WO2017170061A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

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WO2017170061A1
WO2017170061A1 PCT/JP2017/011526 JP2017011526W WO2017170061A1 WO 2017170061 A1 WO2017170061 A1 WO 2017170061A1 JP 2017011526 W JP2017011526 W JP 2017011526W WO 2017170061 A1 WO2017170061 A1 WO 2017170061A1
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WO
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polishing
abrasive grains
diamond abrasive
polishing composition
polished
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/011526
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智明 石橋
野口　直人
森　嘉男
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
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
Publication of WO2017170061A1 publication Critical patent/WO2017170061A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition. Specifically, the present invention relates to a polishing composition used for polishing a material to be polished. Note that this international application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-071477 filed on March 31, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference. ing.
  • the surface of a material such as diamond, sapphire (aluminum oxide), silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride is usually processed by polishing (lapping) performed by supplying diamond abrasive grains to a polishing surface plate.
  • polishing lapping
  • scratches are generated on the surface of the object to be polished.
  • diamond abrasive grains remain on the surface of the object to be polished. For this reason, defects and distortions are likely to occur on the surface of the object to be polished.
  • 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 has been studied.
  • policing is being considered in place of the wrapping.
  • Patent documents 1 to 3 are cited as documents disclosing this type of prior art.
  • polishing rate means an amount for removing the surface of the object to be polished per unit time.
  • polishing rate means an amount for removing the surface of the object to be polished per unit time.
  • a polishing composition used for polishing a material to be polished contains diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains.
  • the ratio (B / A) of the non-diamond abrasive content B to the diamond abrasive content A is 2 ⁇ (B / A) on a weight basis.
  • the polishing composition disclosed herein can be applied to polishing a polishing object made of various materials.
  • the material of the object to be polished is, for example, a metal or semimetal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, stainless steel, germanium, or an alloy thereof; quartz glass, aluminosilicate glass, glassy carbon, etc. Glass material of ceramic; Ceramic material such as alumina, silica, sapphire, silicon nitride, tantalum nitride, titanium carbide; Compound semiconductor substrate material such as silicon carbide, gallium nitride, gallium arsenide, indium arsenide, indium phosphide; Polyimide resin Etc.
  • a polishing object composed of a plurality of materials may be used. Among them, it is preferably used for polishing a 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 more.
  • the Vickers hardness of the material to be polished is, 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.
  • the upper limit of Vickers hardness may be, for example, 5000 Hv or less, and 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, zirconium carbide, tungsten carbide, silicon nitride, titanium nitride, and gallium nitride.
  • the polishing composition disclosed herein can be preferably applied to the 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 polishing composition disclosed herein includes diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains.
  • the ratio (B / A) of the non-diamond abrasive content B to the diamond abrasive content A (B / A) is 2 ⁇ (B / A) on a weight basis.
  • polishing using a polishing composition containing a small amount of diamond abrasive grains relative to non-diamond abrasive grains high hardness diamond particles intervene between non-diamond particles, so The unevenness on the surface of the polishing object is efficiently shaved (leveled) while suppressing the roughness. This is considered to contribute to the improvement of the polishing rate and the surface flatness. However, it is not limited to this reason.
  • the content ratio (B / A) of diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains in the polishing composition may be larger than 2. That is, 2 ⁇ (B / A). From the viewpoint of achieving both a polishing rate and surface flatness, the content ratio (B / A) is suitably, for example, 10 or more, and typically 50 or more, for example, 100 or more. . In a polishing composition using a combination of diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains so as to have such a content ratio (B / A), an appropriate amount of diamond grains is interposed between non-diamond grains. By doing so, the application effect of the technique disclosed here can be exhibited appropriately.
  • the upper limit of the content ratio (B / A) is not particularly limited, but can be, for example, 10,000 or less, preferably 8000 or less, more preferably 5000 or less, still more preferably 2000 or less, and particularly preferably 1500 or less.
  • the content ratio (B / A) may be, for example, 1000 or less, and typically 500 or less, for example, 300 or less.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented, for example, in a mode in which the ratio value (B / A) of the content of diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains in the polishing composition is 100 or more and 10,000 or less.
  • the B / A can be preferably implemented in an embodiment in which, for example, 120 or more and 1500 or less, and typically 150 or more and 300 or less.
  • the diamond particles contained in the diamond abrasive grains can be various diamond particles mainly composed of diamond.
  • diamond particles mainly composed of diamond refer to particles in which 90% by weight or more (usually 95% by weight or more, typically 98% by weight or more) of the particles is diamond.
  • diamond particles that can be used include single crystal diamond, polycrystalline diamond, natural diamond, and synthetic diamond.
  • diamond particles that can be used are not limited to these.
  • synthetic diamonds include diamonds obtained by static ultra-high pressure method (static pressure method) produced from graphite in high-temperature and high-pressure metal solvent, dynamic ultra-high pressure method (impact method) using high-temperature and high-pressure by explosion And diamond obtained by ultra-high pressure sintering of single crystal diamond fine particles hardened with a metal binder.
  • the diamond abrasive grains in the technology disclosed herein may contain one kind of such diamond particles alone or in combination of two or more kinds.
  • the shape of the diamond abrasive grains may be spherical or non-spherical.
  • specific examples of non-spherical diamond abrasive grains include a plate shape, a needle shape, and a spindle shape.
  • the diamond abrasive grains contained in the polishing composition may be in the form of primary particles or in the form of secondary particles in which a plurality of primary particles are associated.
  • diamond abrasive grains in the form of primary particles and diamond abrasive grains in the form of secondary particles may be mixed.
  • the diamond abrasive grains those having an average primary particle diameter (hereinafter sometimes simply referred to as “D1 A ”) of 10 nm or less can be preferably used.
  • the D1 A of the diamond abrasive is preferably 8 nm or less, more preferably 6 nm or less.
  • D1 lower limit of A is not particularly limited, for example, it is appropriate to the above 0.1 nm, typically 0.3nm or more, typically at 0.5nm or more.
  • D1 A is preferably 1nm or more, more preferably 2nm or more.
  • diamond abrasive grains having D1 A of 0.1 nm or more and 10 nm or less are preferable, diamond abrasive grains of 1 nm or more and 8 nm or less are more preferable, and those having 2 nm or more and 6 nm or less are particularly preferable.
  • the content A of diamond abrasive grains in the polishing composition is typically 0.001% by weight or more, and is preferably 0.01% by weight or more from the viewpoint of shortening the processing time, and 0.05% by weight. % Or more, more preferably 0.1% by weight or more.
  • the content A is not particularly limited as long as the above relationship is satisfied with the content B of the non-diamond abrasive grains.
  • the diamond abrasive grains include a plurality of types of diamond particles
  • the content A is the total content of the plurality of types of diamond particles.
  • the content A of the diamond abrasive grains is usually suitably 3% by weight or less, preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, More preferably, it is 0.2% by weight or less.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented in an embodiment in which, for example, the content A of diamond abrasive grains in the polishing composition is 0.005 wt% or more and 0.5 wt% or less.
  • the content A is preferably 0.015 wt% or more and 0.2 wt% or less.
  • the non-diamond particles contained in the non-diamond abrasive grains are not particularly limited as long as they are made of a material other than diamond.
  • the non-diamond particles 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 oxide particles, and iron oxide particles are preferable because a good surface can be efficiently formed.
  • silica particles, alumina particles, zirconium oxide particles, chromium oxide particles, and iron oxide particles are more preferable, and silica particles, alumina particles, and zirconium oxide particles are particularly preferable.
