WO2016072371A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

研磨用組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2016072371A1
WO2016072371A1 PCT/JP2015/080844 JP2015080844W WO2016072371A1 WO 2016072371 A1 WO2016072371 A1 WO 2016072371A1 JP 2015080844 W JP2015080844 W JP 2015080844W WO 2016072371 A1 WO2016072371 A1 WO 2016072371A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing
orp
polishing composition
polished
oxidation
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/080844
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修平 ▲高▼橋
正利 戸松
Original Assignee
株式会社フジミインコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015130440A external-priority patent/JP6656829B2/ja
Application filed by 株式会社フジミインコーポレーテッド filed Critical 株式会社フジミインコーポレーテッド
Priority to CN201580060437.7A priority Critical patent/CN107109191B/zh
Priority to EP15858037.3A priority patent/EP3216839B1/en
Priority to EP20209757.2A priority patent/EP3800229B1/en
Priority to US15/524,989 priority patent/US11015098B2/en
Priority to KR1020177014192A priority patent/KR20170080616A/ko
Publication of WO2016072371A1 publication Critical patent/WO2016072371A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition. Specifically, the present invention relates to a polishing composition used for polishing a high hardness material such as a silicon carbide single crystal.
  • a polishing composition used for polishing a high hardness material such as a silicon carbide single crystal.
  • the polishing rate (amount for removing the surface of the object to be polished per unit time) by devising the components (abrasive grains, oxidizing agent, etc.) of the slurry (polishing composition) used for polishing. Improvement of surface smoothness has been proposed. However, even such a technique is insufficient to satisfy a practical required level regarding the polishing rate, and there is still room for improvement.
  • a polishing composition for polishing a material to be polished having a Vickers hardness of 1500 Hv or more is provided.
  • the relationship between the oxidation-reduction potential ORP x [mV] of the polishing composition and the oxidation-reduction potential ORP y [mV] of the material to be polished satisfies the following formula (1).
  • the polishing rate can be greatly improved by using a polishing composition having a redox potential higher by 100 mV or more than the material to be polished.
  • the polishing composition contains abrasive grains and a polishing aid.
  • content W [wt%] of the abrasive grains in the polishing composition and content C [wt%] of the polishing aid satisfies the following formula (2). W / C ⁇ 1.5 (2) According to said polishing composition, the polishing rate improvement effect can be exhibited more suitably.
  • the polishing composition contains abrasive grains.
  • the abrasive grain content W [wt%] in the polishing composition, the oxidation-reduction potential ORP x [mV] of the polishing composition, and the oxidation-reduction potential ORP y [mV] of the material to be polished Satisfies the following formula (3). (ORP x -ORP y ) ⁇ W ⁇ 1000 (3) According to said polishing composition, the polishing rate improvement effect can be exhibited more suitably.
  • the abrasive grain content W is 4 wt% to 10 wt%. When it is within the range of the content of such abrasive grains, a higher polishing rate can be realized.
  • the technique disclosed herein is preferably carried out in such a manner that the oxidation-reduction potential ORP x of the polishing composition is in the range of 750 mV to 1500 mV, and the oxidation-reduction potential ORP y of the material to be polished is in the range of 500 mV to 700 mV. Can be done. When ORP x and ORP y are within the above ranges, the polishing rate improvement effect can be more suitably exhibited.
  • the pH is in the range of 8-11.
  • the application effect of the present invention can be suitably exhibited.
  • a method for producing a polished article is provided.
  • the manufacturing method is to supply any polishing composition disclosed herein to a polishing object composed of a material to be polished having a Vickers hardness of 1500 Hv or more, and polish the polishing object. Including. According to this manufacturing method, it is possible to efficiently provide a polished object having a polished high hardness material surface.
  • the polishing composition disclosed herein is used for polishing a material to be polished (high hardness material) having a Vickers hardness of 1500 Hv or more.
  • the Vickers hardness of the material to be polished 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).
  • 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 composition disclosed herein is particularly preferably applied to a silicon carbide single crystal surface.
  • the oxidation-reduction potential ORP y with respect to the standard hydrogen electrode of the material to be polished is not particularly limited as long as the relationship of the formula (1) described later is satisfied with the oxidation-reduction potential ORP x of the polishing composition. Absent.
  • the technique disclosed herein can be preferably applied to a material to be polished whose ORP y is about 500 mV to 700 mV (for example, about 600 mV to 700 mV).
  • the oxidation-reduction potential ORP y of the material to be polished is determined by dispersing the powder of the material in water to form a slurry, which is then polished with a pH adjuster (for example, potassium hydroxide (KOH)).
  • KOH potassium hydroxide
  • the oxidation-reduction potential of the polishing composition and the oxidation-reduction potential of the material to be polished referred to in this specification indicate values of the oxidation-reduction potential with respect to the standard hydrogen electrode measured at a liquid temperature of 25 ° C.
  • the oxidation-reduction potential ORP x of the polishing composition is 100 mV higher than the oxidation-reduction potential ORP y [mV] of the material to be polished (material constituting the surface of the object to be polished). More expensive. That is, the relationship between ORP x [mV] and ORP y [mV] satisfies the following formula (1).
  • ORP x only needs to be 100 mV or more higher than ORP y , and is preferably 200 mV or more (for example, 300 mV or more) higher from the viewpoint of polishing efficiency. Further, the value obtained by subtracting ORP y from ORP x (ORP x -ORP y ) is preferably 1000 mV or less, more preferably 800 mV or less, and further preferably from the viewpoint of easily obtaining a higher quality surface. Is 500 mV or less. For example, by setting the value of ORP x -ORP y to 100 mV or more and 500 mV or less, both the polishing efficiency and the surface smoothness after polishing can be realized at a higher level.
