上げポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 この明細書により提供される第三の態様(aspect)に係る発明によると、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法が提供される。この研磨方法は:砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;を含む。そして、予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす。
 上記の研磨方法によると、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立を効率的に実現することができる。ここに開示される技術によると、高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平滑性と平坦性との両立が生産性に優れた方法で実現される。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINに対する前記予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREの比(RPRE/RFIN)が、1.5≦(RPRE/RFIN)≦5.0である。上記の研磨方法によると、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高いレベルで実現され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記砥粒APREの平均二次粒子径PPREと、前記砥粒AFINの平均二次粒子径PFINとの関係が、PPRE>PFINを満たす。平均二次粒子径について上記相対的関係を満たす予備ポリシング用の砥粒APREと仕上げポリシング用の砥粒AFINとをそれぞれ選択して採用することにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。
 ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記砥粒APREのビッカース硬度HPREと、前記砥粒AFINのビッカース硬度HFINとの関係が、HPRE>HFINを満たす。ビッカース硬度について上記相対的関係を満たす予備ポリシング用の砥粒APREと仕上げポリシング用の砥粒AFINとをそれぞれ選択して採用することにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。
 また、この明細書により提供される第三の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物(予備ポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記仕上げポリシングで用いられる仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINと、当該予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREとの関係が、RPRE>RFINを満たす。上記予備ポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 また、この明細書により提供される第三の態様に係る発明によると、ここに開示されるいずれかの研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物(仕上げポリシング用組成物)が提供される。この組成物は、前記予備ポリシングで用いられる予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、当該仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす。上記仕上げポリシング用組成物を用いることにより、ここに開示される研磨方法を好ましく実施することができる。
 以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
<<1.第一の態様>>
 ここに開示される第一の態様に係る研磨方法は、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と、を含む。以下、研磨対象物、予備ポリシング用組成物、仕上げポリシング用組成物、研磨方法の順で説明する。
 <1-1.研磨対象物>
 ここに開示される第一の態様に係る研磨方法は、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料(高硬度材料ともいう。)を研磨する方法である。ここに開示される第一の態様に係る研磨方法によると、上記のような高硬度材料の表面における平滑性と平坦性との両立を効率的に実現することができる。高硬度材料のビッカース硬度は、好ましくは1800Hv以上(例えば2000Hv以上、典型的には2200Hv以上)である。ビッカース硬度の上限は特に限定されないが、凡そ7000Hv以下(例えば5000Hv以下、典型的には3000Hv以下)であってもよい。なお、本明細書において、ビッカース硬度は、JIS R 1610:2003に基づいて測定することができる。上記JIS規格に対応する国際規格はISO 14705:2000である。
 1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料としては、ダイヤモンド、サファイア(酸化アルミニウム)、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン等が挙げられる。ここに開示される研磨方法は、機械的かつ化学的に安定な上記材料の単結晶表面に対して好ましく適用することができる。なかでも、研磨対象物表面は、炭化ケイ素から構成されていることが好ましい。炭化ケイ素は、電力損失が少なく耐熱性等に優れる半導体基板材料として期待されており、その表面性状を改善することの実用上の利点は特に大きい。ここに開示される研磨方法は、炭化ケイ素の単結晶表面に対して特に好ましく適用される。
 <1-2.予備ポリシング用組成物>
 (1-2-1.砥粒APRE
 ここに開示される第一の態様に係る予備ポリシング用組成物は砥粒APREを含む。砥粒APREは、後述する仕上げポリシングに用いられる砥粒AFINよりも高硬度である。これによって、平坦性を効率よく向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度HFINに対する砥粒APREのビッカース硬度HPREの比(HPRE/HFIN)は、1よりも大きく、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは1.3~4.0、より好ましくは1.8~3.0、さらに好ましくは2.1~2.5である。
 砥粒APREのビッカース硬度は、平坦性向上の観点から、好ましくは800Hv以上、より好ましくは1200Hv以上、さらに好ましくは1500Hv以上である。砥粒APREのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは3000Hv以下、より好ましくは2000Hv以下、さらに好ましくは1700Hv以下である。なお、本明細書において、砥粒のビッカース硬度は、砥粒として用いられる材料につき、上記JIS R 1610:2003に基づいて測定した値が採用される。
 また、砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象物の表面を構成する材料(研磨対象材料)のビッカース硬度と同等か、あるいはそれよりも低いことが好ましい。砥粒APREの硬度が、研磨対象材料の硬度との相対的関係において制限されていることにより、平滑性の劣化は抑制される傾向がある。砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象材料のビッカース硬度よりも300Hv以上(例えば500Hv以上)低いことがより好ましい。砥粒APREのビッカース硬度と研磨対象材料のビッカース硬度との差異は、平坦性向上の観点から、1000Hv以内(例えば800Hv以内)であることが好ましい。これにより、平滑性と平坦性との両立は好ましく実現される傾向がある。
 砥粒APREの材質や性状は、後述の砥粒AFINとの間で硬度について相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はない。例えば、砥粒APREは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子;窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子;ダイヤモンド粒子;炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩;等のいずれかから実質的に構成される砥粒が挙げられる。砥粒は1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子は、良好な表面を形成し得るので好ましい。そのなかでも、アルミナ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化クロム粒子、酸化鉄粒子がより好ましく、アルミナ粒子が特に好ましい。
 なお、本明細書において、砥粒の組成について「実質的にXからなる」または「実質的にXから構成される」とは、当該砥粒に占めるXの割合(Xの純度)が、重量基準で90%以上(好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、例えば99%以上)であることをいう。
 砥粒APREとしてアルミナ粒子を用いる場合、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APRE全体に占めるアルミナ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APRE全体に占めるアルミナ粒子の割合は、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上(例えば95~100重量%)である。
 また、ここに開示される予備ポリシング用組成物は、砥粒APREとしてダイヤモンド粒子を実質的に含まないことが好ましい。ダイヤモンド粒子はその高硬度ゆえ、平滑性向上の制限要因となり得る。また、ダイヤモンド粒子は概して高価であることから、コストパフォーマンスの点で有利な材料とはいえず、実用面からは、ダイヤモンド粒子等の高価格材料への依存度は低いことが望ましい。
 砥粒APREの平均二次粒子径は、通常は20nm以上であり、平坦性向上等の観点から、好ましくは100nm以上、より好ましくは200nm以上(例えば400nm以上)である。上記の平均二次粒子径を有する砥粒APREによると、優れた平坦性をより効率的に実現することができる。砥粒APREの平均二次粒子径の上限は、単位重量当たりの個数を充分に確保する観点から、凡そ5000nm以下とすることが適当である。平滑性と平坦性とをより高度に両立する観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは3000nm以下、より好ましくは2000nm以下(例えば800nm以下)である。
 砥粒の平均二次粒子径は、500nm未満の粒子については、例えば、日機装社製の型式「UPA-UT151」を用いた動的光散乱法により、体積平均粒子径(体積基準の算術平均径;Mv)として測定することができる。また、500nm以上の粒子についてはBECKMAN COULTER社製の型式「Multisizer 3」を用いた細孔電気抵抗法等により、体積平均粒子径として測定することができる。
 砥粒APREの平均二次粒子径PPREは、後述する砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きいことが好ましい。これにより、高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。好ましい一態様では、砥粒AFINの平均二次粒子径PFINに対する砥粒APREの平均二次粒子径PPREの比(PPRE/PFIN)は1.0~20程度である。上記比(PPRE/PFIN)は、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは2.0~10、より好ましくは4.0~6.0である。
 予備ポリシング用組成物における砥粒濃度は、研磨効率の観点から、通常は1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、砥粒濃度は3重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点、良好な分散性を得る観点から、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度は、通常は50重量%以下とすることが適当であり、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは8重量%以下である。
 (1-2-2.研磨助剤BPRE
 ここに開示される第一の態様に係る予備ポリシング用組成物は研磨助剤BPREを含むことが好ましい。研磨助剤BPREは、予備ポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤BPREは、特に限定的に解釈されるものではないが、予備ポリシングにおいて研磨対象物表面を変質(典型的には酸化変質)する作用を示し、研磨対象物表面の脆弱化をもたらすことで、砥粒APREによる研磨に寄与していると考えられる。
 研磨助剤BPREとしては、過酸化水素等の過酸化物;硝酸、その塩である硝酸鉄、硝酸銀、硝酸アルミニウム、その錯体である硝酸セリウムアンモニウム等の硝酸化合物;ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ二硫酸等の過硫酸、その塩である過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸化合物;塩素酸やその塩、過塩素酸、その塩である過塩素酸カリウム等の塩素化合物;臭素酸、その塩である臭素酸カリウム等の臭素化合物;ヨウ素酸、その塩であるヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸、その塩である過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等のヨウ素化合物;鉄酸、その塩である鉄酸カリウム等の鉄酸類;過マンガン酸、その塩である過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸類;クロム酸、その塩であるクロム酸カリウム、二クロム酸カリウム等のクロム酸類;バナジン酸、その塩であるバナジン酸アンモニウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム等のバナジン酸類;過ルテニウム酸またはその塩等のルテニウム酸類;モリブデン酸、その塩であるモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸二ナトリウム等のモリブデン酸類;過レニウム酸またはその塩等のレニウム酸類;タングステン酸、その塩であるタングステン酸二ナトリウム等のタングステン酸類;が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。なかでも、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、鉄酸またはその塩が好ましく、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムが特に好ましい。
 好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物は、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類がより好ましく、過マンガン酸類がさらに好ましい。
 さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)と、周期表の第4周期遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物CMOPREが用いられる。上記1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)の好適例としては、Na、K、Mg、Caが挙げられる。なかでも、Na、Kがより好ましい。周期表の第4周期遷移金属元素の好適例としては、Fe、Mn、Cr、V、Tiが挙げられる。なかでも、Fe、Mn、Crがより好ましく、Mnがさらに好ましい。