  • silica particles A suitable example of non-diamond particles that can be used in the technology disclosed herein is silica particles.
  • silica particles colloidal silica, dry silica, etc. are preferably used.
  • the dry process silica here include silica (fumed silica) obtained by burning a silane compound such as silicon tetrachloride and trichlorosilane in a hydrogen flame, and the reaction between metal silicon and oxygen.
  • the silica produced by Examples of colloidal silica include silica produced by using an alkali silicate-containing liquid (for example, sodium silicate-containing liquid) containing an alkali metal such as Na and K and SiO 2, and tetraethoxysilane.
  • silica produced by hydrolysis and condensation reaction of alkoxysilane such as tetramethoxysilane alkoxide method silica).
  • the proportion of silica particles in the entire non-diamond abrasive grains contained in the polishing composition is preferably 70% by weight or more.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented in a mode in which the total proportion of silica particles is greater than 85 wt% of the total weight of non-diamond abrasive grains contained in the polishing composition.
  • the ratio of the silica particles is more preferably 95% by weight or more, further preferably 98% by weight or more, and particularly preferably 99% by weight or more.
  • a polishing composition in which 100% by weight of non-diamond abrasive grains contained in the polishing composition is silica particles is preferable.
  • the shape of the non-diamond abrasive grains may be spherical or non-spherical.
  • Specific examples of non-diamond non-diamond abrasive grains include peanut shapes (that is, peanut shell shapes), bowl shapes, confetti shapes, rugby ball shapes, and the like.
  • the non-diamond abrasive grains contained in the polishing composition may be in the form of primary particles or may be in the form of secondary particles in which a plurality of primary particles are associated. Further, non-diamond abrasive grains in the form of primary particles and non-diamond abrasive grains in the form of secondary particles may be mixed. In a preferred embodiment, at least a part of the non-diamond abrasive grains is contained in the polishing composition in the form of secondary particles.
  • D1 B As the non-diamond abrasive grains, those having an average primary particle diameter (hereinafter sometimes simply referred to as “D1 B ”) larger than 10 nm can be preferably used. From the viewpoint of the polishing rate and the like, D1 B is preferably 15 nm or more, more preferably 20 nm or more, still more preferably 25 nm or more, and particularly preferably 30 nm or more.
  • the upper limit of D1 B is not particularly limited, but is suitably about 3000 nm or less, preferably 2000 nm or less, more preferably 800 nm or less.
  • D1 B may be 500 nm or less (for example, 300 nm or less), typically 200 nm or less (for example, 130 nm or less), for example, 110 nm or less (typically 80 nm or less).
  • non-diamond abrasive grains having a D1 B of 12 nm to 80 nm are preferable, non-diamond abrasive grains of 15 nm to 60 nm are preferable, and 20 nm to 50 nm are preferable. Those are particularly preferred.
  • non-diamond abrasive grains having D1 B of 25 nm or more and 40 nm or less for example, 35 nm or less may be used.
  • D1 B of the non-diamond abrasive grains is larger than D1 A of the diamond abrasive grains. That is, D1 A ⁇ D1 B is satisfied.
  • polishing target object surface can be eliminated more efficiently.
  • the relationship between D1 A and D1 B preferably satisfies 1 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 500, more preferably 2 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 200, and 2.5 ⁇ It is more preferable to satisfy (D1 B / D1 A ) ⁇ 50, and it is particularly preferable to satisfy 2.5 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 20.
  • both the polishing rate and the surface flatness can be achieved at a higher level.
  • the relationship between D1 A and D1 B is 3 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 12, more preferably 5 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 10, more preferably It can be preferably implemented in an embodiment where 5 ⁇ (D1 B / D1 A ) ⁇ 8.
  • D1 B is preferably larger than D1 A by 10 nm or more from the viewpoint of better exhibiting the effect of using diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains in combination.
  • the value obtained by subtracting D1 A from D1 B is preferably 60 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably 40 nm or less.
  • D1 B -D1 A may be 30 nm or less.
  • the particle diameter is calculated by the formula (true density [g / cm 3 ] ⁇ BET value [m 2 / g]).
  • the specific surface area can be measured using, for example, a surface area measuring device manufactured by Micromeritex Corporation, a trade name “Flow Sorb II 2300”.
  • the content B of non-diamond abrasive grains in the polishing composition is generally 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more, and more preferably 10% by weight or more from the viewpoint of polishing rate and the like. More preferably, it is 20% by weight or more.
  • the content B is not particularly limited as long as the above relationship with the content A of the diamond abrasive is satisfied.
  • the non-diamond abrasive grains include a plurality of types of particles
  • the content B is the total content of the plurality of types of particles.
  • the content B of the non-diamond abrasive grains is generally 50% by weight or less, preferably 45% by weight or less, more preferably 40% by weight or less. More preferably, it is 30% by weight or less.
  • the technique disclosed herein is preferably practiced, for example, in an embodiment in which the content B of non-diamond abrasive grains in the polishing composition is 10% by weight to 40% by weight (preferably 20% by weight to 30% by weight). obtain.
  • each of the diamond abrasive grains and the non-diamond abrasive grains has a reverse polarity between the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition and the zeta potential of the non-diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition.
  • Those showing (reverse charge) can be appropriately selected and used.
  • a material in which the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition and the zeta potential of the material to be polished at the pH of the polishing composition exhibit opposite polarities can be appropriately selected and used.
  • the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition and the zeta potentials of both the non-diamond abrasive grains and the material to be polished at the pH of the polishing composition are opposite in polarity.
  • diamond abrasive grains exhibiting positive polarity (plus) zeta potential can be preferably employed. In this way, diamond particles are attracted to the surface of the non-diamond particles or the object to be polished by electrostatic attraction in the polishing composition.
  • each zeta potential of diamond abrasive grains, non-diamond abrasive grains, and materials to be polished at the pH of the polishing composition is measured by, for example, electrophoretic light scattering or electroacoustic spectroscopy.
  • electrophoretic light scattering method for example, “ELS-Z” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. can be used.
  • electroacoustic spectroscopy for example, “DT-1200” manufactured by Dispersion Technology Inc. can be used.
  • the measurement of the zeta potential of the material to be polished can be replaced by the measurement of the zeta potential of fine particles made of the same material as the material to be polished.
  • a scanning electron microscope may be used. This is possible by immersing the material to be polished in a liquid containing fine particles having a known zeta potential and observing the surface of the material to be polished after washing. Here, the washing may be performed for about 10 seconds with running water, for example.
  • the sign of the value of the zeta potential of the material to be polished in the same liquid can be known from the amount of fine particles adhering to the surface of the material to be polished after cleaning. That is, it is possible to know whether the polarity of the zeta potential is positive or negative.
  • a specific procedure is to disperse each abrasive grain in pure water to prepare a measurement aqueous solution with an abrasive grain concentration of 1 to 30% by weight. And it adjusts to the same pH as polishing composition with pH adjusters, such as potassium hydroxide and nitric acid, for example. Thereafter, the zeta potential of each abrasive grain can be determined using the zeta potential measuring device.
  • the measurement target is a material to be polished, particles (powder material) made of the material to be polished are dispersed in pure water to prepare a measurement aqueous solution having a particle concentration of 1 to 30% by weight.
  • the zeta potential of the material to be polished can be obtained using the zeta potential measuring device.
  • the zeta potential of diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains can be adjusted, for example, by changing the material of the abrasive grains or modifying the surface of the abrasive grains. Examples of the modification of the abrasive grain surface include organic functional group modification.