  • ORP x is not particularly limited as long as it satisfies the relationship of the above formula (1) with ORP y , but is preferably 750 mV or more, more preferably 800 mV or more (for example, 900 mV or more) from the viewpoint of polishing efficiency and the like. ).
  • the upper limit of ORP x is not particularly limited, but is preferably 1500 mV or less, more preferably 1200 mV or less, and still more preferably 1000 mV or less from the viewpoint of easily obtaining a higher quality surface.
  • ORP x is, for example, the type of abrasive grains and / or polishing aids (for example, an auxiliary agent that exhibits an action of oxidizing and altering the surface of a polishing object in polishing) contained in the polishing composition, or abrasive grains and polishing aids. It can adjust by changing the ratio of the content of. That is, by appropriately selecting the types of abrasive grains and polishing aids and the ratio of the content of abrasive grains and polishing aids, ORP x can be adjusted to the appropriate relationship and range disclosed herein. it can. In addition, as a method of adjusting the ORP x to the appropriate relationship and the above range, a method such as changing the pH of the composition can be employed. The method for controlling the ORP x can be used alone or in combination.
  • the polishing composition disclosed herein typically comprises abrasive grains.
  • the material and properties of the abrasive grains are not particularly limited as long as the polishing composition satisfies the relationship of the above formula (1) with respect to the oxidation-reduction potential with the material to be polished.
  • the abrasive grains 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 a good surface can be efficiently formed.
  • 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 a good surface can be efficiently formed.
  • 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 entire abrasive grains contained in the polishing composition is high.
  • the proportion of alumina particles in the whole abrasive grains contained in the polishing composition is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more (eg, 95 to 100% by weight). It is.
  • the polishing composition disclosed herein does not substantially contain diamond particles as abrasive grains.
  • Diamond particles can be a limiting factor for improving smoothness due to their high hardness.
  • 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 grains is preferably 800 Hv or more, more preferably 1200 Hv or more, and further preferably 1500 Hv or more from the viewpoint of polishing efficiency and the like.
  • the upper limit of the Vickers hardness of the abrasive grains is not particularly limited, but is preferably 3000 Hv or less, more preferably 2000 Hv or less, and even more preferably 1700 Hv or less from the viewpoint of achieving both polishing efficiency and surface smoothness after polishing.
  • the value measured based on said JISR1610: 2003 is employ
  • the Vickers hardness of the abrasive grains is preferably equal to or lower than the Vickers hardness of the material constituting the surface of the object to be polished (the material to be polished). Since the hardness of the abrasive grains 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 grains 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 grains 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.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains 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 polishing efficiency and the like. Higher polishing rates can be achieved with abrasive grains having the above average secondary particle size.
  • the upper limit of the average secondary particle diameter of the abrasive grains 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 higher polishing efficiency and surface smoothness after polishing.
  • 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 content W of the abrasive grains in the polishing composition is not particularly limited as long as the polishing composition satisfies the relationship of the formula (1) with respect to the oxidation-reduction potential with the material to be polished. It is appropriate that the amount is not less than 2%, preferably not less than 2% by weight, more preferably more than 3% by weight, still more preferably not less than 4% by weight, particularly preferably not less than 5% by weight.
  • ORP x is effectively increased, and as a result, ORP x -ORP y is increased, and the polishing rate can be improved efficiently.
  • the content W of the abrasive grains in the polishing composition is usually 50% by weight or less from the viewpoint of achieving both a high level of polishing efficiency and surface smoothness after polishing, and from the viewpoint of obtaining good dispersibility. Is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 8% by weight or less.
  • the polishing composition disclosed herein preferably contains a polishing aid.
  • the polishing aid is a component that enhances the effect of polishing, and typically a water-soluble one is used.
  • the polishing aid is not particularly limited, but exhibits an action of modifying the surface of the object to be polished (typically oxidative deterioration) in polishing, thereby causing weakening of the surface of the object to be polished. It is thought that it contributes to polishing with abrasive grains.
  • polishing aids include peroxides such as hydrogen peroxide; nitric acid, nitrates such as iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, and nitrates 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
  • 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.
  • polishing aids ORP x is effectively increased, and the polishing rate can be improved efficiently.
  • the polishing composition contains a composite metal oxide as a polishing aid.
  • 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 is used.
  • ORP x is effectively increased.
  • ORP x -ORP y is increased, so that the polishing rate can be improved efficiently.
  • the monovalent or divalent metal element include Na, K, Mg, and Ca. Of these, Na and K are more preferable.
  • 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.
  • the polishing composition disclosed herein contains a composite metal oxide (preferably a composite metal oxide CMO) as a polishing aid, it may or may not contain a polishing aid other than the composite metal oxide. Also good.
  • the technique disclosed herein can also be preferably implemented in an embodiment that does not substantially contain a polishing aid (for example, hydrogen peroxide) other than a composite metal oxide (preferably a composite metal oxide CMO) as a polishing aid.