 ここに開示される予備ポリシング用組成物が、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOPRE)を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤BPREをさらに含んでもよく、含まなくてもよい。ここに開示される技術は、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOPRE)以外の研磨助剤BPRE(例えば過酸化水素)を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
 予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度に両立する観点から、上記研磨助剤BPREの濃度は、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2重量%以下とすることがより好ましい。
 (1-2-3.その他の成分)
 ここに開示される第一の態様に係る予備ポリシング用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、キレート剤、増粘剤、分散剤、pH調整剤、界面活性剤、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防錆剤、防腐剤、防カビ剤等の、ポリシング用組成物(典型的には高硬度材料ポリシング用組成物、例えば炭化ケイ素基板ポリシング用組成物)に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。上記添加剤の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明は省略する。
 (1-2-4.溶媒)
 ここに開示される第一の態様に係る予備ポリシング用組成物に用いられる溶媒は、砥粒を分散させることができるものであればよく、特に制限されない。溶媒としては、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。ここに開示される予備ポリシング用組成物は、必要に応じて、水と均一に混合し得る有機溶剤(低級アルコール、低級ケトン等)をさらに含有してもよい。通常は、予備ポリシング用組成物に含まれる溶媒の90体積%以上が水であることが好ましく、95体積%以上(典型的には99~100体積%)が水であることがより好ましい。
 ここに開示される第一の態様に係る予備ポリシング用組成物のpHは特に限定されない。通常は、予備ポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。予備ポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、実用的な研磨効率が達成されやすい。予備ポリシング用組成物のpHは、好ましくは6~10、より好ましくは8.5~9.5である。
 ここに開示される予備ポリシング用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、予備ポリシング用組成物に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
 <1-3.仕上げポリシング用組成物>
 (1-3-1.砥粒AFIN
 ここに開示される第一の態様に係る仕上げポリシング用組成物は砥粒AFINを含む。砥粒AFINは、予備ポリシングに用いられる砥粒APREよりも低硬度である。これによって平滑性を効率よく向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度は、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは200Hv以上、より好ましくは400Hv以上、さらに好ましくは600Hv以上である。砥粒AFINのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性向上の観点から、好ましくは1500Hv以下、より好ましくは1000Hv以下、さらに好ましくは800Hv以下である。
 砥粒AFINの材質や性状は、前述の砥粒APREとの間で硬度について相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はない。例えば、砥粒AFINは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。砥粒AFINとしては、上記砥粒APREにおいて例示したもののうち1種または2種以上を好ましく用いることができる。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子、酸化マグネシウム粒子等の酸化物粒子がより好ましく、シリカ粒子、酸化セリウム粒子、二酸化マンガン粒子がさらに好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。
 シリカ粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。平滑性向上の観点から、好ましいシリカ粒子としてコロイダルシリカおよびフュームドシリカが挙げられる。なかでもコロイダルシリカが特に好ましい。
 砥粒AFINとしてシリカ粒子を用いる場合、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFIN全体に占めるシリカ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFIN全体に占めるシリカ粒子の割合は、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上(例えば95~100重量%)である。
 砥粒AFINの平均二次粒子径は特に限定されないが、研磨効率等の観点から、好ましくは20nm以上、より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは90nm以上である。また、より平滑性の高い表面を得るという観点から、砥粒AFINの平均二次粒子径は、500nm以下が適当であり、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは130nm以下、特に好ましくは110nm以下である。
 仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度は、研磨効率の観点から、通常は3重量%以上とすることが適当である。効率よく平滑性を向上する観点から、上記砥粒濃度は10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度は、通常は50重量%以下とすることが適当であり、40重量%以下とすることが好ましく、30重量%以下とすることがより好ましい。
 (1-3-2.研磨助剤BFIN
 ここに開示される第一の態様に係る仕上げポリシング用組成物は研磨助剤BFINを含むことが好ましい。研磨助剤BFINは、仕上げポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤BFINは、特に限定的に解釈されるものではないが、前述した予備ポリシングにおける研磨助剤BPREの場合と同様に、仕上げポリシングにおいて研磨対象物表面を変質(典型的には酸化変質)する作用を示し、研磨対象物表面の脆弱化をもたらすことで、研磨効率、研磨対象物の表面品質(特に平滑性向上)に寄与していると考えられる。
 研磨助剤BFINとしては、前述の研磨助剤BPREとして例示したもののうち1種または2種以上を好ましく用いることができる。なかでも、バナジン酸またはその塩、ヨウ素化合物、モリブデン酸またはその塩、タングステン酸またはその塩が好ましく、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウムが特に好ましい。
 好ましい一態様では、仕上げポリシング用組成物は、研磨助剤BFINとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、バナジン酸類、モリブデン酸類、タングステン酸類がより好ましく、バナジン酸類がさらに好ましい。
 さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアと、周期表の第5族または第6族遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物CMOFINが用いられる。上記1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアの好適例としては、Na、K、Mg、Ca、アンモニアが挙げられる。なかでも、Na、Kがより好ましい。周期表の第5族または第6族遷移金属元素は、第4周期、第5周期および第6周期のなかから選択されることが好ましく、第4周期および第5周期のなかから選択されることがより好ましく、第4周期のなかから選択されることがさらに好ましい。上記遷移金属元素は、第5族のなかから好ましく選択される。その具体例としては、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wが挙げられる。なかでも、V、Mo、Wがより好ましく、Vがさらに好ましい。
 ここに開示される仕上げポリシング用組成物が、研磨助剤BFINとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤BFINとして、上記複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物をさらに含むことが好ましい。これにより、複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)の化学的作用が継続的に発揮され、仕上げポリシングにおける研磨効率が有意に向上し、高硬度材料の平滑性と平坦性とが高度に両立され得る。上記酸素含有物の好適例としては、過酸化水素、オゾンおよび過酸が挙げられる。なかでも、過酸化水素が特に好ましい。
 仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上(例えば1.5重量%以上)がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記研磨助剤BFINの濃度は、通常は15重量%以下とすることが適当であり、10重量%以下とすることが好ましく、5重量%以下(例えば3重量%以下、あるいは2.5重量%以下)とすることがより好ましい。
 研磨助剤BFINとして、複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)と該金属酸化物に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物とを併用する場合、複合金属酸化物の濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1.5重量%以上がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記複合金属酸化物の濃度は、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2.5重量%以下とすることがより好ましい。その場合の上記酸素含有物の濃度は、通常は0.1~10重量%とすることが適当であり、酸素供給作用を好ましく発揮する観点から、上記濃度は0.5~3重量%が好ましく、1~2重量%がより好ましい。
 ここに開示される第一の態様に係る仕上げポリシング用組成物のpHは特に限定されない。通常は、仕上げポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。仕上げポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、優れた平滑性が効率よく達成されやすい。仕上げポリシング用組成物のpHは、好ましくは4~10、より好ましくは6~8である。
 仕上げポリシング用組成物に用いられ得るその他の成分や溶媒としては、予備ポリシング用組成物に含まれ得るものを好ましく採用することができるので、ここでは重複する説明は行わない。また、仕上げポリシング用組成物は、例えば前述の予備ポリシング用組成物の調製方法と同様の方法を採用することにより、あるいは当業者の技術常識に基づき適宜改変を加えることにより調製することができる。
 <1-4.ポリシング用組成物セット>
 ここに開示される第一の態様に係る技術には、例えば、以下のようなポリシング用組成物セットの提供が含まれ得る。すなわち、ここに開示される技術によると、互いに分けて保管される予備ポリシング用組成物と、仕上げポリシング用組成物と、を備えるポリシング用組成物セットが提供される。上記予備ポリシング用組成物は、ここに開示される研磨方法における予備ポリシング工程に用いられるポリシング用スラリーまたはその濃縮液であり得る。上記仕上げポリシング用組成物は、ここに開示される研磨方法における仕上げポリシング工程に用いられるポリシング用スラリーまたはその濃縮液であり得る。上記ポリシング用組成物セットによると、多段ポリシングプロセスにおいて、高硬度材料表面の平滑性と平坦性との両立が効率的に実現され得る。また、かかるポリシング用組成物セットは、研磨時間の短縮および生産性向上に寄与し得る。
 <1-5.研磨方法>
 ここに開示される第一の態様に係る研磨方法は、予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と;仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と;を含む。予備ポリシング工程は、少なくとも表面(研磨対象面)が1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料から構成された研磨対象物に対して、砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程である。仕上げポリシング工程は、予備ポリシングが行われた研磨対象物に対して、砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程である。
 上記研磨方法では、ここに開示される第一の態様に係るいずれかの予備ポリシング用組成物を含む予備ポリシング用スラリーを用意する。また、ここに開示される第一の態様に係るいずれかの仕上げポリシング用組成物を含む仕上げポリシング用スラリーを用意する。上記スラリーを用意することには、各ポリシング用組成物をそのままポリシング用スラリー(研磨液)として使用することを包含し、あるいは各ポリシング用組成物に濃度調整(例えば希釈)、pH調整等の操作を加えてポリシング用スラリーを調製することが含まれ得る。
 用意した予備ポリシング用スラリーを用いて予備ポリシングを行う。具体的には、予備ポリシング用スラリーを研磨対象物である高硬度材料表面に供給し、常法により研磨する。例えば、ラッピング工程を経た研磨対象物を一般的な研磨装置にセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて上記研磨対象物表面に予備ポリシング用スラリーを供給する。典型的には、上記予備ポリシング用スラリーを連続的に供給しつつ、研磨対象物表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動(例えば回転移動)させる。
 次いで、用意した仕上げポリシング用スラリーを用いて仕上げポリシングを行う。具体的には、仕上げポリシング用スラリーを研磨対象物である高硬度材料表面に供給し、常法により研磨する。仕上げポリシングは、研磨装置の研磨パッドを通じて、予備ポリシングを終えた後の研磨対象物表面に仕上げポリシング用スラリーを供給して行う。典型的には、上記仕上げポリシング用スラリーを連続的に供給しつつ、研磨対象物表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動(例えば回転移動)させる。上記のような研磨工程を経て高硬度材料表面の研磨が完了する。
 なお、本明細書において予備ポリシング工程とは、砥粒を含むポリシング用スラリーを用いて行われるポリシング工程であって仕上げポリシング工程より前に行われるポリシング工程のことをいう。典型的な一態様では、予備ポリシング工程は、仕上げポリシング工程の直前に配置されるポリシング工程である。予備ポリシング工程は、1段のポリシング工程であってもよく、2段以上の複数段のポリシング工程であってもよい。