  • the polishing composition disclosed herein preferably contains a polishing aid.
  • the polishing aid is a component that enhances the effect of polishing.
  • a water-soluble polishing aid is used. It is considered that the polishing aid contributes to polishing with abrasive grains by exhibiting an action of altering the surface of the polishing object in polishing and causing the surface of the polishing object to become brittle.
  • the alteration is typically oxidative alteration.
  • the present invention is not limited to these actions and mechanisms.
  • Polishing aids include peroxides such as hydrogen peroxide; nitric acid and its salts: iron nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, nitrates such as its complex, cerium ammonium nitrate; potassium peroxomonosulfate, peroxodisulfuric acid, etc.
  • 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. Of these, vanadic acids, molybdic acids, and tungstic acids are more preferable, and vanadic acids are more preferable.
  • a composite metal oxide CMO having a monovalent or divalent metal element or ammonia and a Group 5 or Group 6 transition metal element of the periodic table is used as the composite metal oxide.
  • the monovalent or divalent metal element excludes the transition metal element.
  • the monovalent or divalent metal element 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.
  • the polishing composition disclosed herein contains a composite metal oxide as a polishing aid
  • oxygen can be supplied to the composite metal oxide as a polishing aid other than the composite metal oxide.
  • the composite metal oxide is preferably a composite metal oxide CMO.
  • the oxygen-containing material include hydrogen peroxide, ozone and peracid. Of these, hydrogen peroxide is particularly preferable.
  • the concentration, that is, the content of the polishing aid in the 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 a polishing rate and flatness at a high level and efficiency.
  • the concentration of the polishing aid is usually suitably 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, more preferably 8% by weight or less. preferable.
  • the concentration of the polishing aid is preferably, for example, 5% by weight or less, or 3% by weight or less.
  • the concentration of the composite metal oxide is usually 0.1% by weight or more.
  • the composite metal oxide is preferably a composite metal oxide CMO.
  • the concentration is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1.5% by weight or more.
  • the concentration of the composite metal oxide is usually suitably 10% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and more preferably 2.5% by weight or less.
  • 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 polishing composition disclosed herein is a chelating agent, a thickener, a dispersant, a surface protective agent, a wetting agent, a pH adjuster, a surfactant, an organic acid, an organic compound, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the polishing composition here typically means a high-hardness material polishing composition, for example, a silicon carbide substrate polishing composition.
  • 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 that can be uniformly mixed with water, if necessary.
  • the organic solvent that can be uniformly mixed with water include lower alcohols and lower ketones.
  • 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 pH of the polishing composition is usually about 2-12. 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 3 to 11, more preferably 4 to 10, from the viewpoint of better exerting the application effect of the technology disclosed herein.
  • polishing composition The manufacturing method of polishing composition disclosed here is not specifically limited.
  • Each component contained in the polishing composition may be mixed using a known mixing device.
  • known mixing apparatuses include a wing stirrer, an ultrasonic disperser, a homomixer, and the like.
  • the aspect which mixes these components is not specifically limited. For example, all components may be mixed at once, or may be mixed in an appropriately set order.
  • the polishing composition disclosed herein may be a one-part type or a multi-part type including a two-part type.
  • the liquid A containing a part of the constituent components of the polishing composition and the liquid B containing the remaining components may be mixed and used for polishing an object to be polished.
  • the liquid A is typically a component other than the solvent.
  • the polishing composition disclosed herein may be in a concentrated form (that is, in the form of a polishing liquid concentrate) before being supplied to the object to be polished.
  • the polishing composition in such a concentrated form is advantageous from the viewpoints of convenience, cost reduction, etc. during production, distribution, storage and the like.
  • the concentration rate can be, for example, about 2 to 5 times in terms of volume.
  • the polishing composition in the form of a concentrated liquid can be used in such a manner that a polishing liquid is prepared by diluting at a desired timing and the polishing liquid is supplied to an object to be polished.
  • the dilution can be typically performed by adding the aforementioned solvent to the concentrated solution and mixing.
  • a part of them may be diluted and then mixed with another agent to prepare a polishing liquid, or a plurality of agents may be mixed. Later, the mixture may be diluted to prepare a polishing liquid.
  • the content of abrasive grains in the concentrated liquid can be, for example, 70% by weight or less. From the viewpoint of the stability and filterability of the polishing composition, the content is usually 60% by weight or less, or 50% by weight or less (for example, 40% by weight or less).
  • the dispersion stability of an abrasive grain is mentioned, for example.
  • the content of the abrasive grains can be, for example, 2% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 20%. % By weight or more (for example, 30% by weight or more).
  • 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 and pH adjustment to the polishing composition. Here, examples of the density adjustment include dilution. 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 object to be polished and polished by a conventional method.
  • a polishing object is set in a general polishing apparatus, and the polishing liquid is supplied to the surface (polishing object surface) of the polishing object through a 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). The polishing of the object to be polished is completed through the polishing step.
  • a polishing method for polishing a material to be polished and a method for manufacturing a polished article using the polishing method are provided.
  • 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 preliminary polishing step and a finishing polishing step.
  • the preliminary polishing step here is a step of performing preliminary polishing on the object to be polished.
  • 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 object that has been subjected to preliminary polishing, and is disposed at the end of the polishing step performed using a polishing slurry containing abrasive grains.
  • This refers to the polishing process. That is, the finish polishing process refers to a polishing process 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 process using the polishing composition is a finishing polishing process.
  • the polishing composition disclosed herein can effectively reduce the surface roughness on the surface after polishing, it can be particularly preferably used as a polishing composition used in the final polishing step of the surface of the material to be polished. . That is, it can be particularly preferably used as a composition for finishing polishing.
  • the polishing step using the polishing composition may be a preliminary polishing step. Since the polishing composition disclosed here can realize a high polishing rate, it is suitable as a polishing composition used in a preliminary polishing step on the surface of a material to be polished. That is, it is suitable as a preliminary polishing composition. In the case where 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 disclosed herein can be preferably applied to preliminary polishing in the previous stage. That is, the polishing composition can be preferably applied to upstream preliminary polishing. For example, it can be preferably used also in the first preliminary polishing step after the lapping step described later. Typically, it can be preferably used also in the primary polishing step.
  • 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 single-side polishing apparatus an object to be polished is attached to a ceramic plate with wax, or the object to be polished is held using a holder called a carrier. Then, while supplying the polishing composition, the polishing pad is pressed against one surface of the polishing object and the both are relatively moved (for example, rotationally moved) to polish one surface of the polishing object.
  • a double-side polishing apparatus an object to be polished is held using a holder called a carrier. Then, the polishing pad is pressed against the opposing surface of the polishing object while supplying the polishing composition from above the polishing object. Both surfaces of the object to be polished are simultaneously polished by rotating the opposing polishing pads in the 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 such as a 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 between the polishing surface plate and the object to be polished.
  • diamond abrasive grains are typically used.
  • the polishing method disclosed herein may include an additional step before the preliminary polishing step or between the preliminary polishing step and the finish polishing step.
  • examples of the additional process include a cleaning process and a polishing process.
  • the technology disclosed herein can include a method for producing a polished article including a polishing step using the polishing composition and provision of a polished article produced by the method. That is, according to the technique disclosed herein, the method includes supplying a polishing composition disclosed herein to a polishing object composed of a material to be polished and polishing the polishing object. A method for producing an abrasive and an abrasive produced by the method are provided. The above manufacturing method can be implemented by preferably applying the contents of any of the polishing methods disclosed herein. According to the manufacturing method, a polished article having a polished surface with good surface flatness can be efficiently provided.