  • the content C of the polishing aid in the polishing composition is not particularly limited as long as the polishing composition satisfies the relationship of the above formula (1) with respect to the oxidation-reduction potential with the material to be polished. It is appropriate to set it to 1 weight% or more. From the viewpoint of polishing efficiency and the like, the content C is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. On the other hand, when the content C of the polishing aid is too large, the effect of improving the polishing rate tends to become slow, and the stability of the composition may be lowered. From the viewpoint of the stability of the polishing composition, the content C of the polishing aid is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and preferably 2% by weight or less. More preferably.
  • the polishing composition disclosed herein is a chelating agent, a thickener, a dispersant, a pH adjuster, a surfactant, an organic acid, an organic acid salt, an inorganic acid, an inorganic material, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Known additives that can be used in polishing compositions typically high-hardness material polishing compositions such as silicon carbide substrate polishing compositions
  • acid salts, rust inhibitors, antiseptics, and fungicides May be further contained as necessary.
  • 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 polishing composition is not particularly limited as long as it can disperse the abrasive grains.
  • ion exchange water deionized water
  • pure water pure water
  • ultrapure water distilled water and the like
  • the polishing composition disclosed herein may further contain an organic solvent (lower alcohol, lower ketone, etc.) that can be uniformly mixed with water, if necessary.
  • 90% by volume or more of the solvent contained in the polishing composition is preferably water, and more preferably 95% by volume or more (typically 99 to 100% by volume) is water.
  • the relationship between the abrasive grain content W [wt%] and the polishing aid content C [wt%] in the polishing composition is expressed by the following formula: Satisfy (2).
  • the W / C is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, still more preferably 4 or more, and particularly preferably 5 or more.
  • a polishing rate improvement effect can be more suitably exhibited as it is the ratio (W / C) of the content of the abrasive grains and the polishing aid.
  • the upper limit of W / C is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less, from the viewpoint of the stability of the polishing composition.
  • the relationship between the content W [wt%] of the abrasive grains in the polishing composition, the ORP x [mV] of the polishing composition, and the ORP y [mV] of the material to be polished is The following formula (3) is satisfied.
  • the abrasives are satisfied so as to satisfy the relationship of ⁇ ⁇ 1000 while satisfying the relationship of the formula (1).
  • the polishing rate improvement effect can be more suitably exhibited.
  • those satisfying ⁇ ⁇ 1200 are preferable, those satisfying ⁇ ⁇ 1500 are more preferable, and those satisfying ⁇ ⁇ 1800 are particularly preferable.
  • the upper limit of ⁇ is not particularly limited.
  • those satisfying ⁇ ⁇ 4000 are usually suitable, those satisfying ⁇ ⁇ 3500 are preferable, and those satisfying ⁇ ⁇ 2500 are more preferable.
  • a polishing composition that satisfies 1200 ⁇ ⁇ ⁇ 2000 is preferable from the viewpoint of achieving both high polishing efficiency and surface smoothness.
  • the pH of the polishing composition is not particularly limited as long as the polishing composition satisfies the relationship of the above formula (1) with respect to the oxidation-reduction potential with the material to be polished. Usually, it is appropriate that the polishing composition has a pH of about 2 to 12. When the pH of the polishing composition is within the above range, a practical polishing rate is easily achieved.
  • the pH of the polishing composition is preferably 6 to 10, more preferably 8 to 11, particularly preferably 8.5 to 9.5, from the viewpoint of better exerting the application effect of the technology disclosed herein. .
  • each component contained in the polishing composition may be mixed using a well-known mixing device such as a blade-type stirrer, an ultrasonic disperser, or a homomixer.
  • a well-known mixing device such as a blade-type 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 polishing composition disclosed herein can be used for polishing a polishing object, for example, in an embodiment including the following operations. That is, a polishing liquid (slurry) containing any of the polishing compositions disclosed herein is prepared. Preparing the polishing liquid may include preparing a polishing liquid by adding operations such as concentration adjustment (for example, dilution) and pH adjustment to the polishing composition. Or you may use the said polishing composition as polishing liquid as it is. Further, in the case of a multi-drug type polishing composition, to prepare the polishing liquid, mixing those agents, diluting one or more agents before the mixing, and after the mixing Diluting the mixture, etc. can be included.
  • the polishing liquid is supplied to the surface of the high-hardness material that is the object to be polished, and is polished by a conventional method.
  • a polishing object is set in a general polishing apparatus, and the polishing liquid is supplied to a high hardness surface (polishing object surface) of the polishing object through a polishing pad of the polishing apparatus.
  • the polishing pad is pressed against the high-hardness surface of the object to be polished, and both are relatively moved (for example, rotated). The polishing of the object to be polished is completed through the polishing step.
  • a polishing method for polishing a material to be polished having a Vickers hardness of 1500 Hv or more and a method for producing a polished article using the polishing method.
  • the above polishing method is characterized by including a step of polishing an object to be polished using the polishing composition disclosed herein.
  • a polishing method according to a preferred embodiment 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 object made of a material having at least a surface (surface to be polished) having a Vickers hardness of 1500 Hv or more.
  • 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 referred to here is a step of performing finish polishing on the polishing target that has been subjected to preliminary polishing, and is the last of the polishing steps performed using a polishing slurry containing abrasive grains ( That is, it means a polishing step arranged on the most downstream side.