 また、本明細書において仕上げポリシング工程とは、砥粒を含むポリシング用スラリーを用いて行われるポリシング工程のうち最後に(すなわち、最も下流側に)配置される研磨工程のことをいう、したがって、ここに開示される仕上げポリシング用組成物は、高硬度材料の研磨過程で用いられるポリシング用スラリーのうち、最も下流側で用いられる種類のポリシング用スラリーとして把握され得る。
 予備ポリシングおよび仕上げポリシングの条件は、研磨対象物や、目標とする表面性状(具体的には平滑性および平坦性)、研磨効率等に基づいて当業者の技術常識に基づき、適切に設定される。例えば、研磨効率の観点から、研磨対象物の加工面積1cmあたりの研磨圧力は、好ましくは50g以上であり、より好ましくは100g以上である。また、負荷増大に伴う過度な発熱による研磨対象物表面の変質や砥粒の劣化を防ぐ観点から、通常は、加工面積1cmあたりの研磨圧力は1000g以下であることが適当である。
 線速度は、一般に、定盤回転数、キャリアの回転数、研磨対象物の大きさ、研磨対象物の数等の影響により変化し得る。線速度の増大によって、より高い研磨効率が得られる傾向にある。また、研磨対象物の破損や過度な発熱を防止する観点から、線速度は所定以下に制限され得る。線速度は、技術常識に基づき設定すればよく特に限定されないが、凡そ10~1000m/分の範囲とすることが好ましく、50~300m/分の範囲とすることがより好ましい。
 ポリシング時におけるポリシング用組成物の供給量は特に限定されない。上記供給量は、研磨対象物表面にポリシング用組成物がムラなく全面に供給されるのに十分な量となるように設定することが望ましい。好適な供給量は、研磨対象物の材質や、研磨装置の構成その他の条件等によっても異なり得る。例えば、研磨対象物の加工面積1mmあたり0.001~0.1mL/分の範囲とすることが好ましく、0.003~0.03mL/分の範囲とすることがより好ましい。
 予備ポリシングおよび仕上げポリシングの合計時間(総ポリシング時間)は、特に限定されない。ここに開示される研磨方法によると、5時間未満の総ポリシング時間で高硬度材料表面に対して平滑性と平坦性との両立を実現することができる。好ましい一態様では、3時間未満(例えば2.5時間以内、典型的には2時間以下)の総ポリシング時間で、高硬度材料表面に対して平滑性と平坦性との両立を実現することができる。なお、総ポリシング時間には、各ポリシング工程の間の時間(ポリシングを行っていない時間、非ポリシング時間)は含まれない。例えば、予備ポリシング工程終了後から仕上げポリシング工程開始までの時間は、総ポリシング時間には含まれない。
 予備ポリシングおよび仕上げポリシングは、片面研磨装置による研磨、両面研磨装置による研磨のいずれにも適用可能である。片面研磨装置では、セラミックプレートにワックスで研磨対象物を貼りつけたり、キャリアと呼ばれる保持具を用いて研磨対象物を保持し、ポリシング用組成物を供給しながら研磨対象物の片面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動(例えば回転移動)させることにより研磨対象物の片面を研磨する。両面研磨装置では、キャリアと呼ばれる保持具を用いて研磨対象物を保持し、上方よりポリシング用組成物を供給しながら、研磨対象物の対向面に研磨パッドを押しつけ、それらを相対方向に回転させることにより研磨対象物の両面を同時に研磨する。
 ここに開示される第一の態様に係る各ポリシング工程で使用される研磨パッドは、特に限定されない。例えば、不織布タイプ、スウェードタイプ、硬質発泡ポリウレタンタイプ、砥粒を含むもの、砥粒を含まないもの等のいずれを用いてもよい。
 ここに開示される第一の態様に係る方法により研磨された研磨物は、典型的にはポリシング後に洗浄される。この洗浄は、適当な洗浄液を用いて行うことができる。使用する洗浄液は特に限定されず、公知、慣用のものを適宜選択して用いることができる。洗浄液の温度は、特に制限されず、例えば20~90℃の範囲とすることが好ましく、50~80℃の範囲とすることがより好ましい。
 なお、ここに開示される第一の態様に係る研磨方法は、上記予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程に加えて任意の他の工程を含み得る。そのような工程としては、予備ポリシング工程の前に行われるラッピング工程が挙げられる。上記ラッピング工程は、研磨定盤(例えば鋳鉄定盤)の表面を研磨対象物に押し当てることにより研磨対象物の研磨を行う工程である。したがって、ラッピング工程では研磨パッドは使用しない。ラッピング工程は、典型的には、研磨定盤と研磨対象物との間に砥粒(典型的にはダイヤモンド砥粒)を供給して行われる。また、ここに開示される第一の態様に係る研磨方法は、予備ポリシング工程の前や、予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程との間に追加の工程(洗浄工程やポリシング工程)を含んでもよい。
<<2.第二の態様>>
 ここに開示される第二の態様に係る研磨方法は、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と、を含む。以下、研磨対象物、予備ポリシング用組成物、仕上げポリシング用組成物、研磨方法の順で説明する。
 <2-1.研磨対象物>
 ここに開示される第二の態様に係る研磨方法は、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料(高硬度材料ともいう。)を研磨する方法である。ここに開示される第二の態様に係る研磨方法によると、上記のような高硬度材料の表面における平滑性と平坦性との両立を実現することができる。第二の態様に係る高硬度材料(ビッカース硬度および材料)としては、第一の態様に係る研磨方法について説明した高硬度材料と同様のものを用いることができる。
 <2-2.予備ポリシング用組成物>
 (2-2-0.酸化還元電位ORPPRE
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物は、後述する仕上げポリシング用組成物よりも標準水素電極に対する酸化還元電位(Oxidation-reduction Potential:ORP)が高い。すなわち、予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。これによって平坦性が向上し、例えば予備ポリシング用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物全体の表面粗さを低減することができる。なお、本明細書中において言及するポリシング用組成物の酸化還元電位は、液温25℃において測定された標準水素電極に対する酸化還元電位の値を示している。
 具体的には、後述の仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINに対する予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREの比(ORPPRE/ORPFIN)は、1よりも大きく、平滑性と平坦性との両立を実現する観点から、好ましくは1.2~4.0、より好ましくは1.4~3.0、さらに好ましくは1.6~2.5、特に好ましくは1.8~2.2である。上記酸化還元電位の比(ORPPRE/ORPFIN)を1.2以上とすることで、研磨物表面の平坦性がより良く向上する。また、上記酸化還元電位の比(ORPPRE/ORPFIN)を4.0以下とすることで、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。
 予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREは、後述の仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINとの間で前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はないが、加工時間短縮の観点から、好ましくは700mV以上、より好ましくは800mV以上、さらに好ましくは900mV以上である。予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREの上限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは3000mV以下、より好ましくは2000mV以下、さらに好ましくは1500mV以下、一層好ましくは1000mV以下である。平滑性と平坦性とをより良く両立させる観点から、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREは、仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINよりも300mV以上大きいことが好ましく、350mV以上(例えば400mV以上)大きいことがさらに好ましい。また、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREから仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINを減じた値は、好ましくは800mV以下であり、より好ましくは600mV以下であり、さらに好ましくは500mV以下である。
 上記予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREは、例えば予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒および/または研磨助剤(例えばポリシングにおいて研磨対象物表面を酸化変質する作用を示す助剤)の種類を変えたり、砥粒と研磨助剤の含有量の比を変えたりすることによって調整することができる。すなわち、予備ポリシング用組成物中の砥粒および研磨助剤の種類や砥粒と研磨助剤の含有量の比を適切に選択することによって、予備ポリシング用組成物における酸化還元電位ORPPREをここに開示される適切な相対的関係および範囲に調整することができる。その他、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREを適切な相対的関係および範囲に調整する方法としては、当該組成物のpHを変える等の方法を採用することができる。上記酸化還元電位ORPPREを制御する方法は、単独であるいは組み合わせて使用することができる。
 (2-2-1.砥粒APRE
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物は砥粒APREを含むことが好ましい。第二の態様に係る予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APREとしては、第一の態様に係る予備ポリシング用組成物について説明した砥粒APREと同様のものを用いることができる。
 砥粒APREのビッカース硬度は、平坦性向上の観点から、好ましくは800Hv以上、より好ましくは1200Hv以上、さらに好ましくは1500Hv以上である。砥粒APREのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは3000Hv以下、より好ましくは2000Hv以下、さらに好ましくは1700Hv以下である。なお、本明細書において、砥粒のビッカース硬度は、砥粒として用いられる材料につき、上記JIS R 1610:2003に基づいて測定した値が採用される。
 また、砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象物の表面を構成する材料(研磨対象材料)のビッカース硬度と同等か、あるいはそれよりも低いことが好ましい。砥粒APREの硬度が、研磨対象材料の硬度との相対的関係において制限されていることにより、平滑性の劣化は抑制される傾向がある。砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象材料のビッカース硬度よりも300Hv以上(例えば500Hv以上)低いことがより好ましい。砥粒APREのビッカース硬度と研磨対象材料のビッカース硬度との差異は、平坦性向上の観点から、1000Hv以内(例えば800Hv以内)であることが好ましい。これにより、平滑性と平坦性との両立は好ましく実現される傾向がある。
 砥粒APREは、後述する仕上げポリシングに用いられる砥粒AFINよりも高硬度であることが好ましい。例えば、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APREのビッカース硬度HPREと、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFINのビッカース硬度HFINとの関係が、HPRE>HFINを満たすことが好ましい。これによって平坦性をより良く向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度HFINに対する砥粒APREのビッカース硬度HPREの比(HPRE/HFIN)は、1よりも大きく、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは1.3~4.0、より好ましくは1.8~3.0、さらに好ましくは2.1~2.5である。
 砥粒APREの平均二次粒子径は、通常は20nm以上であり、平坦性向上等の観点から、好ましくは100nm以上、より好ましくは200nm以上(例えば400nm以上)である。上記の平均二次粒子径を有する砥粒APREによると、優れた平坦性をより効率的に実現することができる。砥粒APREの平均二次粒子径の上限は、単位重量当たりの個数を充分に確保する観点から、凡そ5000nm以下とすることが適当である。平滑性と平坦性とをより高度に両立する観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは3000nm以下、より好ましくは2000nm以下(例えば800nm以下)である。
 砥粒APREの平均二次粒子径は、500nm未満の粒子については、例えば、日機装社製の型式「UPA-UT151」を用いた動的光散乱法により、体積平均粒子径(体積基準の算術平均径;Mv)として測定することができる。また、500nm以上の粒子についてはBECKMAN COULTER社製の型式「Multisizer 3」を用いた細孔電気抵抗法等により、体積平均粒子径として測定することができる。
 砥粒APREの平均二次粒子径PPREは、後述する仕上げポリシングに用いられる砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きいことが好ましい。すなわち、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APREの平均二次粒子径PPREと、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFINの平均二次粒子径PFINとの関係が、PPRE>PFINを満たすことが好ましい。これにより高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。好ましい一態様では、砥粒AFINの平均二次粒子径PFINに対する砥粒APREの平均二次粒子径PPREの比(PPRE/PFIN)は1.0~20程度である。上記比(PPRE/PFIN)は、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは2.0~10、より好ましくは4.0~6.0である。
 予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、研磨効率の観点から、通常は1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、砥粒濃度は3重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点、良好な分散性を得る観点から、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、通常は50重量%以下とすることが適当であり、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは8重量%以下である。