  • examples of the polished material include a silicon carbide substrate.
  • a polishing composition used for polishing a material to be polished contains diamond abrasive grains and non-diamond abrasive grains.
  • the ratio (B / A) of the non-diamond abrasive content B to the diamond abrasive content A is 2 ⁇ (B / A) on a weight basis.
  • the ratio (B / A) is 100 ⁇ (B / A) ⁇ 2000.
  • the content ratio (B / A) is within the range, both the polishing rate and the surface flatness can be more suitably exhibited.
  • the average primary particle diameter D1 A of the diamond abrasive grains is 10 nm or less. Diamond abrasive grains having such an average primary particle diameter D1 A can effectively contribute to both the polishing rate and the surface flatness.
  • the relationship between the average primary particle diameter D1 A of the diamond abrasive grains and the average primary particle diameter D1 B of the non-diamond abrasive grains is expressed by the following formula: 1 ⁇ ( D1 B / D1 A ) ⁇ 500;
  • the technology disclosed herein includes the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition, and the zeta potential of at least one of the non-diamond abrasive grains and the material to be polished at the pH of the polishing composition. It can be preferably implemented in such a manner that the potential is opposite in polarity. As described above, by using diamond abrasive grains having a zeta potential opposite in polarity to at least one of the non-diamond abrasive grains and the material to be polished, both the polishing rate and the surface flatness can be achieved at a higher level. obtain.
  • the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition, the non-diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition, and the material to be polished The zeta potential is opposite in polarity.
  • the zeta potential of the diamond abrasive grains at the pH of the polishing composition is positive
  • the zeta potential of the non-diamond abrasive grains and the material to be polished at the pH of the polishing composition is a negative electrode. It is sex.
  • the material to be polished has a Vickers hardness of 1500 Hv or more.
  • the application effect of this embodiment can be more suitably exhibited.
  • the material to be polished is silicon carbide.
  • the application effect of this embodiment can be more suitably exhibited.
  • silica particles are included as the non-diamond abrasive grains.
  • the effect of using a small amount of diamond abrasive grains in combination with the non-diamond abrasive grains can be better exhibited.
  • Example 1 Diamond abrasive grains (average primary particle diameter: 4 nm), silica abrasive grains as non-diamond abrasive grains (average primary particle diameter: 33 nm), sodium metavanadate (NaVO 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O as polishing aids) 2 ) and deionized water were mixed to prepare a polishing composition.
  • the diamond abrasive content A was 0.16%
  • the silica abrasive content B was 24%
  • the NaVO 3 content was 1.8%
  • the H 2 O 2 content was 1.2%.
  • the pH of the polishing composition was 6.5.
  • Example 2 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content A of diamond abrasive grains was 0.082%.
  • Example 3 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content A of diamond abrasive grains was 0.016%.
  • Example 1 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that diamond abrasive grains were not used.
  • Example 2 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content A of the diamond abrasive grains was 0.25% and no silica abrasive grains were used.
  • Example 3 A polishing composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content A of diamond abrasive grains was 0.77% and no silica abrasive grains were used.
  • the prepared polishing composition was used as it was as a polishing liquid, and polishing was performed on the surface of a SiC wafer that had been previously subjected to preliminary polishing using a polishing liquid containing alumina abrasive grains under the following conditions. And the 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
  • the diamond abrasive grains in the polishing composition used in the above polishing were “ELS-Z” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and the zeta potential of the silica abrasive grains and SiC particles was determined by Dispersion Technology Inc. Measurement was carried out by the above-mentioned method using “DT-1200” manufactured by the manufacturer. As a result, it was confirmed that the zeta potential of diamond abrasive grains was positive (plus), and the zeta potential of silica abrasive grains and SiC particles was negative (minus).
  • ⁇ Surface roughness rms> The surface of the polished article according to each example was measured using a non-contact surface shape measuring instrument (trade name “New View 5032”, manufactured by Zygo) under the condition of a viewing angle of 5.6 mm ⁇ 4.2 mm. The roughness rms [nm] was measured. The results are shown in the corresponding column of Table 1.

Abstract

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、ダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを含み、重量基準で、ダイヤモンド砥粒の含有量Ａに対する非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、２＜（Ｂ／Ａ）である。