  • the polishing composition disclosed herein may be used in the preliminary polishing step, may be used in the final polishing step, or preliminary polishing. It may be used in both the process and the finish polishing process.
  • the polishing step using the polishing composition is a preliminary polishing step.
  • a required polishing rate is larger than that in the finishing polishing process. Therefore, the polishing composition disclosed herein is suitable as a polishing composition (preliminary polishing composition) used in a preliminary polishing step on the surface of a high hardness material.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably applied to the preliminary (upstream) preliminary polishing. Especially, it can be preferably used in the first preliminary polishing step (typically the primary polishing step) that has passed through the lapping step described later.
  • the preliminary polishing step includes two or more stages of polishing steps
  • two or more of the polishing steps may be performed using any of the polishing compositions disclosed herein.
  • the polishing composition used in each of the two or more stages of polishing steps described above has an oxidation-reduction potential with respect to the standard hydrogen electrode of the polishing composition used for the downstream preliminary polishing used for the upstream preliminary polishing. It is preferable to select the polishing composition to be lower than the oxidation-reduction potential with respect to the standard hydrogen electrode. According to such a combination of polishing compositions, a polishing surface with higher smoothness tends to be realized in a short time in the preliminary polishing of a high hardness material.
  • the polishing composition (finishing polishing composition) used for the preliminary polishing composition and the finishing polishing step is finished.
  • the difference (ORP FIN ⁇ ORP y ) between the oxidation-reduction potential ORP FIN [mV] and ORP y [mV] of the polishing composition is equal to the oxidation-reduction potential ORP PRE [mV] and ORP y [mV] of the preliminary polishing composition.
  • the polishing method disclosed herein is a preliminary polishing composition having an oxidation-reduction potential ORP PRE [mV], and a preliminary polishing composition in which ORP PRE- ORP y is 100 mV or more is used as a preliminary polishing target. Polishing the polishing object using a polishing step and a finishing polishing composition having an oxidation-reduction potential ORP FIN [mV], wherein ORP FIN -ORP y is less than 100 mV And the step of performing can be preferably carried out in an embodiment including in this order. According to such a combination of the preliminary polishing composition and the finish polishing composition, a polished surface with higher smoothness tends to be realized in a shorter time in polishing a high-hardness material.
  • an ORP FIN- ORP y of 50 mV or less can be preferably used.
  • ORP FIN -ORP y is preferably ⁇ 500 mV or more, more preferably ⁇ 200 mV or more, from the viewpoint of polishing efficiency and the like.
  • the oxidation-reduction potential ORP FIN of the finish polishing composition can be, for example, 300 mV to 750 mV (preferably 400 mV to 700 mV).
  • 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 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 disclosed herein is typically cleaned 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 polishing method 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 disclosed herein may include an additional process (a cleaning process or a polishing process) before the preliminary polishing process or between the preliminary polishing process and the finishing polishing process.
  • the technology disclosed herein can include, for example, providing a method for manufacturing an abrasive (eg, a substrate). That is, according to the technology disclosed herein, any polishing composition disclosed herein is supplied to a polishing object composed of a polishing object material having a Vickers hardness of at least 1500 Hv or more. There is provided a method for producing a polished object, comprising polishing an object to be polished.
  • the above manufacturing method can be implemented by preferably applying the contents of any of the polishing methods disclosed herein. According to the above manufacturing method, a polished object (for example, a substrate) having a high hardness material surface can be efficiently provided.
  • a polishing composition was prepared by mixing alumina (average secondary particle size: 500 nm) as abrasive grains, potassium permanganate (KMnO 4 ) as a polishing aid and deionized water.
  • the content (W) of abrasive grains in the polishing composition was 6%, and the content (C) of KMnO 4 was 1.2%.
  • the pH of the polishing composition was adjusted to 9.0 using KOH.
  • Example 2 Polishing composition in the same manner as in Example 1 except that sodium periodate (NaIO 4 ) was used instead of KMnO 4 and the content of NaIO 4 in the polishing composition was 1.2%. A product was prepared.
  • sodium periodate NaIO 4
  • Example 3 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the abrasive grain content was 2%.
  • Example 2 Example 1 except that hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was used instead of KMnO 4 and the content of H 2 O 2 in the polishing composition was 1.2%. A polishing composition was prepared.
  • the oxidation-reduction potential ORP x [mV] relative to the standard hydrogen electrode was measured using the oxidation-reduction potentiometer (main body model: F-52, electrode model: 9300) manufactured by Horiba, Ltd. It measured on 25 degreeC conditions.
  • the oxidation-reduction potential of the slurry was measured, and the value was defined as the oxidation-reduction potential ORP y [mV] of SiC.
  • the oxidation-reduction potential ORP y of SiC was 607 mV. From these measured values and the composition of the polishing composition according to each example, ORP x -ORP y , W / C and ⁇ (that is, (ORP x -ORP y ) ⁇ W) were calculated.
  • polishing rate was computed according to the following formulas (1) and (2). The results are shown in the corresponding column of Table 1.
  • Model “EJ-380IN” Polishing pad “SUBA800” manufactured by Nitta Haas Polishing pressure: 300 g / cm 2 Surface plate rotation speed: 80 rotations / minute Polishing time: 1 hour Head rotation speed: 40 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
  • a polishing composition capable of improving the polishing rate can be provided.