 好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINよりも高い。すなわち、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREと、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINとの関係が、CPRE>CFINを満たす。これにより平坦性をより良く向上させることができる。
 好ましい他の一態様では、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINよりも低い。すなわち、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREと、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINとの関係が、CPRE<CFINを満たす。これにより高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。平滑性と平坦性とを両立する観点から、仕上げポリシング用組成物の砥粒濃度CFINに対する予備ポリシング用組成物の砥粒濃度CPREの比(CPRE/CFIN)は、好ましくは0.1~10.0、より好ましくは0.15~1.0、さらに好ましくは0.2~0.5である。
 (2-2-2.研磨助剤BPRE
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物は研磨助剤BPREを含むことが好ましい。研磨助剤BPREは、予備ポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤BPREは、特に限定的に解釈されるものではないが、予備ポリシングにおいて研磨対象物表面を変質(典型的には酸化変質)する作用を示し、研磨対象物表面の脆弱化をもたらすことで、砥粒APREによる研磨に寄与していると考えられる。
 研磨助剤BPREの種類としては、予備ポリシング用組成物が後述の仕上げポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限されない。例えば、研磨助剤BPREとしては、過酸化水素等の過酸化物;硝酸、その塩である硝酸鉄、硝酸銀、硝酸アルミニウム、その錯体である硝酸セリウムアンモニウム等の硝酸化合物;ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ二硫酸等の過硫酸、その塩である過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸化合物;塩素酸やその塩、過塩素酸、その塩である過塩素酸カリウム等の塩素化合物;臭素酸、その塩である臭素酸カリウム等の臭素化合物;ヨウ素酸、その塩であるヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸、その塩である過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等のヨウ素化合物;鉄酸、その塩である鉄酸カリウム等の鉄酸類;過マンガン酸、その塩である過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸類;クロム酸、その塩であるクロム酸カリウム、二クロム酸カリウム等のクロム酸類;バナジン酸、その塩であるバナジン酸アンモニウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム等のバナジン酸類;過ルテニウム酸またはその塩等のルテニウム酸類;モリブデン酸、その塩であるモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸二ナトリウム等のモリブデン酸類;過レニウム酸またはその塩等のレニウム酸類;タングステン酸、その塩であるタングステン酸二ナトリウム等のタングステン酸類;が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。なかでも、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、鉄酸またはその塩が好ましく、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムが特に好ましい。これらの化合物を研磨助剤BPREとして採用することにより、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREが効果的に高まり、平坦性を効率よく向上させることができる。
 好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物は、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類がより好ましく、過マンガン酸類がさらに好ましい。
 さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)と、周期表の第4周期遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物CMOPREが用いられる。かかる複合金属酸化物CMOPREを研磨助剤BPREとして含むことにより、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREが効果的に高まり、平坦性を効率よく向上させることができる。上記1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)の好適例としては、Na、K、Mg、Caが挙げられる。なかでも、Na、Kがより好ましい。周期表の第4周期遷移金属元素の好適例としては、Fe、Mn、Cr、V、Tiが挙げられる。なかでも、Fe、Mn、Crがより好ましく、Mnがさらに好ましい。
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物が、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOPRE)を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤BPREをさらに含んでもよく、含まなくてもよい。ここに開示される技術は、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOPRE)以外の研磨助剤BPRE(例えば過酸化水素)を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。これにより平坦性を効率よく向上させることができる。
 予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度DPREは、予備ポリシング用組成物が後述の仕上げポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限されないが、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、上記濃度DPREは0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度に両立する観点から、上記研磨助剤BPREの濃度DPREは、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2重量%以下とすることがより好ましい。
 好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度DPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度DFINよりも高い(重量基準)。すなわち、予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度DPREと、仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度DFINとの関係が、DPRE>DFINを満たす。これにより予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREが効果的に高まるので、平坦性をより良く向上させることができる。
 好ましい他の一態様では、予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度DPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度DFINよりも低い(重量基準)。すなわち、予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度DPREと、仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度DFINとの関係が、DPRE<DFINを満たす。例えば、研磨助剤の種類を適切に選択することにより前記ORPPRE>ORPFINの関係を満たしつつ、各組成物中の研磨助剤の濃度をDPRE<DFINとするとよい。このように研磨助剤の種類との組み合わせにより、研磨助剤の濃度をDPRE<DFINとしつつ、前記ORPPRE>ORPFINの関係を満たすことにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。平滑性と平坦性とを両立する観点から、仕上げポリシング用組成物の研磨助剤BFINの濃度DFINに対する予備ポリシング用組成物の研磨助剤BPREの濃度DPREの比(DPRE/DFIN)は、好ましくは0.05~10.0、より好ましくは0.1~1.0、さらに好ましくは0.15~0.8である。
 (2-2-3.その他の成分)
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、キレート剤、増粘剤、分散剤、pH調整剤、界面活性剤、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防錆剤、防腐剤、防カビ剤等の、ポリシング用組成物(典型的には高硬度材料ポリシング用組成物、例えば炭化ケイ素基板ポリシング用組成物)に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。上記添加剤の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明は省略する。
 (2-2-4.溶媒)
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物に用いられる溶媒としては、第一の態様に係る予備ポリシング用組成物について説明した溶媒と同様のものを用いることができる。
 ここに開示される第二の態様に係る予備ポリシング用組成物のpHは、予備ポリシング用組成物が後述の仕上げポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されない。通常は、予備ポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。予備ポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、実用的な研磨効率が達成されやすい。予備ポリシング用組成物のpHは、好ましくは6~10、より好ましくは8.5~9.5である。また、予備ポリシング用組成物のpHは、後述の仕上げポリシング用組成物のpHよりも高いことが好ましい。これにより予備ポリシング用組成物および仕上げポリシング用組成物における酸化還元電位に有益な差が生じ、高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物のpHは、仕上げポリシング用組成物のpHよりも1.0以上(好ましくは2.0以上)高い。
 ここに開示される予備ポリシング用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、予備ポリシング用組成物に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
 <2-3.仕上げポリシング用組成物>
 (2-3-0.酸化還元電位ORPFIN
 ここに開示される第二の態様に係る仕上げ用ポリシング用組成物は、予備ポリシング用組成物よりも標準水素電極に対する酸化還元電位が低い。すなわち、予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。これによって平滑性が向上し、例えば仕上げ用ポリシング用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面にスクラッチ(表面欠陥)が生じることを抑制することができる。具体的には、仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINは、平滑性向上の観点から、好ましくは650mV以下、より好ましくは600mV以下、さらに好ましくは500mV以下である。仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINの下限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは300mV以上、より好ましくは400mV以上、さらに好ましくは440mV以上である。
 なお、仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINは、前述の予備ポリシング用組成物の場合と同様に、仕上げポリシング用組成物に含まれる研磨助剤の種類、研磨助剤の濃度、組成物のpH等を適切に選択することによって、ここに開示される適切な相対的関係および範囲に調整することができる。
 (2-3-1.砥粒AFIN
 ここに開示される第二の態様に係る仕上げポリシング用組成物は砥粒AFINを含むことが好ましい。第二の態様に係る仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFINとしては、第一の態様に係る仕上げポリシング用組成物について説明した砥粒AFINと同様のものを用いることができる。
 砥粒AFINの硬度は特に限定されないが、予備ポリシングに用いられる砥粒APREよりも低硬度であることが好ましい。これによって平滑性を効率よく向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度は、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは200Hv以上、より好ましくは400Hv以上、さらに好ましくは600Hv以上である。砥粒AFINのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性向上の観点から、好ましくは1500Hv以下、より好ましくは1000Hv以下、さらに好ましくは800Hv以下である。
 砥粒AFINの平均二次粒子径は特に限定されないが、研磨効率等の観点から、好ましくは20nm以上、より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは90nm以上である。また、より平滑性の高い表面を得るという観点から、砥粒AFINの平均二次粒子径は、500nm以下が適当であり、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは130nm以下、特に好ましくは110nm以下である。
 仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINは、研磨効率の観点から、通常は3重量%以上とすることが適当である。効率よく平滑性を向上する観点から、上記砥粒濃度CFINは10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINは、通常は50重量%以下とすることが適当であり、40重量%以下とすることが好ましく、30重量%以下とすることがより好ましい。
 (2-3-2.研磨助剤BFIN
 ここに開示される第二の態様に係る仕上げポリシング用組成物は研磨助剤BFINを含むことが好ましい。研磨助剤BFINは、仕上げポリシングによる効果を増進する成分であり、典型的には水溶性のものが用いられる。研磨助剤BFINは、特に限定的に解釈されるものではないが、前述した予備ポリシングにおける研磨助剤BPREの場合と同様に、仕上げポリシングにおいて研磨対象物表面を変質(典型的には酸化変質)する作用を示し、研磨対象物表面の脆弱化をもたらすことで、研磨効率、研磨対象物の表面品質(特に平滑性向上)に寄与していると考えられる。