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、研磨対象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２０１６年３月３１日に出願された日本国特許出願第２０１６－０７１４７７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、研磨対象物の表面にスクラッチが発生する。また、研磨対象物の表面にダイヤモンド砥粒が残存する。このため、研磨対象物の表面に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、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。あるいは当該ラッピングに代えて、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）の砥粒や酸化剤等の含有成分の工夫により、研磨レートや研磨後の表面平坦性の改善が提案されている。ここで、研磨レートとは単位時間当たりに研磨対象物の表面を除去する量を意味する。しかし、このような技術によっても、研磨レートおよび表面平坦性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る。本発明の主な目的は、研磨レートと表面平坦性との両立が高いレベルで実現され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、研磨対象材料の研磨に用いられる研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、ダイヤモンド砥粒と、非ダイヤモンド砥粒とを含む。そして、重量基準で、前記ダイヤモンド砥粒の含有量Ａに対する前記非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、２＜（Ｂ／Ａ）である。
　上記特定の含有量比となるようにダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを組み合わせて用いることにより、研磨レートと表面平坦性との両立が高いレベルで実現され得る。
　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、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、表面平坦性のよい研磨後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、種々の材質からなる研磨対象物の研磨に適用され得る。研磨対象物の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン、ステンレス鋼、ゲルマニウム等の金属もしくは半金属、またはこれらの合金；石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ガラス状カーボン等のガラス状物質；アルミナ、シリカ、サファイア、窒化ケイ素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料；炭化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、ヒ化インジウム、リン化インジウム等の化合物半導体基板材料；ポリイミド樹脂等の樹脂材料；等であり得る。これらのうち複数の材質により構成された研磨対象物であってもよい。なかでも、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する高硬度材料の研磨に好ましく用いられる。研磨対象材料のビッカース硬度は、好ましくは１８００Ｈｖ以上である。研磨対象材料のビッカース硬度は、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以下であってもよい。ビッカース硬度の上限は例えば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、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ガリウム等が挙げられる。ここに開示される研磨用組成物は、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いる。炭化ケイ素基板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。
＜研磨用組成物＞
　（砥粒）
　ここに開示される研磨用組成物は、ダイヤモンド砥粒と、非ダイヤモンド砥粒とを含む。そして、重量基準で、ダイヤモンド砥粒の含有量Ａに対する非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、２＜（Ｂ／Ａ）である。このようにダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを特定の含有量比で組み合わせて用いることにより、高硬度材料表面に対しても、研磨レートと表面平坦性との両立が高いレベルで実現され得る。このような効果が得られる理由としては、例えば以下のように考えられる。すなわち、非ダイヤモンド砥粒に対して少量のダイヤモンド砥粒を含む研磨用組成物を用いた研磨では、高硬度のダイヤモンド粒子が非ダイヤモンド粒子間に介在することで、ダイヤモンド粒子による研磨対象物表面の荒れを抑えつつ、研磨対象物表面の凹凸が効率的に削られる（均される）。このことが研磨レートおよび表面平坦性の向上に寄与するものと考えられる。ただし、この理由のみに限定解釈されるものではない。
　研磨用組成物におけるダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒との含有量比（Ｂ／Ａ）は、２より大きければよい。すなわち２＜（Ｂ／Ａ）である。研磨レートと表面平坦性とを両立する観点から、上記含有量比（Ｂ／Ａ）は、例えば１０以上にすることが適当であり、典型的には５０以上、例えば１００以上であってもよい。このような含有量比（Ｂ／Ａ）となるようにダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを組み合わせて用いた研磨用組成物は、適量のダイヤモンド粒子が非ダイヤモンド粒子間に介在する。そうすることで、ここに開示される技術の適用効果が適切に発揮され得る。上記含有量比（Ｂ／Ａ）の上限は特に限定されないが、例えば１００００以下とすることができ、好ましくは８０００以下、より好ましくは５０００以下、さらに好ましくは２０００以下、特に好ましくは１５００以下である。上記含有量比（Ｂ／Ａ）は、例えば１０００以下であってもよく、典型的には５００以下、例えば３００以下であってもよい。上記含有量比（Ｂ／Ａ）を小さくすることで、研磨対象材料表面における研磨レート向上効果がより高レベルで実現され得る。ここに開示される技術は、例えば研磨用組成物におけるダイヤモンド砥粒および非ダイヤモンド砥粒の含有量の比の値（Ｂ／Ａ）が１００以上１００００以下である態様で好ましく実施され得る。上記Ｂ／Ａは例えば１２０以上１５００以下、典型的には１５０以上３００以下である態様で好ましく実施され得る。
　上記ダイヤモンド砥粒に含まれるダイヤモンド粒子は、ダイヤモンドを主成分とする各種のダイヤモンド粒子であり得る。ここで、ダイヤモンドを主成分とするダイヤモンド粒子とは、該粒子の９０重量％以上（通常は９５重量％以上、典型的には９８重量％以上）がダイヤモンドである粒子をいう。使用し得るダイヤモンド粒子の例としては、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド等が挙げられる。ただし、使用し得るダイヤモンド粒子はこれらに限定されない。ここでいう合成ダイヤモンドの例には、高温高圧の金属溶媒中でグラファイトから製造する静的超高圧法（静圧法）により得られるダイヤモンド、爆発による高温高圧を利用した動的超高圧法（衝撃法）により得られるダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドの微粒子を金属バインダで固めたものを超高圧焼結して得られるダイヤモンド等が含まれる。ここに開示される技術におけるダイヤモンド砥粒は、このようなダイヤモンド粒子の１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて含むものであり得る。
　ダイヤモンド砥粒の形状、すなわち外形は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなすダイヤモンド砥粒の具体例としては、板状、針状、紡錘状等が挙げられる。ここに開示される技術において、研磨用組成物中に含まれるダイヤモンド砥粒は、一次粒子の形態であってもよく、複数の一次粒子が会合した二次粒子の形態であってもよい。また、一次粒子の形態のダイヤモンド砥粒と二次粒子の形態のダイヤモンド砥粒とが混在していてもよい。
　ダイヤモンド砥粒としては、その平均一次粒子径（以下、単に「Ｄ１Ａ」と表記することがある。）が１０ｎｍ以下のものを好ましく採用することができる。研磨後の表面平坦性や重量当たりの粒子数を増やす等の観点から、ダイヤモンド砥粒のＤ１Ａは、好ましくは８ｎｍ以下、より好ましくは６ｎｍ以下である。Ｄ１Ａの下限は特に限定されないが、例えば０．１ｎｍ以上にすることが適当であり、通常は０．３ｎｍ以上、典型的には０．５ｎｍ以上である。研磨レート等の観点から、Ｄ１Ａは、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは２ｎｍ以上である。例えばＤ１Ａが０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下のダイヤモンド砥粒が好ましく、１ｎｍ以上８ｎｍ以下のダイヤモンド砥粒がより好ましく、２ｎｍ以上６ｎｍ以下のものが特に好ましい。
　研磨用組成物におけるダイヤモンド砥粒の含有量Ａは、典型的には０．００１重量％以上であり、加工時間短縮の観点から、０．０１重量％以上であることが好ましく、０．０５重量％以上であることがより好ましく、０．１重量％以上であることがさらに好ましい。ただし、非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂとの間で前記関係を満たす限りにおいて、含有量Ａに特に制限はない。ここで、ダイヤモンド砥粒が複数種類のダイヤモンド粒子を含む場合には、含有量Ａはそれら複数種類のダイヤモンド粒子の合計含有量である。研磨の安定性およびコスト低減等の観点から、通常、上記ダイヤモンド砥粒の含有量Ａは、３重量％以下が適当であり、好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、さらに好ましくは０．２重量％以下である。ここに開示される技術は、例えば研磨用組成物におけるダイヤモンド砥粒の含有量Ａが０．００５重量％以上０．５重量％以下である態様で好ましく実施され得る。上記含有量Ａが好ましくは０．０１５重量％以上０．２重量％以下である態様で好ましく実施され得る。
　非ダイヤモンド砥粒に含まれる非ダイヤモンド粒子としては、ダイヤモンド以外の材質からなる粒子であればよく、特に制限はない。例えば、非ダイヤモンド粒子は無機粒子、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、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；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。非ダイヤモンド粒子は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、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、シリカ粒子、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、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化ジルコニウム粒子が特に好ましい。
　ここに開示される技術において使用し得る非ダイヤモンド粒子の好適例としてシリカ粒子が挙げられる。シリカ粒子としては、コロイダルシリカ、乾式法シリカ等が好ましく用いられる。ここでいう乾式法シリカの例には、四塩化ケイ素やトリクロロシラン等のシラン化合物を典型的には水素火炎中で燃焼させることで得られるシリカ（フュームドシリカ）や、金属シリコンと酸素の反応により生成するシリカが含まれる。また、コロイダルシリカの例には、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属とＳｉＯ２とを含有するケイ酸アルカリ含有液（例えばケイ酸ナトリウム含有液）を原料に用いて製造されるシリカや、テトラエトキシシランやテトラメトキシシラン等のアルコキシシランの加水分解縮合反応により製造されるシリカ（アルコキシド法シリカ）が含まれる。