Landscapes

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

Abstract

　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料を研磨するための研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、当該研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］と、前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が、ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ≧１００ｍＶを満たす。

Description

研磨用組成物
　本発明は、研磨用組成物に関する。詳しくは、炭化ケイ素単結晶等の高硬度材料の研磨に用いられる研磨用組成物に関する。
　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号および２０１５年６月２９日に出願された日本国特許出願第２０１５－１３０４４０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）によって加工される。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、欠陥や歪みが生じやすい。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当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１～３が挙げられる。
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（研磨用組成物）の含有成分（砥粒、酸化剤等）の工夫により、研磨レート（単位時間当たりに研磨対象物の表面を除去する量）や表面平滑性の改善が提案されている。しかし、このような技術によっても、研磨レートに関する実用的な要求レベルを満足させるには不十分であり、なお改善の余地がある。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、上記高硬度材料の研磨において研磨レートを効果的に向上させ得る研磨用組成物を提供することである。関連する他の目的は、上記研磨用組成物を用いて研磨物を製造する方法を提供することである。
　本発明によると、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料を研磨するための研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、当該研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］と前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が下記式（１）を満たす。
　　ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ≧１００ｍＶ　　　　（１）
　このように研磨対象材料よりも酸化還元電位が１００ｍＶ以上高い研磨用組成物を用いることにより、研磨レートを大きく向上させ得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記研磨用組成物は砥粒および研磨助剤を含む。そして、前記研磨用組成物における前記砥粒の含有量Ｗ［重量％］と前記研磨助剤の含有量Ｃ［重量％］との関係が下記式（２）を満たす。
　　Ｗ／Ｃ≧１．５　　　　　　　　　（２）
　上記の研磨用組成物によると、研磨レート向上効果がより好適に発揮され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記研磨用組成物は砥粒を含む。そして、前記研磨用組成物における砥粒の含有量Ｗ［重量％］と、前記研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］と、前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が、下記式（３）を満たす。
　　（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）×Ｗ≧１０００　　　　（３）
　上記の研磨用組成物によると、研磨レート向上効果がより好適に発揮され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記砥粒の含有量Ｗが４重量％～１０重量％である。このような砥粒の含有量の範囲内であると、より高い研磨レートが実現され得る。
　ここに開示される技術は、前記研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘが７５０ｍＶ～１５００ｍＶの範囲であり、前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙが５００ｍＶ～７００ｍＶの範囲である態様で好ましく実施され得る。ＯＲＰｘおよびＯＲＰｙがそれぞれ上記の範囲内であると、研磨レート向上効果がより好適に発揮され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、ｐＨが８～１１の範囲内である。ｐＨが上記範囲内にある研磨用組成物において、本発明の適用効果が好適に発揮され得る。
　また、本発明によると、研磨物の製造方法が提供される。その製造方法は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料から構成された研磨対象物に、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を供給して、該研磨対象物を研磨することを含む。かかる製造方法によると、研磨された高硬度材料表面を有する研磨物を効率的に提供することができる。
　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。
　＜研磨対象物＞
　ここに開示される研磨用組成物は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料（高硬度材料）を研磨するために用いられる。研磨対象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用組成物は、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。
　研磨対象材料の標準水素電極に対する酸化還元電位（Oxidation-reduction Potential）ＯＲＰｙは、研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘとの間で後述する（１）式の関係を満たす限りにおいて特に制限はない。ここに開示される技術は、ＯＲＰｙが凡そ５００ｍＶ～７００ｍＶ（例えば凡そ６００ｍＶ～７００ｍＶ）である研磨対象材料に対して好ましく適用され得る。なお、本明細書において研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙは、当該材料の粉末を水に分散させてスラリーにし、そのスラリーをｐＨ調整剤（例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ））で後述の研磨用組成物と同じｐＨに調整した後、市販の酸化還元電位計を用いて当該スラリーの酸化還元電位を測定した値が採用される。また、本明細書中において言及する研磨用組成物の酸化還元電位および研磨対象材料の酸化還元電位は、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。
　＜研磨用組成物＞
　（酸化還元電位ＯＲＰｘ）
　ここに開示される研磨用組成物は、該研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘが、研磨対象材料（研磨対象物の表面を構成する材料）の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］よりも１００ｍＶ以上高い。すなわち、ＯＲＰｘ［ｍＶ］とＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が下記式（１）を満たす。
　　ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ≧１００ｍＶ　　　　（１）
　このように研磨対象材料よりも酸化還元電位が１００ｍＶ以上高い研磨用組成物を用いることにより、研磨レートが向上し、前述した１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料を効率よく研磨し得る。
　ＯＲＰｘは、ＯＲＰｙよりも１００ｍＶ以上高ければよく、研磨効率等の観点から２００ｍＶ以上（例えば３００ｍＶ以上）高いことが好ましい。また、ＯＲＰｘからＯＲＰｙを減じた値（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）は、より高品位の表面を得やすい等の観点から、好ましくは１０００ｍＶ以下であり、より好ましくは８００ｍＶ以下であり、さらに好ましくは５００ｍＶ以下である。例えばＯＲＰｘ－ＯＲＰｙの値を１００ｍＶ以上かつ５００ｍＶ以下とすることで、研磨効率と研磨後の表面平滑性との両立がより高レベルで実現され得る。
　ＯＲＰｘは、ＯＲＰｙとの間で前記（１）式の関係を満たす限りにおいて特に制限はないが、研磨効率等の観点から、好ましくは７５０ｍＶ以上であり、より好ましくは８００ｍＶ以上（例えば９００ｍＶ以上）である。ＯＲＰｘの上限は、特に限定されないが、より高品位の表面を得やすい等の観点から、好ましくは１５００ｍＶ以下、より好ましくは１２００ｍＶ以下、さらに好ましくは１０００ｍＶ以下である。
　ＯＲＰｘは、例えば研磨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、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、ＯＲＰｘをここに開示される適切な前記関係および前記範囲に調整することができる。その他、ＯＲＰｘを適切な前記関係および前記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ＯＲＰｘ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。
　（砥粒）
　ここに開示される研磨用組成物は、典型的には砥粒を含む。砥粒の材質や性状は、研磨用組成物が研磨対象材料との間で酸化還元電位について前記（１）式の関係を満たす限りにおいて特に制限はない。例えば、砥粒は無機粒子、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、良好な表面を効率よく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。
　砥粒としてアルミナ粒子を用いる場合、研磨用組成物に含まれる砥粒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、研磨用組成物に含まれる砥粒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、ここに開示される研磨用組成物は、砥粒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。