 研磨助剤BFINの種類としては、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限されない。例えば、研磨助剤BFINとしては、前述の研磨助剤BPREとして例示したもののうち1種または2種以上を好ましく用いることができる。なかでも、バナジン酸またはその塩、ヨウ素化合物、モリブデン酸またはその塩、タングステン酸またはその塩が好ましく、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウムが特に好ましい。これらの化合物を研磨助剤BFINとして採用することにより、平滑性を効率よく向上させることができる。
 好ましい一態様では、仕上げポリシング用組成物は、研磨助剤BFINとして複合金属酸化物を含む。上記複合金属酸化物としては、硝酸金属塩、鉄酸類、過マンガン酸類、クロム酸類、バナジン酸類、ルテニウム酸類、モリブデン酸類、レニウム酸類、タングステン酸類が挙げられる。なかでも、バナジン酸類、モリブデン酸類、タングステン酸類がより好ましく、バナジン酸類がさらに好ましい。
 さらに好ましい一態様では、上記複合金属酸化物として、1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアと、周期表の第5族または第6族遷移金属元素と、を有する複合金属酸化物CMOFINが用いられる。かかる複合金属酸化物CMOFINを研磨助剤BFINとして含むことにより、平滑性を効率よく向上させることができる。上記1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアの好適例としては、Na、K、Mg、Ca、アンモニアが挙げられる。なかでも、Na、Kがより好ましい。周期表の第5族または第6族遷移金属元素は、第4周期、第5周期および第6周期のなかから選択されることが好ましく、第4周期および第5周期のなかから選択されることがより好ましく、第4周期のなかから選択されることがさらに好ましい。上記遷移金属元素は、第5族のなかから好ましく選択される。その具体例としては、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wが挙げられる。なかでも、V、Mo、Wがより好ましく、Vがさらに好ましい。
 ここに開示される仕上げポリシング用組成物が、研磨助剤BFINとして複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤BFINとして、上記複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物をさらに含むことが好ましい。これにより、複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)の化学的作用が継続的に発揮され、仕上げポリシングにおける研磨効率が有意に向上し、高硬度材料の平滑性と平坦性とが高度に両立され得る。上記酸素含有物の好適例としては、過酸化水素、オゾンおよび過酸が挙げられる。なかでも、過酸化水素が特に好ましい。
 仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度DFINは、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限されないが、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度DFINは0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上(例えば1.5重量%以上)がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記研磨助剤BFINの濃度DFINは、通常は15重量%以下とすることが適当であり、10重量%以下とすることが好ましく、5重量%以下(例えば3重量%以下、あるいは2.5重量%以下)とすることがより好ましい。
 研磨助剤BFINとして、複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)と当該金属酸化物に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物とを併用する場合、複合金属酸化物の濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1.5重量%以上がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記複合金属酸化物の濃度は、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2.5重量%以下とすることがより好ましい。その場合の上記酸素含有物の濃度は、通常は0.1~10重量%とすることが適当であり、酸素供給作用を好ましく発揮する観点から、上記濃度は0.5~3重量%が好ましく、1~2重量%がより好ましい。
 ここに開示される第二の態様に係る仕上げポリシング用組成物のpHは、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で酸化還元電位について前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されない。通常は、仕上げポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。仕上げポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、優れた平滑性が効率よく達成されやすい。仕上げポリシング用組成物のpHは、好ましくは4~10、より好ましくは6~8である。
 仕上げポリシング用組成物に用いられ得るその他の成分や溶媒としては、予備ポリシング用組成物に含まれ得るものを好ましく採用することができるので、ここでは重複する説明は行わない。また、仕上げポリシング用組成物は、例えば前述の予備ポリシング用組成物の調製方法と同様の方法を採用することにより、あるいは当業者の技術常識に基づき適宜改変を加えることにより調製することができる。
 <2-4.ポリシング用組成物セット>
 ここに開示される第二の態様に係る技術には、以下のようなポリシング用組成物セットの提供が含まれ得る。すなわち、ここに開示される第二の態様に係る技術によると、第一の態様に係るポリシング用組成物セットと同様に、互いに分けて保管される予備ポリシング用組成物と、仕上げポリシング用組成物と、を備えるポリシング用組成物セットが提供される。
 <2-5.研磨方法>
 ここに開示される第二の態様に係る研磨方法は、予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と;仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と;を含む。予備ポリシング工程は、少なくとも表面(研磨対象面)が1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料から構成された研磨対象物に対して、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程である。仕上げポリシング工程は、予備ポリシングが行われた研磨対象物に対して、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程である。この研磨方法では、予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす。
 予備ポリシング工程が2段以上の複数段のポリシング工程である場合、後段(すなわち下流側)のポリシング工程ほど標準水素電極に対する酸化還元電位が相対的に低い予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行うことが好ましい。これにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高いレベルで実現され得る。第二の態様に係る研磨方法は、その他の点では概ね第一の態様と同様にして実施することができるので、重複した説明は省略する。
<<3.第三の態様>>
 ここに開示される第三の態様に係る研磨方法は、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と、を含む。以下、研磨対象物、標準研磨レート、予備ポリシング用組成物、仕上げポリシング用組成物、研磨方法の順で説明する。
 <3-1.研磨対象物>
 ここに開示される第三の態様に係る研磨方法は、1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料(高硬度材料ともいう。)を研磨する方法である。ここに開示される第三の態様に係る研磨方法によると、上記のような高硬度材料の表面における平滑性と平坦性との両立を実現することができる。第三の態様に係る高硬度材料(ビッカース硬度および材料)としては、第一の態様に係る研磨方法について説明した高硬度材料と同様のものを用いることができる。
 <標準研磨レート>
 本明細書において、各ポリシング用組成物の標準研磨レートは、各ポリシング用組成物を研磨液としてそのまま使用して、SiCウェーハに対して下記の研磨条件で標準研磨試験を行い、次の計算式に基づいて算出する値が採用される。
 標準研磨レート[nm/h]=研磨によるSiCウェーハの重量減少量[g]/(SiCウェーハの研磨対象面積[cm](=19.62cm)×SiCの密度[g/cm](=3.21g/cm)×研磨時間[h](=1h)×10-7
 [研磨条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド :ニッタ・ハース社製、商品名「SUBA800」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:40回転/分
 研磨時間:1時間(hour:h)
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ  
 <3-2.予備ポリシング用組成物>
 (3-2-0.研磨レートRPRE
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物は、後述する仕上げポリシング用組成物よりもSiCウェーハに対する標準研磨レートが高い。すなわち、上記標準研磨試験に基づく予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、上記標準研磨試験に基づく仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす。これによって平坦性が向上し、例えば予備ポリシング用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物全体の表面粗さを低減することができる。
 具体的には、後述の仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINに対する予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREの比(RPRE/RFIN)は、1よりも大きく、平滑性と平坦性との両立を実現する観点から、好ましくは1.5~5.0、より好ましくは1.8~4.0、さらに好ましくは2.0~3.0、特に好ましくは2.2~2.8である。上記標準研磨レートの比(RPRE/RFIN)を1.5以上とすることで、研磨物表面の平坦性がより良く向上する。また、上記標準研磨レートの比(RPRE/RFIN)を5.0以下とすることで、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。
 予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREは、後述の仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINとの間で前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はないが、加工時間短縮の観点から、好ましくは600nm/h以上、より好ましくは650nm/h以上、さらに好ましくは700nm/h以上である。予備ポリシング用組成物の研磨レートRPREの上限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは2000nm/h以下、より好ましくは1500nm/h以下、さらに好ましくは1200nm/h以下、一層好ましくは900nm/h以下である。平滑性と平坦性とをより良く両立させる観点から、予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREは、仕上げポリシング用組成物の研磨レートRFINよりも300nm/h以上大きいことが好ましく、400nm/h以上(例えば450nm/h以上)大きいことがさらに好ましい。また、予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREから仕上げポリシング用組成物の研磨レートRFINを減じた値は、好ましくは800nm/h以下であり、より好ましくは600nm/h以下であり、さらに好ましくは500nm/h以下である。
 上記予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREは、例えば予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒の材質や性状(例えば硬度および/または平均二次粒子径)を変えることによって調整することができる。一般に砥粒の硬度および/または平均二次粒子径が大きくなると、研磨レートが増大する傾向がある。したがって、予備ポリシング用組成物中の砥粒の硬度および/または平均二次粒子径を適切に選択することによって、予備ポリシング用組成物における標準研磨レートRPREをここに開示される適切な相対的関係および範囲に調整することができる。その他、予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREを適切な相対的関係および範囲に調整する方法としては、当該組成物中の砥粒濃度、研磨助剤の種類や濃度、組成物のpHを変える等の方法を採用することができる。上記標準研磨レートRPREを制御する方法は、単独であるいは組み合わせて使用することができる。
 (3-2-1.砥粒APRE
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物は砥粒APREを含む。砥粒APREの材質や性状は、予備ポリシング用組成物が後述の仕上げポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はない。例えば、砥粒APREは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子;窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子;ダイヤモンド粒子;炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩;等のいずれかから実質的に構成される砥粒が挙げられる。砥粒は1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子等の酸化物粒子は、良好な表面を形成し得るので好ましい。そのなかでも、アルミナ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化クロム粒子、酸化鉄粒子がより好ましく、アルミナ粒子が特に好ましい。
 なお、本明細書において、砥粒の組成について「実質的にXからなる」または「実質的にXから構成される」とは、当該砥粒に占めるXの割合(Xの純度)が、重量基準で90%以上(好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、例えば99%以上)であることをいう。
 砥粒APREとしてアルミナ粒子を用いる場合、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APRE全体に占めるアルミナ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APRE全体に占めるアルミナ粒子の割合は、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上(例えば95~100重量%)である。
 また、ここに開示される予備ポリシング用組成物は、砥粒APREとしてダイヤモンド粒子を実質的に含まないことが好ましい。ダイヤモンド粒子はその高硬度ゆえ、平滑性向上の制限要因となり得る。また、ダイヤモンド粒子は概して高価であることから、コストパフォーマンスの点で有利な材料とはいえず、実用面からは、ダイヤモンド粒子等の高価格材料への依存度は低いことが望ましい。