　非ダイヤモンド粒子としてシリカ粒子を用いる場合、研磨用組成物に含まれる非ダイヤモンド砥粒全体に占めるシリカ粒子の割合は、好ましくは７０重量％以上である。ここに開示される技術は、研磨用組成物に含まれる非ダイヤモンド砥粒の全重量のうちシリカ粒子の合計割合が８５重量％よりも大きい態様で好ましく実施され得る。上記シリカ粒子の割合は、より好ましくは９５重量％以上、さらに好ましくは９８重量％以上、特に好ましくは９９重量％以上である。なかでも、研磨用組成物に含まれる非ダイヤモンド砥粒の１００重量％がシリカ粒子である研磨用組成物が好ましい。
　非ダイヤモンド砥粒の形状、すなわち外形は、球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形をなす非ダイヤモンド砥粒の具体例としては、ピーナッツ形状（すなわち落花生の殻の形状）、繭型形状、金平糖形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。ここに開示される技術において、研磨用組成物中に含まれる非ダイヤモンド砥粒は、一次粒子の形態であってもよく、複数の一次粒子が会合した二次粒子の形態であってもよい。また、一次粒子の形態の非ダイヤモンド砥粒と二次粒子の形態の非ダイヤモンド砥粒とが混在していてもよい。好ましい一態様では、少なくとも一部の非ダイヤモンド砥粒が二次粒子の形態で研磨用組成物中に含まれている。
　非ダイヤモンド砥粒としては、その平均一次粒子径（以下、単に「Ｄ１Ｂ」と表記することがある。）が１０ｎｍよりも大きいものを好ましく採用することができる。研磨レート等の観点から、Ｄ１Ｂは、好ましくは１５ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは２５ｎｍ以上、特に好ましくは３０ｎｍ以上である。Ｄ１Ｂの上限は特に限定されないが、概ね３０００ｎｍ以下にすることが適当であり、好ましくは２０００ｎｍ以下、より好ましくは８００ｎｍ以下である。例えばＤ１Ｂは、５００ｎｍ以下（例えば３００ｎｍ以下）であってもよく、典型的には２００ｎｍ以下（例えば１３０ｎｍ以下）であってよく、例えば１１０ｎｍ以下（典型的には８０ｎｍ以下）であってもよい。例えば、研磨レートおよび表面平坦性をより高いレベルで両立させる観点から、Ｄ１Ｂが１２ｎｍ以上８０ｎｍ以下の非ダイヤモンド砥粒が好ましく、１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の非ダイヤモンド砥粒が好ましく、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のものが特に好ましい。例えば、Ｄ１Ｂが２５ｎｍ以上４０ｎｍ以下（例えば３５ｎｍ以下）の非ダイヤモンド砥粒であってもよい。
　好ましい一態様では、非ダイヤモンド砥粒のＤ１Ｂは、ダイヤモンド砥粒のＤ１Ａよりも大きい。すなわちＤ１Ａ＜Ｄ１Ｂを満たす。このことによって、研磨対象物表面の凹凸がより効率的に解消され得る。例えば、Ｄ１ＡとＤ１Ｂとの関係が１＜（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）＜５００を満たすことが好ましく、２＜（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）＜２００を満たすことがより好ましく、２．５≦（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）≦５０を満たすことがさらに好ましく、２．５≦（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）≦２０を満たすことが特に好ましい。ダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを特定の平均一次粒子径比となるように組み合わせて用いることにより、研磨レートと表面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は、例えば、Ｄ１ＡとＤ１Ｂとの関係が、３≦（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）≦１２、より好ましくは５≦（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）≦１０、さらに好ましくは５≦（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）≦８である態様で好ましく実施され得る。
　ダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを併用することによる効果をよりよく発揮させる観点から、Ｄ１Ｂは、Ｄ１Ａより１０ｎｍ以上大きいことが好ましい。また、Ｄ１ＢからＤ１Ａを減じた値（すなわちＤ１Ｂ－Ｄ１Ａ）は、好ましくは６０ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以下である。例えば、Ｄ１Ｂ－Ｄ１Ａが３０ｎｍ以下であってもよい。
　なお、ここに開示される技術において、ダイヤモンド砥粒および非ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径とは、ＢＥＴ法により測定される比表面積（ＢＥＴ値）から、平均一次粒子径［ｎｍ］＝６０００／（真密度［ｇ／ｃｍ３］×ＢＥＴ値［ｍ２／ｇ］）の式により算出される粒子径をいう。例えば、非ダイヤモンド砥粒がシリカ粒子からなる場合、平均一次粒子径［ｎｍ］＝２７２７／ＢＥＴ値［ｍ２／ｇ］により平均一次粒子径を算出することができる。比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Ｆｌｏｗ　Ｓｏｒｂ　ＩＩ　２３００」を用いて行うことができる。
　研磨用組成物における非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂは、研磨レート等の観点から、概ね１重量％以上であり、５重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましく、２０重量％以上であることがさらに好ましい。ただし、ダイヤモンド砥粒の含有量Ａとの間で前記関係を満たす限りにおいて、含有量Ｂに特に制限はない。ここで、非ダイヤモンド砥粒が複数種類の粒子を含む場合には、含有量Ｂはそれら複数種類の粒子の合計含有量である。研磨後の表面平坦性や研磨の安定性の観点から、上記非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂは、概ね５０重量％以下が適当であり、好ましくは４５重量％以下、より好ましくは４０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下である。ここに開示される技術は、例えば研磨用組成物における非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂが１０重量％以上４０重量％以下（好ましくは２０重量％以上３０重量％以下）である態様で好ましく実施され得る。
　好ましい一態様において、ダイヤモンド砥粒および非ダイヤモンド砥粒の各々は、研磨用組成物のｐＨにおけるダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、研磨用組成物のｐＨにおける非ダイヤモンド砥粒のゼータ電位とが逆極性（逆の電荷）を示すものを適宜選択して使用することができる。また、研磨用組成物のｐＨにおけるダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、研磨用組成物のｐＨにおける研磨対象材料のゼータ電位とが逆極性を示すものを適宜選択して使用することができる。ここに開示される技術は、研磨用組成物のｐＨにおけるダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、研磨用組成物のｐＨにおける非ダイヤモンド砥粒および研磨対象材料の双方のゼータ電位とが逆極性である態様で好ましく実施され得る。例えば、非ダイヤモンド砥粒および研磨対象材料のゼータ電位が負極性（マイナス）を示す場合、正極性（プラス）のゼータ電位を示すダイヤモンド砥粒を好ましく採用することができる。このようにすれば、研磨用組成物中においてダイヤモンド粒子が非ダイヤモンド粒子もしくは研磨対象物表面に静電引力により引き寄せられる。そして、非ダイヤモンド粒子と研磨対象物表面との間にダイヤモンド粒子が介在する状態が好適に実現され得る。そのため、非ダイヤモンド砥粒に対して少量のダイヤモンド砥粒を用いたことによる性能向上効果がより好適に発揮され得る。
　なお、研磨用組成物のｐＨにおけるダイヤモンド砥粒、非ダイヤモンド砥粒および研磨対象材料の各ゼータ電位は、例えば電気泳動光散乱法又は電気音響分光法により測定される。電気泳動光散乱法による測定は、例えば大塚電子株式会社製の“ＥＬＳ－Ｚ”を用いることができる。電気音響分光法による測定は、例えばディスパージョンテクノロジー社（Dispersion Technology Inc.）製の“ＤＴ－１２００”を用いることができる。なお、研磨対象材料のゼータ電位の測定は、研磨対象材料と同じ材料からなる微粒子のゼータ電位の測定によって代替することができる。あるいは、例えば走査型電子顕微鏡を使ってもよい。ゼータ電位が既知の微粒子を含んだ液中に研磨対象材料を浸漬し、洗浄した後の研磨対象材料の表面を観察することで可能である。ここで洗浄は、例えば流水で１０秒前後行うとよい。この場合、洗浄後の研磨対象材料の表面に付着している微粒子の量から、同液中での研磨対象材料のゼータ電位の値の符号を知ることができる。すなわちゼータ電位の極性が正であるか負であるかを知ることができる。測定対象がダイヤモンド砥粒または非ダイヤモンド砥粒の場合、具体的な手順としては、各砥粒をそれぞれ純水に分散させ、砥粒濃度が１～３０重量％となる測定用水溶液を調製する。そして、例えば水酸化カリウムや硝酸などのｐＨ調整剤で研磨用組成物と同じｐＨに調整する。その後、前記のゼータ電位測定装置を用いて各砥粒のゼータ電位を求めることができる。また、測定対象が研磨対象材料の場合、該研磨対象材料からなる粒子（粉末材料）を純水に分散させ、粒子濃度が１～３０重量％となる測定用水溶液を調製する。そして、例えば水酸化カリウムや硝酸などのｐＨ調整剤で研磨用組成物と同じｐＨに調整する。その後、前記のゼータ電位測定装置を用いて研磨対象材料のゼータ電位を求めることができる。ダイヤモンド砥粒および非ダイヤモンド砥粒のゼータ電位は、例えば砥粒の材質を変えたり砥粒の表面を改質したりすることによって調整することができる。砥粒表面の改質は、例えば有機官能基修飾が挙げられる。
　（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る。典型的には水溶性の研磨助剤が用いられる。研磨助剤は、ポリシングにおいて研磨対象物表面を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。ここで変質としては、典型的には酸化変質が挙げられる。ただし、これらの作用やメカニズムに限定的に解釈されるものではない。
　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；ペルオキソ一硫酸カリウム、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。
　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、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ＣＭＯが用いられる。ただし、ここで、１価もしくは２価の金属元素とは、遷移金属元素を除く。上記１価もしくは２価の金属元素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。
　ここに開示される研磨用組成物が、研磨助剤として複合金属酸化物を含む場合、複合金属酸化物以外の研磨助剤として、上記複合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、複合金属酸化物の化学的作用が継続的に発揮される。そして、ポリシングにおける研磨レートが有意に向上し、研磨対象材料の平滑性と平坦性とが高度に両立され得る。ここで、複合金属酸化物は複合金属酸化物ＣＭＯが好ましい。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。