　砥粒のビッカース硬度は、研磨効率等の観点から、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。砥粒のビッカース硬度の上限は、特に限定されないが、研磨効率と研磨後の表面平滑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。
　砥粒の平均二次粒子径は、通常は２０ｎｍ以上であり、研磨効率等の観点から、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によると、より高い研磨レートが実現され得る。砥粒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。研磨効率および研磨後の表面平滑性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。
　研磨用組成物における砥粒の含有量Ｗは、研磨用組成物が研磨対象材料との間で酸化還元電位について前記（１）式の関係を満たす限りにおいて特に制限はないが、通常は１重量％以上とすることが適当であり、好ましくは２重量％以上、より好ましくは３重量％超、さらに好ましくは４重量％以上、特に好ましくは５重量％以上である。このような砥粒の含有量Ｗであると、ＯＲＰｘが効果的に高まり、その結果、ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙが大きくなるので、研磨レートを効率よく向上させることができる。また、研磨効率と研磨後の表面平滑性とを高度に両立する観点や、良好な分散性を得る観点から、研磨用組成物における砥粒の含有量Ｗ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。
　（研磨助剤）
　ここに開示される研磨用組成物は研磨助剤を含むことが好ましい。研磨助剤は、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。研磨助剤は、特に限定的に解釈されるものではないが、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、砥粒による研磨に寄与していると考えられる。
　研磨助剤の種類としては、研磨用組成物が研磨対象材料との間で酸化還元電位について前記（１）式の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として採用することにより、ＯＲＰｘが効果的に高まり、研磨レート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、研磨用組成物は、研磨助剤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ＣＭＯが用いられる。かかる複合金属酸化物ＣＭＯを研磨助剤として含むことにより、ＯＲＰｘが効果的に高まり、その結果、ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙが大きくなるので、研磨レート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。
　ここに開示される研磨用組成物が、研磨助剤として複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯ）を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤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、研磨助剤として複合金属酸化物（好ましくは複合金属酸化物ＣＭＯ）以外の研磨助剤（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。
　研磨用組成物における研磨助剤の含有量Ｃは、研磨用組成物が研磨対象材料との間で酸化還元電位について前記（１）式の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。研磨効率等の観点から、上記含有量Ｃは０．５重量％以上が好ましく、１重量％以上がより好ましい。一方、研磨助剤の含有量Ｃが多すぎると、研磨レート向上効果が鈍化傾向になることに加えて、当該組成物の安定性が低下する場合があり得る。研磨用組成物の安定性等の観点から、上記研磨助剤の含有量Ｃ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。
　（その他の成分）
　ここに開示される研磨用組成物は、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、研磨用組成物（典型的には高硬度材料研磨用組成物、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。
　（溶媒）
　研磨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。ここに開示される研磨用組成物は、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、研磨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。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、研磨用組成物における砥粒の含有量Ｗ［重量％］と、研磨助剤の含有量Ｃ［重量％］との関係が、下記式（２）を満たす。
　　　Ｗ／Ｃ≧１．５　　　　　　　（２）
　すなわち、砥粒と研磨助剤の含有量の比（Ｗ／Ｃ）が１．５以上であることが好ましい。上記Ｗ／Ｃは、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、さらに好ましくは４以上、特に好ましくは５以上である。このような砥粒と研磨助剤の含有量の比（Ｗ／Ｃ）であると、研磨レート向上効果がより好適に発揮され得る。Ｗ／Ｃの上限は、特に限定されないが、研磨用組成物の安定性等の観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１５以下、さらに好ましくは１０以下、特に好ましくは８以下である。
　好ましい他の一態様では、研磨用組成物における砥粒の含有量Ｗ［重量％］と、研磨用組成物のＯＲＰｘ［ｍＶ］と、研磨対象材料のＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が、下記式（３）を満たす。
　　（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）×Ｗ≧１０００　　　　　　　（３）
　すなわち、「（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）×Ｗ」の値（以下、「α」と表記することがある。）が１０００以上であることが好ましい。例えば、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り前記（１）式の関係を満たしつつ、α≧１０００の関係を満たすように砥粒の含有量Ｗを調整することで、研磨レート向上効果がより好適に発揮され得る。研磨効率等の観点から、α≧１２００を満足するものが好ましく、α≧１５００を満足するものがさらに好ましく、α≧１８００を満足するものが特に好ましい。αの上限は特に制限されない。研磨後の表面平滑性の観点から、通常は、α≦４０００以下を満足するものが適当であり、α≦３５００を満足するものが好ましく、α≦２５００を満足するものがより好ましい。例えば、１２００≦α≦２０００を満足する研磨用組成物が、研磨効率と表面平滑性とを高度に両立する観点から好適である。
　研磨用組成物のｐＨは、研磨用組成物が研磨対象材料との間で酸化還元電位について前記（１）式の関係を満たす限りにおいて特に限定されない。通常は、研磨用組成物のｐＨを２～１２程度とすることが適当である。研磨用組成物のｐＨが上記範囲内であると、実用的な研磨レートが達成されやすい。ここに開示される技術の適用効果をよりよく発揮する観点から、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは６～１０、より好ましくは８～１１、特に好ましくは８．５～９．５である。
　ここに開示される研磨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、研磨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。
　＜研磨方法＞
　ここに開示される研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、研磨対象物の研磨に使用することができる。
　すなわち、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を含む研磨液（スラリー）を用意する。上記研磨液を用意することには、研磨用組成物に、濃度調整（例えば希釈）、ｐＨ調整等の操作を加えて研磨液を調製することが含まれ得る。あるいは、上記研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。また、多剤型の研磨用組成物の場合、上記研磨液を用意することには、それらの剤を混合すること、該混合の前に１または複数の剤を希釈すること、該混合の後にその混合物を希釈すること、等が含まれ得る。
　次いで、その研磨液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、一般的な研磨装置に研磨対象物をセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて該研磨対象物の高硬度表面（研磨対象面）に上記研磨液を供給する。典型的には、上記研磨液を連続的に供給しつつ、研磨対象物の高硬度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。かかるポリシング工程を経て研磨対象物の研磨が完了する。
　この明細書によると、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料を研磨する研磨方法および該研磨方法を用いた研磨物の製造方法が提供される。上記研磨方法は、ここに開示される研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する工程を含むことによって特徴づけられる。好ましい一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、を含んでいる。ここでいう予備ポリシング工程とは、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、予備ポリシングを行う工程である。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、ここでいう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を行う工程であって、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。このように予備ポリシング工程と仕上げポリシング工程とを含む研磨方法において、ここに開示される研磨用組成物は、予備ポリシング工程で用いられてもよく、仕上げポリシング工程で用いられてもよく、予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程の両方で用いられてもよい。