 砥粒APREのビッカース硬度は、平坦性向上の観点から、好ましくは800Hv以上、より好ましくは1200Hv以上、さらに好ましくは1500Hv以上である。砥粒APREのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは3000Hv以下、より好ましくは2000Hv以下、さらに好ましくは1700Hv以下である。なお、本明細書において、砥粒のビッカース硬度は、砥粒として用いられる材料につき、上記JIS R 1610:2003に基づいて測定した値が採用される。
 また、砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象物の表面を構成する材料(研磨対象材料)のビッカース硬度と同等か、あるいはそれよりも低いことが好ましい。砥粒APREの硬度が、研磨対象材料の硬度との相対的関係において制限されていることにより、平滑性の劣化は抑制される傾向がある。砥粒APREのビッカース硬度は、研磨対象材料のビッカース硬度よりも300Hv以上(例えば500Hv以上)低いことがより好ましい。砥粒APREのビッカース硬度と研磨対象材料のビッカース硬度との差異は、平坦性向上の観点から、1000Hv以内(例えば800Hv以内)であることが好ましい。これにより、平滑性と平坦性との両立は好ましく実現される傾向がある。
 砥粒APREは、後述する仕上げポリシングに用いられる砥粒AFINよりも高硬度であることが好ましい。例えば、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APREのビッカース硬度HPREと、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFINのビッカース硬度HFINとの関係が、HPRE>HFINを満たすことが好ましい。これによって予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREが効果的に高まるので、平坦性をより良く向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度HFINに対する砥粒APREのビッカース硬度HPREの比(HPRE/HFIN)は、1よりも大きく、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは1.3~4.0、より好ましくは1.8~3.0、さらに好ましくは2.1~2.5である。
 砥粒APREの平均二次粒子径は、通常は20nm以上であり、平坦性向上等の観点から、好ましくは100nm以上、より好ましくは200nm以上(例えば400nm以上)である。上記の平均二次粒子径を有する砥粒APREによると、予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREが効果的に高まるので、優れた平坦性をより効率的に実現することができる。砥粒APREの平均二次粒子径の上限は、単位重量当たりの個数を充分に確保する観点から、凡そ5000nm以下とすることが適当である。平滑性と平坦性とをより高度に両立する観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは3000nm以下、より好ましくは2000nm以下(例えば800nm以下)である。
 砥粒APREの平均二次粒子径は、500nm未満の粒子については、例えば、日機装社製の型式「UPA-UT151」を用いた動的光散乱法により、体積平均粒子径(体積基準の算術平均径;Mv)として測定することができる。また、500nm以上の粒子についてはBECKMAN COULTER社製の型式「Multisizer 3」を用いた細孔電気抵抗法等により、体積平均粒子径として測定することができる。
 砥粒APREの平均二次粒子径PPREは、後述する仕上げポリシングに用いられる砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きいことが好ましい。すなわち、予備ポリシング用組成物に含まれる砥粒APREの平均二次粒子径PPREと、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFINの平均二次粒子径PFINとの関係が、PPRE>PFINを満たすことが好ましい。これにより予備ポリシング用組成物および仕上げポリシング用組成物における標準研磨レートに有益な差が生じ、高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。好ましい一態様では、砥粒AFINの平均二次粒子径PFINに対する砥粒APREの平均二次粒子径PPREの比(PPRE/PFIN)は1.0~20程度である。上記比(PPRE/PFIN)は、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現する観点から、好ましくは2.0~10、より好ましくは4.0~6.0である。
 予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、研磨効率の観点から、通常は1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、砥粒濃度は3重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点、良好な分散性を得る観点から、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、通常は50重量%以下とすることが適当であり、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは8重量%以下である。
 好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINよりも高い。すなわち、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREと、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINとの関係が、CPRE>CFINを満たす。これにより予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREが効果的に高まるので、平坦性をより良く向上させることができる。
 好ましい他の一態様では、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREは、後述の仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINよりも低い。すなわち、予備ポリシング用組成物における砥粒濃度CPREと、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINとの関係が、CPRE<CFINを満たす。例えば、砥粒の硬度および/または平均二次粒子径を適切に選択することにより前記RPRE>RFINの関係を満たしつつ、各組成物中の砥粒濃度をCPRE<CFINとするとよい。このように砥粒の硬度および/または平均二次粒子径との組み合わせにより、砥粒濃度をCPRE<CFINとしつつ、前記RPRE>RFINの関係を満たすことにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルで実現され得る。平滑性と平坦性とを両立する観点から、仕上げポリシング用組成物の砥粒濃度CFINに対する予備ポリシング用組成物の砥粒濃度CPREの比(CPRE/CFIN)は、好ましくは0.1~10.0、より好ましくは0.15~1.0、さらに好ましくは0.2~0.5である。
 (3-2-2.研磨助剤BPRE
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物は研磨助剤BPREを含むことが好ましい。第三の態様に係る予備ポリシング用組成物に含まれる研磨助剤BPREとしては、第一の態様に係る予備ポリシング用組成物について説明した研磨助剤BPREと同様のものを用いることができる。
 予備ポリシング用組成物における研磨助剤BPREの濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平坦性向上の観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度に両立する観点から、上記研磨助剤BPREの濃度は、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2重量%以下とすることがより好ましい。
 (3-2-3.その他の成分)
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、キレート剤、増粘剤、分散剤、pH調整剤、界面活性剤、有機酸、有機酸塩、無機酸、無機酸塩、防錆剤、防腐剤、防カビ剤等の、ポリシング用組成物(典型的には高硬度材料ポリシング用組成物、例えば炭化ケイ素基板ポリシング用組成物)に用いられ得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。上記添加剤の含有量は、その添加目的に応じて適宜設定すればよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明は省略する。
 (3-2-4.溶媒)
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物に用いられる溶媒としては、第一の態様に係る予備ポリシング用組成物について説明した溶媒と同様のものを用いることができる。
 ここに開示される第三の態様に係る予備ポリシング用組成物のpHは、予備ポリシング用組成物が後述の仕上げポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されない。通常は、予備ポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。予備ポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、実用的な研磨効率が達成されやすい。予備ポリシング用組成物のpHは、好ましくは6~10、より好ましくは8.5~9.5である。また、予備ポリシング用組成物のpHは、後述の仕上げポリシング用組成物のpHよりも高いことが好ましい。これにより予備ポリシング用組成物および仕上げポリシング用組成物における標準研磨レートに有益な差が生じ、高硬度材料表面の平滑性と平坦性とがより好ましく両立され得る。好ましい一態様では、予備ポリシング用組成物のpHは、仕上げポリシング用組成物のpHよりも1.0以上(好ましくは2.0以上)高い。
 ここに開示される予備ポリシング用組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等の周知の混合装置を用いて、予備ポリシング用組成物に含まれる各成分を混合するとよい。これらの成分を混合する態様は特に限定されず、例えば全成分を一度に混合してもよく、適宜設定した順序で混合してもよい。
 <3-3.仕上げポリシング用組成物>
 (3-3-0.研磨レートRFIN
 ここに開示される第三の態様に係る仕上げ用ポリシング用組成物は、予備ポリシング用組成物よりもSiCウェーハに対する標準研磨レートが低い。すなわち、予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす。これによって平滑性が向上し、例えば仕上げ用ポリシング用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面にスクラッチ(表面欠陥)が生じることを抑制することができる。具体的には、仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINは、平滑性向上の観点から、好ましくは700nm/h以下、より好ましくは500nm/h以下、さらに好ましくは400nm/h以下である。仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINの下限は、特に限定されないが、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは100nm/h以上、より好ましくは200nm/h以上、さらに好ましくは300nm/h以上である。
 なお、仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINは、前述の標準研磨試験に基づいて算出することができる。また、前述の予備ポリシング用組成物の場合と同様に、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒の材質や性状(例えば硬度および/または平均二次粒子径)、組成物中の砥粒濃度、研磨助剤の種類や濃度、組成物のpHを適切に選択することによって、仕上げポリシング用組成物における標準研磨レートRFINをここに開示される適切な相対的関係および範囲に調整することができる。
 (3-3-1.砥粒AFIN
 ここに開示される第三の態様に係る仕上げポリシング用組成物は砥粒AFINを含む。砥粒AFINの材質や性状は、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に制限はない。例えば、砥粒AFINは無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子のいずれかであり得る。砥粒AFINとしては、上記砥粒APREにおいて例示したもののうち1種または2種以上を好ましく用いることができる。なかでも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、酸化ジルコニウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化鉄粒子、酸化マグネシウム粒子等の酸化物粒子がより好ましく、シリカ粒子、酸化セリウム粒子、二酸化マンガン粒子がさらに好ましく、シリカ粒子が特に好ましい。
 シリカ粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、沈降シリカ等が挙げられる。平滑性向上の観点から、好ましいシリカ粒子としてコロイダルシリカおよびフュームドシリカが挙げられる。なかでもコロイダルシリカが特に好ましい。
 砥粒AFINとしてシリカ粒子を用いる場合、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFIN全体に占めるシリカ粒子の割合は、概して高い方が有利である。例えば、仕上げポリシング用組成物に含まれる砥粒AFIN全体に占めるシリカ粒子の割合は、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上(例えば95~100重量%)である。
 砥粒AFINの硬度は、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されないが、予備ポリシングに用いられる砥粒APREよりも低硬度であることが好ましい。これによって仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINが効果的に低減し、平滑性を効率よく向上させることができる。具体的には、砥粒AFINのビッカース硬度は、平滑性と平坦性とを両立する観点から、好ましくは200Hv以上、より好ましくは400Hv以上、さらに好ましくは600Hv以上である。砥粒AFINのビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、平滑性向上の観点から、好ましくは1500Hv以下、より好ましくは1000Hv以下、さらに好ましくは800Hv以下である。
 砥粒AFINの平均二次粒子径は、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されないが、研磨効率等の観点から、好ましくは20nm以上、より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは90nm以上である。また、より平滑性の高い表面を得るという観点から、砥粒AFINの平均二次粒子径は、500nm以下が適当であり、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは130nm以下、特に好ましくは110nm以下である。
 仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINは、研磨効率の観点から、通常は3重量%以上とすることが適当である。効率よく平滑性を向上する観点から、上記砥粒濃度CFINは10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。また、平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、仕上げポリシング用組成物における砥粒濃度CFINは、通常は50重量%以下とすることが適当であり、40重量%以下とすることが好ましく、30重量%以下とすることがより好ましい。
 (3-3-2.研磨助剤BFIN
 ここに開示される第三の態様に係る仕上げポリシング用組成物は研磨助剤BFINを含むことが好ましい。第三の態様に係る仕上げポリシング用組成物に含まれる研磨助剤BFINとしては、第一の態様に係る仕上げポリシング用組成物について説明した研磨助剤BFINと同様のものを用いることができる。
 仕上げポリシング用組成物における研磨助剤BFINの濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1重量%以上(例えば1.5重量%以上)がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記研磨助剤BFINの濃度は、通常は15重量%以下とすることが適当であり、10重量%以下とすることが好ましく、5重量%以下(例えば3重量%以下、あるいは2.5重量%以下)とすることがより好ましい。
 研磨助剤BFINとして、複合金属酸化物(好ましくは複合金属酸化物CMOFIN)と当該金属酸化物に対して酸素を供給することが可能な酸素含有物とを併用する場合、複合金属酸化物の濃度は、通常は0.1重量%以上とすることが適当である。平滑性と平坦性とを高度にかつ効率的に両立する観点から、上記濃度は0.5重量%以上が好ましく、1.5重量%以上がより好ましい。また、平滑性向上の観点から、上記複合金属酸化物の濃度は、通常は10重量%以下とすることが適当であり、3重量%以下とすることが好ましく、2.5重量%以下とすることがより好ましい。その場合の上記酸素含有物の濃度は、通常は0.1~10重量%とすることが適当であり、酸素供給作用を好ましく発揮する観点から、上記濃度は0.5~3重量%が好ましく、1~2重量%がより好ましい。
 ここに開示される第三の態様に係る仕上げポリシング用組成物のpHは、仕上げポリシング用組成物が予備ポリシング用組成物との間で標準研磨レートについて前記相対的関係を満たす限りにおいて特に限定されない。通常は、仕上げポリシング用組成物のpHを2~12程度とすることが適当である。仕上げポリシング用組成物のpHが上記範囲内であると、優れた平滑性が効率よく達成されやすい。仕上げポリシング用組成物のpHは、好ましくは4~10、より好ましくは6~8である。
 仕上げポリシング用組成物に用いられ得るその他の成分や溶媒としては、予備ポリシング用組成物に含まれ得るものを好ましく採用することができるので、ここでは重複する説明は行わない。また、仕上げポリシング用組成物は、例えば前述の予備ポリシング用組成物の調製方法と同様の方法を採用することにより、あるいは当業者の技術常識に基づき適宜改変を加えることにより調製することができる。
 <3-4.ポリシング用組成物セット>
 ここに開示される第三の態様に係る技術には、例えば、以下のようなポリシング用組成物セットの提供が含まれ得る。すなわち、ここに開示される第三の態様に係る技術によると、第一の態様に係るポリシング用組成物セットと同様に、互いに分けて保管される予備ポリシング用組成物と、仕上げポリシング用組成物と、を備えるポリシング用組成物セットが提供される。
 <3-5.研磨方法>
 ここに開示される第三の態様に係る研磨方法は、予備ポリシングを行う工程(予備ポリシング工程)と;仕上げポリシングを行う工程(仕上げポリシング工程)と;を含む。予備ポリシング工程は、少なくとも表面(研磨対象面)が1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料から構成された研磨対象物に対して、予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程である。仕上げポリシング工程は、予備ポリシングが行われた研磨対象物に対して、仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程である。この研磨方法では、予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす。
 予備ポリシング工程が2段以上の複数段のポリシング工程である場合、後段(すなわち下流側)のポリシング工程ほどSiCウェーハに対する標準研磨レートが相対的に低い予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行うことが好ましい。これにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高いレベルで実現され得る。第三の態様に係る研磨方法は、その他の点では概ね第一の態様と同様にして実施することができるので、重複した説明は省略する。
 以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明を実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「%」は、特に断りがない限り重量基準である。
 <<試験例1>>
 <例1~34>
 (予備ポリシング用組成物の調製)
 砥粒APREと研磨助剤BPREと脱イオン水とを混合して予備ポリシング用スラリーを調製した。各例で使用した砥粒APREの種類、ビッカース硬度(Hv)および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤BPREの種類、ならびに各例に係る予備ポリシング用スラリーの組成(砥粒APREおよび研磨助剤BPREの濃度)およびpHは表1,2に示すとおりである。
 (仕上げポリシング用組成物の調製)
 砥粒AFINと研磨助剤BFINと脱イオン水とを混合して仕上げポリシング用スラリーを調製した。各例で使用した砥粒AFINの種類、ビッカース硬度(Hv)および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤BFINの種類、ならびに各例に係る仕上げポリシング用スラリーの組成(砥粒AFINおよび研磨助剤BFINの濃度)およびpHは表1,2に示すとおりである。
 (予備ポリシング)
 用意した予備ポリシング用スラリーを使用して、平均粒子径5μmのダイヤモンド砥粒を用いてラッピングを予め実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で予備ポリシングを実施した。
  [予備ポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:ニッタ・ハース社製「SUBA800」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:80回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 予備ポリシングの実施時間は1時間とした。ただし、例33については、平滑性が一定になるまで実施した。例34については予備ポリシングは実施しなかった。
 (仕上げポリシング)
 次いで、用意した仕上げポリシング用スラリーを使用して、予備ポリシングを実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で仕上げポリシングを実施した。
  [仕上げポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:フジミインコーポレーテッド社製「SURFIN 019-3」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:80回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 仕上げポリシングの実施時間は、平滑性が一定になるまでとした。例33については仕上げポリシングは実施しなかった。
 <平坦性>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、非接触表面形状測定機(商品名「NewView 5032」、Zygo社製)を用いて、倍率10倍、測定領域700μm×500μmの条件で表面粗さRa(nm)を測定した。結果を表1,2に示す。
 <平滑性>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、原子間力顕微鏡(AFM;商品名「D3100 Nano Scope V」、Veeco社製)を用いて、測定領域10μm×10μmの条件で表面粗さRa(nm)を測定した。結果を表1,2に示す。
 <研磨時間>
 各例における総ポリシング時間(予備ポリシングおよび仕上げポリシングの合計時間)を、例1の総ポリシング時間を100とする相対値に換算して表1,2に示す。値が大きいほど研磨時間は長く、値が小さいほど研磨時間は短い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1および表2に示されるように、予備ポリシングと仕上げポリシングとを実施し、仕上げポリシング用の砥粒AFINとして、予備ポリシング用の砥粒APREよりも硬度の低い砥粒を用いた例1~31に係る研磨方法によると、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現することができた。これに対して、予備ポリシング用の砥粒APREの硬度と仕上げポリシング用の砥粒AFINの硬度とが同じであった例32では、研磨時間を長くしても平滑性と平坦性とを両立することができなかった。一段階ポリシングを実施した例33,34でも、研磨時間を長くしても平滑性と平坦性とを両立することができなかった。また、例1~16,18~31と、例17,32との対比から、砥粒APREのビッカース硬度が800~3000Hvの範囲内であり、砥粒AFINのビッカース硬度が200~1500Hvの範囲内であることにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルにかつより効率的に実現されることがわかる。さらに、例1,2,4~31と、例3,32との対比から、砥粒APREの平均二次粒子径PPREは砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きい方が高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立がより高レベルにかつより効率的に実現されることがわかる。
 より具体的には、砥粒APREの平均二次粒子径を変化させた例1~6の結果から、砥粒APREの平均二次粒子径は大きくなるにつれて平滑性、平坦性はともに改善し、平均二次粒子径が500nm付近を超え、それ以上大きくなると、平滑性、平坦性はともに低下(悪化)する傾向が認められた。また砥粒APREの濃度を変化させた例7,8の結果から、優れた平坦性を得るには砥粒濃度は高い方が望ましいことがわかる。また研磨助剤BPREの濃度を変化させた例9,10の結果から、研磨助剤BPREは、多すぎても少なすぎても平滑性、平坦性は低下(悪化)傾向となり、研磨助剤BPREの濃度には最適範囲が存在することが推察される。砥粒APREの種類を変化させた例11,12の結果から、砥粒APREとして、より高いビッカース硬度を有するものが平坦性向上には有利であり、具体的にはAlが最も優れることがわかる。研磨助剤BPREの種類を変化させた例13~16の結果から、研磨助剤BPREとして複合金属酸化物(特に複合金属酸化物CMOPRE)を採用することにより、平滑性と平坦性とがより高いレベルで両立されることがわかる。なお、NaIOを使用した例15では、ポリシング後にパッドの変色が認められた。同様の変色は、仕上げポリシングにてNaIOを使用した例22でも認められた。
 また、砥粒AFINの種類を変化させた例17~19の結果から、砥粒AFINとして、より高いビッカース硬度を有するものが平滑性と平坦性との両立には有利であり、具体的にはSiOが最も優れた性能を示した。研磨助剤BFINの種類を変化させた例20~22の結果から、研磨助剤BFINとしてはNaVOが最も優れた性能を示すことがわかる。なお、例20,21では、仕上げポリシング用組成物にゲル化が認められ、研磨助剤BFINの種類によっては組成物の安定性が低下することが判明した。砥粒AFINの平均二次粒子径を変化させた例23~27の結果から、砥粒AFINとして、所定範囲の平均二次粒子径を有するものであれば、平滑性と平坦性とを両立し得ることがわかる。また砥粒AFINの濃度を変化させた例28,29の結果から、砥粒濃度は高い方が平坦性向上には有利であることがわかる。研磨助剤BFINの濃度を変化させた例30,31の結果から、研磨助剤BFINの濃度はある程度制限されている方が平滑性向上には有利であると推察される。
 また、例1~例31に係る研磨方法によると、一段階ポリシングを実施した例33,34の場合と比べて、具体的には例33の場合と比べて2/3以下の研磨時間で、例34の場合と比べて1/2以下の研磨時間で、所望の性能(平滑性と平坦性との両立)を実現することができた。例1~10,13~15,18,19,22~31では、例33の場合と比べて1/2以下の研磨時間で、所望の性能を実現することができた。なかでも、例1,4,8,10,23~26,29(特に例1,8,25,26,29)では、例33の場合と比べて1/3程度の研磨時間で、例34の場合と比べて1/4程度の研磨時間で、一段階ポリシングの場合と比べて顕著に高いレベルで平滑性と平坦性とを両立することができた。ここに開示される技術によると、SiC等の高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平坦性と平滑性との両立が生産性に優れた方法で実現されることがわかる。
 <<試験例2>>
 <例35~37>
 (予備ポリシング用組成物の調製)
 砥粒APREと研磨助剤BPREと脱イオン水とを混合して予備ポリシング用組成物を調製した。各例で使用した砥粒APREの種類および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤BPREの種類、ならびに各例に係る予備ポリシング用組成物の組成(砥粒APREおよび研磨助剤BPREの濃度)、pHおよび酸化還元電位ORPPREは表3に示すとおりである。
 (仕上げポリシング用組成物の調製)
 砥粒AFINと研磨助剤BFINと脱イオン水とを混合して仕上げポリシング用組成物を調製した。各例で使用した砥粒AFINの種類および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤BFINの種類、ならびに各例に係る仕上げポリシング用組成物の組成(砥粒AFINおよび研磨助剤BFINの濃度)、pHおよび酸化還元電位ORPFINは表3に示すとおりである。
 (酸化還元電位の測定)
 なお、各例のポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位は、株式会社堀場製作所製の酸化還元電位計(本体型式:F-52、電極型式:9300)を用いて、液温25℃の条件で測定した。
 (予備ポリシング)
 用意した予備ポリシング用組成物をそのまま研磨液として使用して、平均粒子径5μmのダイヤモンド砥粒を用いてラッピングを予め実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で予備ポリシングを実施した。
  [予備ポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:ニッタ・ハース社製「SUBA800」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:40回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 予備ポリシングの実施時間は1時間とした。ただし、例36については、ポリシング後の研磨物表面につき、原子間力顕微鏡を用いて、測定領域10μm×10μmの条件で平滑性(表面粗さ)を測定し、平滑性が一定になるまで実施した。
 (仕上げポリシング)
 次いで、用意した仕上げポリシング用組成物をそのまま研磨液として使用して、予備ポリシングを実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で仕上げポリシングを実施した。例36については仕上げポリシングを実施しなかった。