　研磨用組成物における研磨助剤の濃度、すなわち含有量は、通常は０．１重量％以上とすることが適当である。研磨レート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、８重量％以下とすることがより好ましい。上記研磨助剤の濃度は、例えば５重量％以下、あるいは３重量％以下とすることが好ましい。
　研磨助剤として、複合金属酸化物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。ここで、複合金属酸化物は複合金属酸化物ＣＭＯが好ましい。研磨レート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、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。
　（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、表面保護剤、濡れ剤、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。ここでの研磨用組成物とは、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を意味する。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をさらに含有してもよい。水と均一に混合し得る有機溶剤としては、例えば低級アルコール、低級ケトン等が挙げられる。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。
　研磨用組成物のｐＨは、通常は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３～１１、より好ましくは４～１０である。
　＜研磨用組成物の調製＞
　ここに開示される研磨用組成物の製造方法は特に限定されない。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。周知の混合装置としては、例えば、翼式攪拌機、超音波分散機、ホモミキサー等が挙げられる。これらの成分を混合する態様は特に限定されない。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。
　ここに開示される研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、該研磨用組成物の構成成分のうち一部の成分を含むＡ液と、残りの成分を含むＢ液とが混合されて研磨対象物の研磨に用いられるように構成されていてもよい。ここでＡ液は、典型的には、溶媒以外の成分である。
　＜濃縮液＞
　ここに開示される研磨用組成物は、研磨対象物に供給される前には濃縮された形態（すなわち、研磨液の濃縮液の形態）であってもよい。このように濃縮された形態の研磨用組成物は、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は、例えば、体積換算で２倍～５倍程度とすることができる。
　このように濃縮液の形態にある研磨用組成物は、所望のタイミングで希釈して研磨液を調製し、その研磨液を研磨対象物に供給する態様で使用することができる。上記希釈は、典型的には、上記濃縮液に前述の溶媒を加えて混合することにより行うことができる。また、上記溶媒が混合溶媒である場合、該溶媒の構成成分のうち一部の成分のみを加えて希釈してもよく、それらの構成成分を上記溶媒とは異なる量比で含む混合溶媒を加えて希釈してもよい。また、後述するように多剤型の研磨用組成物においては、それらのうち一部の剤を希釈した後に他の剤と混合して研磨液を調製してもよく、複数の剤を混合した後にその混合物を希釈して研磨液を調製してもよい。
　上記濃縮液における砥粒の含有量は、例えば７０重量％以下とすることができる。研磨用組成物の安定性や濾過性等の観点から、通常、上記含有量は、６０重量％以下としてもよく、５０重量％以下（例えば４０重量％以下）としてもよい。ここで研磨用組成物の安定性としては、例えば、砥粒の分散安定性が挙げられる。また、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から、砥粒の含有量は、例えば２重量％以上とすることができ、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上（例えば３０重量％以上）である。
　＜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、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。ここで濃度調整としては、例えば、希釈が挙げられる。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、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、予備ポリシング工程と、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、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配置される研磨工程のことをいう。すなわち、仕上げポリシング工程は、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、仕上げポリシング工程である。ここに開示される研磨用組成物は、研磨後の表面において表面粗さを効果的に低減し得ることから、研磨対象材料表面の仕上げポリシング工程に用いられる研磨用組成物として特に好ましく使用され得る。すなわち、仕上げポリシング用組成物として特に好ましく使用され得る。
　他の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り得る。ここに開示される研磨用組成物は、高い研磨レートを実現し得ることから、研磨対象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として好適である。すなわち、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、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。ここに開示される研磨用組成物は、前段の予備ポリシングに好ましく適用することができる。すなわち、研磨用組成物は、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。例えば、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においても好ましく使用され得る。典型的には１次研磨工程においても好ましく使用され得る。
　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する。そして、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する。そして、研磨対象物の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る。対向した研磨パッド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、例えば鋳鉄定盤等の研磨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を供給して行われる。ここで典型的にはダイヤモンド砥粒が用いられる。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を含んでもよい。ここで追加の工程としては、洗浄工程やポリシング工程が挙げられる。
　＜研磨物の製造方法＞
　ここに開示される技術には、上記研磨用組成物を用いたポリシング工程を含む研磨物の製造方法および該方法により製造された研磨物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、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、研磨物の製造方法および該方法により製造された研磨物が提供される。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、表面平坦性のよい研磨後表面を有する研磨物が効率的に提供され得る。ここで研磨物としては、例えば炭化ケイ素基板が挙げられる。
　以上より、本実施形態によると、研磨対象材料の研磨に用いられる研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、ダイヤモンド砥粒と、非ダイヤモンド砥粒とを含む。そして、重量基準で、前記ダイヤモンド砥粒の含有量Ａに対する前記非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、２＜（Ｂ／Ａ）である。
　上記特定の含有量比となるようにダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを組み合わせて用いることにより、研磨レートと表面平坦性との両立が高いレベルで実現され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記比（Ｂ／Ａ）が、１００≦（Ｂ／Ａ）≦２０００である。このような含有量比（Ｂ／Ａ）の範囲内であると、研磨レートと表面平坦性との両立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、前記ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ａが１０ｎｍ以下である。かかる平均一次粒子径Ｄ１Ａを有するダイヤモンド砥粒は、研磨レートおよび表面平坦性の両立に効果的に寄与し得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ａと前記非ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ｂとの関係が、次式：１＜（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）＜５００；を満たす。上記特定の平均一次粒子径比となるようにダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを組み合わせて用いることにより、研磨レートと表面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は、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のうちの少なくとも一方のゼータ電位とが逆極性である態様で好ましく実施され得る。このように、非ダイヤモンド砥粒および研磨対象材料のうちの少なくとも一方とは逆極性のゼータ電位を示すダイヤモンド砥粒を用いることにより、研磨レートと表面平坦性との両立がより高いレベルで実現され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のゼータ電位とが逆極性である。また好ましい一態様では、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位が正極性であり、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のゼータ電位が負極性である。研磨用組成物中におけるダイヤモンド砥粒のゼータ電位を正極性とすることにより、上述した効果がより良く発揮され得る。
　ここに開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、研磨対象材料は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する。研磨対象材料が高硬度材料である研磨用組成物において、本実施形態の適用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、前記研磨対象材料が炭化ケイ素である。研磨対象材料が炭化ケイ素である研磨用組成物において、本実施形態の適用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、前記非ダイヤモンド砥粒として、シリカ粒子を含む。非ダイヤモンド砥粒としてシリカ粒子を用いる研磨において、非ダイヤモンド砥粒に対して少量のダイヤモンド砥粒を組み合わせて用いることによる効果がより良く発揮され得る。