　好ましい一態様において、上記研磨用組成物を用いるポリシング工程は、予備ポリシング工程である。予備ポリシング工程では、仕上げポリシング工程に比べて要求される研磨レートが大きい。そのため、ここに開示される研磨用組成物は、高硬度材料表面の予備ポリシング工程に用いられる研磨用組成物（予備ポリシング用組成物）として好適である。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を含む場合、ここに開示される研磨用組成物は、前段（上流側）の予備ポリシングに好ましく適用することができる。なかでも、後述するラッピング工程を経た最初の予備ポリシング工程（典型的には１次研磨工程）において好ましく使用され得る。
　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を含む場合、それらのうち２段以上のポリシング工程を、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を用いて実施することも可能である。その場合、上記２段以上のポリシング工程の各々に使用する研磨用組成物は、下流側の予備ポリシングに使用する研磨用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位が、上流側の予備ポリシングに使用する研磨用組成物の標準水素電極に対する酸化還元電位よりも低くなるように選択することが好ましい。このような研磨用組成物の組合せによると、高硬度材料の予備ポリシングにおいて、より平滑性の高い研磨面が短時間で実現される傾向にある。
　ここに開示される研磨用組成物を予備ポリシング工程および仕上げポリシング工程の両方に使用する場合、予備ポリシング用組成物および仕上げポリシング工程に使用する研磨用組成物（仕上げポリシング用組成物）は、仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ＯＲＰＦＩＮ［ｍＶ］とＯＲＰｙ［ｍＶ］との差（ＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙ）が、予備ポリシング用組成物の酸化還元電位ＯＲＰＰＲＥ［ｍＶ］とＯＲＰｙ［ｍＶ］との差（ＯＲＰＰＲＥ－ＯＲＰｙ）よりも小さくなるように選択することが好ましい。このような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の組合せによると、高硬度材料の研磨において、所望の平滑性を有する研磨面が短時間で実現される傾向にある。
　ここに開示される研磨方法は、酸化還元電位ＯＲＰＰＲＥ［ｍＶ］を有する予備ポリシング用組成物であってＯＲＰＰＲＥ－ＯＲＰｙが１００ｍＶ以上である予備ポリシング用組成物を用いて研磨対象物の予備ポリシングを行う工程と、酸化還元電位ＯＲＰＦＩＮ［ｍＶ］を有する仕上げポリシング用組成物であってＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙが１００ｍＶ未満である仕上げポリシング用組成物を用いて上記研磨対象物の仕上げポリシングを行う工程と、をこの順に含む態様で好ましく実施され得る。このような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の組合せによると、高硬度材料の研磨において、より平滑性の高い研磨面がより短時間で実現される傾向にある。
　上記仕上げポリシング用組成物としては、ＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙが５０ｍＶ以下のものを好ましく使用し得る。このようにＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙの値が比較的小さい仕上げポリシング用組成物を用いることにより、高硬度材料表面における平滑性と平坦性との両立が高レベルで実現され得る。ＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙの値は、研磨効率等の観点から、好ましくは－５００ｍＶ以上であり、より好ましくは－２００ｍＶ以上である。例えば、－２００ｍＶ≦ＯＲＰＦＩＮ－ＯＲＰｙ≦０ｍＶを満たす仕上げポリシング用組成物と、ＯＲＰＰＲＥ－ＯＲＰｙ≧１００ｍＶを満たす予備ポリシング用組成物とを組み合わせて使用することにより、平滑性と平坦性とが両立された高硬度材料表面を有する研磨物が効率的に得られ得る。特に限定するものではないが、仕上げポリシング用組成物の酸化還元電位ＯＲＰＦＩＮは、例えば３００ｍＶ～７５０ｍＶ（好ましくは４００ｍＶ～７００ｍＶ）であり得る。
　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。
　なお、ここに開示される研磨方法は、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。
　＜研磨物の製造方法＞
　ここに開示される技術には、例えば、研磨物（例えば基板）の製造方法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、少なくとも表面が１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料から構成された研磨対象物に、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を供給して該研磨対象物を研磨することを含む、研磨物の製造方法が提供される。上記製造方法は、ここに開示されるいずれかの研磨方法の内容を好ましく適用することにより実施され得る。上記製造方法によると、高硬度材料表面を有する研磨物（例えば基板）が効率的に提供され得る。
　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。
＜研磨用組成物の調製＞
　　（実施例１）
　砥粒としてのアルミナ（平均二次粒子径：５００ｎｍ）と研磨助剤としての過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）と脱イオン水とを混合して研磨用組成物を調製した。研磨用組成物中における砥粒の含有量（Ｗ）は６％、ＫＭｎＯ４の含有量（Ｃ）は１．２％とした。研磨用組成物のｐＨは、ＫＯＨを用いて９．０に調整した。
　　（実施例２）
　ＫＭｎＯ４に代えて過ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ４）を使用し、かつ、研磨用組成物中におけるＮａＩＯ４の含有量を１．２％としたこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。
　　（実施例３）
　砥粒の含有量を２％としたこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。
　　（比較例１）
　ＫＭｎＯ４に代えてバナジン酸ナトリウム（ＮａＶＯ３）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を使用し、かつ、研磨用組成物中におけるＮａＶＯ３の含有量を１．９％、Ｈ２Ｏ２の含有量を１．２％としたこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。
　　（比較例２）
　ＫＭｎＯ４に代えて過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を使用し、かつ、研磨用組成物中におけるＨ２Ｏ２の含有量を１．２％としたこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。
　　（比較例３）
　ＫＭｎＯ４に代えてタングステン酸二ナトリウム（Ｎａ２ＷＯ４）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を使用し、かつ、研磨用組成物中におけるＮａ２ＷＯ４の含有量を１．９％、Ｈ２Ｏ２の含有量を１．２％としたこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を調製した。
　（酸化還元電位の測定）
　各例の研磨用組成物について、標準水素電極に対する酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］を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。また、研磨対象材料であるＳｉＣについて、標準水素電極に対する酸化還元電位ＯＲＰｙを測定した。具体的には、ＳｉＣの粉末を水に分散させてスラリーにし、そのスラリーをＫＯＨで上記研磨用組成物と同じｐＨ（＝９．０）に調整した後、上記酸化還元電位計を用いて当該スラリーの酸化還元電位を測定し、その値をＳｉＣの酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］とした。ＳｉＣの酸化還元電位ＯＲＰｙは６０７ｍＶであった。これらの測定値および各例に係る研磨用組成物の組成から、ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ、Ｗ／Ｃおよびα（すなわち、（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）×Ｗ）を算出した。
　＜研磨レートの評価＞
　用意した研磨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、下記の条件でポリシングを実施した。そして、以下の計算式（１）、（２）に従って研磨レートを算出した。結果を表１の該当欄に示す。
（１）研磨取り代［ｃｍ］＝研磨前後のＳｉＣウェーハの重量の差［ｇ］／ＳｉＣの密度［ｇ／ｃｍ３］（＝３.２１ｇ／ｃｍ３）／研磨対象面積［ｃｍ２］（＝１９．６２ｃｍ２）
（２）研磨レート［ｎｍ／時間］＝研磨取り代［ｃｍ］×１０７／研磨時間（＝１時間）
　　［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／ｃｍ２
　定盤回転数：８０回転／分
　研磨時間：１時間
　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
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、［ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ］の値が１００ｍＶ以上である実施例１～３の研磨用組成物によると、比較例１～３の研磨用組成物に比べて研磨レートが大幅に向上した。この結果から、研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘを研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙよりも１００ｍＶ以上高くすることによって、研磨レートを向上し得ることが確認できた。実施例１、２の研磨用組成物では、実施例３に比べてさらに高い研磨レートが実現された。
　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、研磨レートを向上させ得る研磨用組成物を提供することができる。