  [仕上げポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:フジミインコーポレーテッド社製「SURFIN 019-3」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:40回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 仕上げポリシングの実施時間は、ポリシング後の研磨物表面につき、原子間力顕微鏡を用いて、測定領域10μm×10μmの条件で平滑性(表面粗さ)を測定し、平滑性が一定になるまでとした。
 <平坦性>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、非接触表面形状測定機(商品名「NewView 5032」、Zygo社製)を用いて、倍率10倍、測定領域700μm×500μmの条件で表面粗さRa(nm)を測定した。結果を表3に示す。
 <スクラッチ>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、微分干渉顕微鏡(商品名「OPTIPHOTO300」、株式会社ニコン製)を用いて、測定領域1mm×0.7mmの視野を10視野観察した。そして、研磨物表面にスクラッチが観察されなかったものを○(良品)、スクラッチが観察されたものを×(不良品)と評価した。結果を表3に示す。
 <研磨時間>
 各例における総ポリシング時間(予備ポリシングおよび仕上げポリシングの合計時間)を、例35の総ポリシング時間を100とする相対値に換算して表3に示す。値が大きいほど研磨時間は長く、値が小さいほど研磨時間は短い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示されるように、予備ポリシングと仕上げポリシングとを実施し、予備ポリシング用組成物よりも酸化還元電位が低い仕上げポリシング用組成物を用いた例35に係る研磨方法によると、表面粗さRaが小さく、且つ、スクラッチのない研磨物表面が得られた。これに対して、予備ポリシング用組成物よりも酸化還元電位が高い仕上げポリシング用組成物を用いた例37では、例35に比べて表面粗さRaが大きく、研磨物表面全体の平坦性に欠けていた。また、研磨物表面にスクラッチが観察され、平滑性にも欠けていた。一段階ポリシングを実施した例36でも、例35に比べて表面粗さRaが大きく、研磨物表面全体の平坦性に欠けていた。また、研磨物表面にスクラッチが観察され、平滑性にも欠けていた。この結果から、仕上げポリシング用組成物として、予備ポリシング用組成物よりも酸化還元電位が低い仕上げポリシング用組成物を用いることにより、平滑性と平坦性との両立を実現し得ることが確認できた。
 なお、例35に係る研磨方法によると、一段階ポリシングを実施した例36の場合と比べて、1/3程度の研磨時間で、所望の性能(平滑性と平坦性との両立)を実現することができた。ここに開示される技術によると、SiC等の高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平坦性と平滑性との両立が生産性に優れた方法で実現され得る。
 <<試験例3>>
 <例38~40>
 (予備ポリシング用組成物の調製)
 砥粒APREと研磨助剤と脱イオン水とを混合して予備ポリシング用組成物を調製した。各例で使用した砥粒APREの種類および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤の種類、ならびに各例に係る予備ポリシング用組成物の組成(砥粒APREおよび研磨助剤の濃度)、pHおよび標準研磨レートRPREは表4に示すとおりである。なお、標準研磨レートRPREは前述の標準研磨試験に基づいて算出したものである。
 (仕上げポリシング用組成物の調製)
 砥粒AFINと研磨助剤と脱イオン水とを混合して仕上げポリシング用組成物を調製した。各例で使用した砥粒AFINの種類および平均二次粒子径(nm)、研磨助剤の種類、ならびに各例に係る仕上げポリシング用組成物の組成(砥粒AFINおよび研磨助剤の濃度)、pHおよび標準研磨レートRFINは表4に示すとおりである。なお、標準研磨レートRFINは前述の標準研磨試験に基づいて算出したものである。
 (予備ポリシング)
 用意した予備ポリシング用組成物をそのまま研磨液として使用して、平均粒子径5μmのダイヤモンド砥粒を用いてラッピングを予め実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で予備ポリシングを実施した。
  [予備ポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:ニッタ・ハース社製「SUBA800」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:40回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 予備ポリシングの実施時間は1時間とした。ただし、例39については、ポリシング後の研磨物表面につき、原子間力顕微鏡を用いて、測定領域10μm×10μmの条件で平滑性(表面粗さ)を測定し、平滑性が一定になるまで実施した。
 (仕上げポリシング)
 次いで、用意した仕上げポリシング用組成物をそのまま研磨液として使用して、予備ポリシングを実施したSiCウェーハの表面に対し、下記の条件で仕上げポリシングを実施した。例39については仕上げポリシングを実施しなかった。
  [仕上げポリシング条件]
 研磨装置:日本エンギス社製の片面研磨装置、型式「EJ-380IN」
 研磨パッド:フジミインコーポレーテッド社製「SURFIN 019-3」
 研磨圧力:300g/cm
 定盤回転数:80回転/分
 ヘッド回転数:40回転/分
 研磨液の供給レート:20mL/分(掛け流し)
 研磨液の温度:25℃
 研磨対象物:SiCウェーハ(伝導型:n型、結晶型4H 4°off)2インチ
 仕上げポリシングの実施時間は、ポリシング後の研磨物表面につき、原子間力顕微鏡を用いて、測定領域10μm×10μmの条件で平滑性(表面粗さ)を測定し、平滑性が一定になるまでとした。
 <平坦性>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、非接触表面形状測定機(商品名「NewView 5032」、Zygo社製)を用いて、倍率10倍、測定領域700μm×500μmの条件で表面粗さRa(nm)を測定した。結果を表4に示す。
 <スクラッチ>
 各例に係るポリシング後の研磨物表面につき、微分干渉顕微鏡(商品名「OPTIPHOTO300」、株式会社ニコン製)を用いて、測定領域1mm×0.7mmの視野を10視野観察した。そして、研磨物表面にスクラッチが観察されなかったものを○(良品)、スクラッチが観察されたものを×(不良品)と評価した。結果を表4に示す。
 <研磨時間>
 各例における総ポリシング時間(予備ポリシングおよび仕上げポリシングの合計時間)を、例38の総ポリシング時間を100とする相対値に換算して表4に示す。値が大きいほど研磨時間は長く、値が小さいほど研磨時間は短い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示されるように、予備ポリシングと仕上げポリシングとを実施し、予備ポリシング用組成物よりも標準研磨レートが低い仕上げポリシング用組成物を用いた例38に係る研磨方法によると、表面粗さRaが小さく、且つ、スクラッチのない研磨物表面が得られた。これに対して、予備ポリシング用組成物よりも標準研磨レートが高い仕上げポリシング用組成物を用いた例40では、例38に比べて表面粗さRaが大きく、研磨物表面全体の平坦性に欠けていた。また、研磨物表面にスクラッチが観察され、平滑性にも欠けていた。一段階ポリシングを実施した例39でも、例38に比べて表面粗さRaが大きく、研磨物表面全体の平坦性に欠けていた。また、研磨物表面にスクラッチが観察され、平滑性にも欠けていた。この結果から、仕上げポリシング用組成物として、予備ポリシング用組成物よりも標準研磨レートが低い仕上げポリシング用組成物を用いることにより、平滑性と平坦性との両立を実現し得ることが確認できた。
 なお、例38に係る研磨方法によると、一段階ポリシングを実施した例39の場合と比べて、1/3程度の研磨時間で、所望の性能(平滑性と平坦性との両立)を実現することができた。ここに開示される技術によると、SiCウェーハ等の高硬度材料表面に対して、従来技術ではなし得なかった平坦性と平滑性との両立が生産性に優れた方法で実現され得る。
 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
 本発明によれば、高硬度材料に対して、平滑性と平坦性との両立を効率的に実現し得る研磨方法を提供することができる。

Claims (20)

  1.  1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法であって、
     砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;
     砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;
     を含む、研磨方法。
  2.  前記砥粒APREのビッカース硬度が800~3000Hvの範囲内であり、
     前記砥粒AFINのビッカース硬度が200~1500Hvの範囲内である、請求項1に記載の研磨方法。
  3.  前記砥粒APREの平均二次粒子径PPREが、前記砥粒AFINの平均二次粒子径PFINよりも大きい、請求項1または2に記載の研磨方法。
  4.  前記予備ポリシング用組成物は、水溶性の研磨助剤BPREを含み、
     前記仕上げポリシング用組成物は、水溶性の研磨助剤BFINを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の研磨方法。
  5.  前記研磨助剤BPREは、複合金属酸化物CMOPREを含み、
     前記複合金属酸化物CMOPREは、1価または2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)と、周期表の第4周期遷移金属元素と、を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨方法。
  6.  前記研磨助剤BFINは、複合金属酸化物CMOFINを含み、
     前記複合金属酸化物CMOFINは、1価もしくは2価の金属元素(ただし、遷移金属元素を除く。)またはアンモニアと、周期表の第5族または第6族遷移金属元素と、を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の研磨方法。
  7.  前記研磨助剤BFINは、前記複合金属酸化物CMOFINに対して酸素を供給することが可能な酸素含有物をさらに含む、請求項6に記載の研磨方法。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物であって、
     前記仕上げポリシングで用いられる砥粒AFINよりも硬度が高い砥粒APREを含む、予備ポリシング用組成物。
  9.  請求項1~7のいずれか一項に記載の研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物であって、
     前記予備ポリシングで用いられる砥粒APREよりも硬度が低い砥粒AFINを含む、仕上げポリシング用組成物。
  10.  1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法であって、
     予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;
     仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;
     を含み、
     前記予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、前記仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす、研磨方法。
  11.  前記仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINに対する前記予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREの比(ORPPRE/ORPFIN)が、1.2≦(ORPPRE/ORPFIN)≦4.0である、請求項10に記載の研磨方法。
  12.  前記予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ORPPREが700mV~1500mVの範囲であり、
     前記仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ORPFINが300mV~650mVの範囲である、請求項10または11に記載の研磨方法。
  13.  請求項10~12のいずれか一項に記載の研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物であって、
     前記仕上げポリシングで用いられる仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINと、当該予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす、予備ポリシング用組成物。
  14.  請求項10~12のいずれか一項に記載の研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物であって、
     前記予備ポリシングで用いられる予備ポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPPREと、当該仕上げポリシング用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位ORPFINとの関係が、ORPPRE>ORPFINを満たす、仕上げポリシング用組成物。
  15.  1500Hv以上のビッカース硬度を有する材料を研磨する方法であって、
     砥粒APREを含む予備ポリシング用組成物を用いて予備ポリシングを行う工程と;
     砥粒AFINを含む仕上げポリシング用組成物を用いて仕上げポリシングを行う工程と;
     を含み、
     前記予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、前記仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす、研磨方法。
  16.  前記仕上げポリシング用組成物の標準研磨レートRFINに対する前記予備ポリシング用組成物の標準研磨レートRPREの比(RPRE/RFIN)が、1.5≦(RPRE/RFIN)≦5.0である、請求項15に記載の研磨方法。
  17.  前記砥粒APREの平均二次粒子径PPREと、前記砥粒AFINの平均二次粒子径PFINとの関係が、PPRE>PFINを満たす、請求項15または16に記載の研磨方法。
  18.  前記砥粒APREのビッカース硬度HPREと、前記砥粒AFINのビッカース硬度HFINとの関係が、HPRE>HFINを満たす、請求項15~17のいずれか一項に記載の研磨方法。
  19.  請求項15~18のいずれか一項に記載の研磨方法において、仕上げポリシングの前に行われる予備ポリシングに用いられる組成物であって、
     前記仕上げポリシングで用いられる仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINと、当該予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREとの関係が、RPRE>RFINを満たす、予備ポリシング用組成物。
  20.  請求項15~18のいずれか一項に記載の研磨方法において、予備ポリシングの後で行われる仕上げポリシングに用いられる組成物であって、
     前記予備ポリシングで用いられる予備ポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRPREと、当該仕上げポリシング用組成物のSiCウェーハに対する標準研磨レートRFINとの関係が、RPRE>RFINを満たす、仕上げポリシング用組成物。
     
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