　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）
　ダイヤモンド砥粒（平均一次粒子径：４ｎｍ）と非ダイヤモンド砥粒としてのシリカ砥粒（平均一次粒子径：３３ｎｍ）と研磨助剤としてのメタバナジン酸ナトリウム（ＮａＶＯ３）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と脱イオン水とを混合して研磨用組成物を調製した。ダイヤモンド砥粒の含有量Ａは０．１６％、シリカ砥粒の含有量Ｂは２４％、ＮａＶＯ３の含有量は１．８％、Ｈ２Ｏ２の含有量は１．２％とした。研磨用組成物のｐＨは６．５であった。
　　（実施例２）
　ダイヤモンド砥粒の含有量Ａを０．０８２％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）
　ダイヤモンド砥粒の含有量Ａを０．０１６％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）
　ダイヤモンド砥粒を使用しなかっ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）
　ダイヤモンド砥粒の含有量Ａを０．２５％とし、かつ、シリカ砥粒を使用しなかっ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）
　ダイヤモンド砥粒の含有量Ａを０．７７％とし、かつ、シリカ砥粒を使用しなかっ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。
　＜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、アルミナ砥粒を含む研磨液を用いて予備ポリシ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／ｈ］＝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
　上記研磨で用いた研磨用組成物中におけるダイヤモンド砥粒を大塚電子株式会社製の“ＥＬＳ－Ｚ”を用いて、シリカ砥粒およびＳｉＣ粒子のゼータ電位をディスパージョンテクノロジー社（Dispersion Technology Inc.）製の“ＤＴ－１２００”を用いて前述の方法により測定した。その結果、ダイヤモンド砥粒のゼータ電位は正極性（プラス）、シリカ砥粒およびＳｉＣ粒子のゼータ電位は負極性（マイナス）を示すことが確認された。
　＜表面粗さｒｍｓ＞
　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、視野角５．６ｍｍ×４．２ｍｍの条件で二乗平均平方根表面粗さｒｍｓ［ｎｍ］を測定した。結果を表１の該当欄に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、ダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを特定の含有量比で組み合わせて用いた実施例１～３の研磨用組成物によると、高い研磨レートを実現しつつ表面粗さｒｍｓが小さい研磨物表面が得られた。これに対して、非ダイヤモンド砥粒のみを用いた比較例１では、実施例１～３に比べて表面粗さｒｍｓが大きく、研磨物表面の平坦性に欠けていた。また、ダイヤモンド砥粒のみを用いた比較例２、３についても、実施例１～３に比べて表面粗さｒｍｓが大きく、研磨物表面の平坦性に欠けていた。この結果から、ダイヤモンド砥粒と非ダイヤモンド砥粒とを特定の含有量比で組み合わせて用いることにより、研磨レートと表面平坦性との両立を実現し得ることが確認できた。
　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、研磨レートと表面平坦性との両立が高いレベルで実現され得る研磨用組成物を提供することができる。

Claims (11)

  1. 　研磨対象材料の研磨に用いられる研磨用組成物であって、
    　ダイヤモンド砥粒と、非ダイヤモンド砥粒とを含み、
    　重量基準で、前記ダイヤモンド砥粒の含有量Ａに対する前記非ダイヤモンド砥粒の含有量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、２＜（Ｂ／Ａ）である、研磨用組成物。
  2. 　前記比（Ｂ／Ａ）が、１００≦（Ｂ／Ａ）≦２０００である、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ａが１０ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　前記ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ａと前記非ダイヤモンド砥粒の平均一次粒子径Ｄ１Ｂとの関係が、次式：１＜（Ｄ１Ｂ／Ｄ１Ａ）＜５００；を満たす、請求項１～３の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  5. 　前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のうちの少なくとも一方のゼータ電位とが逆極性である、請求項１～４の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  6. 　前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位と、前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のゼータ電位とが逆極性である、請求項１～５の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  7. 　前記研磨用組成物のｐＨにおける前記ダイヤモンド砥粒のゼータ電位が正極性であり、
    　前記研磨用組成物のｐＨにおける前記非ダイヤモンド砥粒および前記研磨対象材料のゼータ電位が負極性である、請求項１～６の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  8. 　前記研磨対象材料は、１５００Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する、請求項１～７の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  9. 　前記研磨対象材料が炭化ケイ素である、請求項１～８の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  10. 　前記非ダイヤモンド砥粒として、シリカ粒子を含む、請求項１～９の何れか一つに記載の研磨用組成物。
  11. 　研磨対象物に請求項１～１０の何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。
     
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6959857B2 (ja) * 2017-12-28 2021-11-05 花王株式会社 研磨液組成物

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07179848A (ja) * 1993-07-26 1995-07-18 Saint Gobain Norton Ind Ceramics Corp 新規な研磨用スラリー
JP2001088016A (ja) * 1999-09-27 2001-04-03 Nikon Corp 電気泳動用研磨剤及びこれを用いた成形体の製造方法及び光学装置
JP2005534516A (ja) * 2002-08-02 2005-11-17 エス　オー　イ　テク　シリコン　オン　インシュレータ　テクノロジース ウエハ材の研磨方法
JP2008166329A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Showa Denko Kk 炭化珪素単結晶基板の研磨用水系研磨スラリー及び研磨法。
JP2009509784A (ja) * 2005-09-30 2009-03-12 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド 研磨スラリー及び当該研磨スラリーを利用する方法
JP2010070401A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Covalent Materials Corp Ｙａｇ多結晶体基板およびその研磨方法
JP2011211178A (ja) * 2010-03-10 2011-10-20 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2012519969A (ja) * 2009-03-13 2012-08-30 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド ナノダイヤモンドを用いた化学機械平坦化
JP2016502757A (ja) * 2012-11-06 2016-01-28 シンマット, インコーポレーテッドSinmat, Inc. 平滑なダイヤモンド表面、及びその形成のためのｃｍｐ方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4188028B2 (ja) * 2002-08-22 2008-11-26 旭化成株式会社 研磨材
JP5599547B2 (ja) * 2006-12-01 2014-10-01 Ｍｉｐｏｘ株式会社 硬質結晶基板研磨方法及び油性研磨スラリー

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07179848A (ja) * 1993-07-26 1995-07-18 Saint Gobain Norton Ind Ceramics Corp 新規な研磨用スラリー
JP2001088016A (ja) * 1999-09-27 2001-04-03 Nikon Corp 電気泳動用研磨剤及びこれを用いた成形体の製造方法及び光学装置
JP2005534516A (ja) * 2002-08-02 2005-11-17 エス　オー　イ　テク　シリコン　オン　インシュレータ　テクノロジース ウエハ材の研磨方法
JP2009509784A (ja) * 2005-09-30 2009-03-12 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド 研磨スラリー及び当該研磨スラリーを利用する方法
JP2008166329A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Showa Denko Kk 炭化珪素単結晶基板の研磨用水系研磨スラリー及び研磨法。
JP2010070401A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Covalent Materials Corp Ｙａｇ多結晶体基板およびその研磨方法
JP2012519969A (ja) * 2009-03-13 2012-08-30 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド ナノダイヤモンドを用いた化学機械平坦化
JP2011211178A (ja) * 2010-03-10 2011-10-20 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2016502757A (ja) * 2012-11-06 2016-01-28 シンマット, インコーポレーテッドSinmat, Inc. 平滑なダイヤモンド表面、及びその形成のためのｃｍｐ方法

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