Claims (7)

  1. 　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料を研磨するための研磨用組成物であって、
    　当該研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］と前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が下記式（１）：
    　　ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ≧１００ｍＶ　　　　（１）；
    を満たす、研磨用組成物。
  2. 　前記研磨用組成物は砥粒および研磨助剤を含み、
    　前記研磨用組成物における前記砥粒の含有量Ｗ［重量％］と前記研磨助剤の含有量Ｃ［重量％］との関係が下記式（２）：
    　　Ｗ／Ｃ≧１．５　　　　　　　　　（２）；
    を満たす、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記研磨用組成物は砥粒を含み、
    　前記研磨用組成物における前記砥粒の含有量Ｗ［重量％］と、前記研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘ［ｍＶ］と、前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙ［ｍＶ］との関係が、下記式（３）：
    　　（ＯＲＰｘ－ＯＲＰｙ）×Ｗ≧１０００　　　　（３）；
    を満たす、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記砥粒の含有量Ｗが４重量％～１０重量％である、請求項２または３に記載の研磨用組成物。
  5. 　前記研磨用組成物の酸化還元電位ＯＲＰｘが７５０ｍＶ～１５００ｍＶの範囲であり、
    　前記研磨対象材料の酸化還元電位ＯＲＰｙが５００ｍＶ～７００ｍＶの範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  6. 　ｐＨが８～１１の範囲内である、請求項１から５のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
  7. 　１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する研磨対象材料から構成された研磨対象物に請求項１から６のいずれか一項に記載された研磨用組成物を供給して該研磨対象物を研磨することを含む、研磨物の製造方法。
PCT/JP2015/080844 2014-11-07 2015-10-30 研磨用組成物 WO2016072371A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580060437.7A CN107109191B (zh) 2014-11-07 2015-10-30 研磨用组合物
EP15858037.3A EP3216839B1 (en) 2014-11-07 2015-10-30 Polishing composition
EP20209757.2A EP3800229B1 (en) 2014-11-07 2015-10-30 Polishing composition
US15/524,989 US11015098B2 (en) 2014-11-07 2015-10-30 Polishing composition
KR1020177014192A KR20170080616A (ko) 2014-11-07 2015-10-30 연마용 조성물

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-227388 2014-11-07
JP2014227388 2014-11-07
JP2015-130440 2015-06-29
JP2015130440A JP6656829B2 (ja) 2014-11-07 2015-06-29 研磨用組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016072371A1 true WO2016072371A1 (ja) 2016-05-12

Family

ID=55909096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/080844 WO2016072371A1 (ja) 2014-11-07 2015-10-30 研磨用組成物

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107109191B (ja)
WO (1) WO2016072371A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220024518A (ko) * 2019-06-17 2022-03-03 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
CN118165701A (zh) * 2024-05-11 2024-06-11 山东天岳先进科技股份有限公司 一种金刚石用研磨液及金刚石衬底的研磨方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021703A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2007311586A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶ウェハ表面の仕上げ研磨方法
JP2008068390A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Noritake Co Ltd 結晶材料の研磨加工方法
JP2011513991A (ja) * 2008-03-05 2011-04-28 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 水溶性酸化剤を用いた炭化ケイ素の研磨方法
WO2011070898A1 (ja) * 2009-12-11 2011-06-16 国立大学法人九州大学 炭化珪素の研磨液及びその研磨方法
WO2012147605A1 (ja) * 2011-04-26 2012-11-01 旭硝子株式会社 非酸化物単結晶基板の研磨方法
WO2013150822A1 (ja) * 2012-04-02 2013-10-10 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、半導体装置およびこれらの製造方法
WO2015059987A1 (ja) * 2013-10-22 2015-04-30 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨加工方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103890127B (zh) * 2011-10-13 2015-09-09 三井金属矿业株式会社 研磨剂浆料及研磨方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021703A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2007311586A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶ウェハ表面の仕上げ研磨方法
JP2008068390A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Noritake Co Ltd 結晶材料の研磨加工方法
JP2011513991A (ja) * 2008-03-05 2011-04-28 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 水溶性酸化剤を用いた炭化ケイ素の研磨方法
WO2011070898A1 (ja) * 2009-12-11 2011-06-16 国立大学法人九州大学 炭化珪素の研磨液及びその研磨方法
WO2012147605A1 (ja) * 2011-04-26 2012-11-01 旭硝子株式会社 非酸化物単結晶基板の研磨方法
WO2013150822A1 (ja) * 2012-04-02 2013-10-10 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、半導体装置およびこれらの製造方法
WO2015059987A1 (ja) * 2013-10-22 2015-04-30 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107109191A (zh) 2017-08-29
CN107109191B (zh) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6656829B2 (ja) 研磨用組成物
JP7373403B2 (ja) 研磨用組成物
CN108473851B (zh) 研磨用组合物
JP6622991B2 (ja) 研磨用組成物
WO2016072371A1 (ja) 研磨用組成物
TW201942320A (zh) 研磨用組合物
JP6694745B2 (ja) 研磨用組成物
WO2023054385A1 (ja) 研磨用組成物

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15858037

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15524989

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177014192

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015858037

Country of ref document: EP