(57)【要約】【課題】本発明は、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨または研削を高レート（高い研磨または研削速度）で行うことができ、かつ、安定して高い研磨品質を保つことが可能な研磨微粒子およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有し、励起波長５３２ｎｍの光で得られるラマンスペクトルにおいて、前記ダイヤモンド粒子に由来する１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＤとし、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩとし、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＧとしたときに、Ｉ／ＩＤが０以上０．０５未満であり、かつ、ＩＧ／ＩＤが０以上０．００５未満である、研磨微粒子；およびその製造方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有し、
励起波長５３２ｎｍの光で得られるラマンスペクトルにおいて、前記ダイヤモンド粒子に由来する１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＤとし、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩとし、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＧとしたときに、Ｉ／ＩＤが０以上０．０５未満であり、かつ、ＩＧ／ＩＤが０以上０．００５未満である、研磨微粒子。
【請求項２】
Ｘ線光電子分光法を用いた前記炭素含有構造体の表面分析で得られるＣ１ｓの光電子スペクトルにおいて、結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶの範囲内における最大強度を第１ｃｐｓとし、結合エネルギーが２８４．８〜２８５．２ｅＶの範囲内における最大強度を第２ｃｐｓとしたときに、第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓが１．３５以上である、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項３】
炭素−水素伸縮振動に帰属されるフーリエ変換赤外分光スペクトルにおける２８００〜３０００ｃｍ−１の吸収ピーク強度の比率が、酸素−水素伸縮振動に帰属される３０００〜３６００ｃｍ−１の吸収ピーク強度に対して０以上０．５以下である、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項４】
前記炭素含有構造体が、ダイヤモンド粒子表面の一部または全体に存在している、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項５】
前記炭素含有構造体の厚さが、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項６】
前記フラーレン誘導体が、水酸化フラーレンＣ６０である、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項７】
前記研磨微粒子の平均粒子径が、０．００６μｍ以上１０．１μｍ以下である、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項８】
難加工基板の研磨または研削に用いられるものである、請求項１に記載の研磨微粒子。
【請求項９】
前記難加工基板が、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板またはダイヤモンド基板である、請求項８に記載の研磨微粒子。
【請求項１０】
ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有する研磨微粒子の製造方法であって、
ダイヤモンド粒子を分散させた溶液中にフラーレン誘導体を加えて混合し、該ダイヤモンド粒子の表面に該フラーレン誘導体を付着させる工程と、
前記フラーレン誘導体が付着している前記ダイヤモンド粒子にマイクロ波を照射して、該フラーレン誘導体を炭素含有構造体に変質させて、ダイヤモンド粒子に炭素含有構造体を固定化させる工程を有することを特徴とする、
研磨微粒子の製造方法。
【請求項１１】
前記マイクロ波の主周波数が、０．５ＧＨｚ以上１５ＧＨｚ以下である、請求項１０に記載の研磨微粒子の製造方法。
【請求項１２】
前記フラーレン誘導体が、水酸化フラーレンＣ６０である、請求項１０に記載の研磨微粒子の製造方法。
【請求項１３】
前記溶液が、水溶液である、請求項１０に記載の研磨微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨（例えば、化学的機械的研磨：ＣＭＰ）または研削に用いられる研磨微粒子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体等に使用されるＳｉＣ基板、ＧａＮ基板やダイヤモンド基板、あるいはＬＥＤ素子等に使用されるサファイア基板の化学的機械的研磨（ＣＭＰ）において、研磨レート（研磨速度）や研磨品質の向上を目的に種々の研磨微粒子が提案されている。
【０００３】
このような研磨微粒子としては、例えば、フラーレンまたはフラーレン化合物を溶媒に分散させた研磨剤（例えば、特許文献１）、アルカリ溶液にフラーレン粒子とシリカ粒子を混合した研磨剤（例えば、特許文献２）、表面に親水性のフラーレン誘導体の吸着性を備えた母体粒子と当該母体粒子の表面に吸着したフラーレン誘導体同士を化学結合させて形成したフラーレン誘導体被覆層とを有する複合化砥粒（例えば、特許文献３）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２３２７８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８５９４号公報
【特許文献３】特開２０１６−０９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の研磨剤は、その使用時において、研磨時に加わる外力によってフラーレン会合体が崩壊して粒子径が減少していくため、徐々に研磨レート（研磨速度）が低下するという問題がある。また、特許文献２の研磨剤は、その使用時において、研磨時に加わる外力によってシリカ粒子の表面を修飾しているフラーレン粒子が脱落し、シリカ粒子が被研磨材に直接接触するようになるため、表面粗さの増加を招くと共に研磨傷が発生する可能性も高くなるという問題がある。特許文献３の複合化砥粒を用いて難加工基板を研磨した場合、研磨レート（研磨速度）が十分ではなく、所望の時間で研磨または研削を完了させることが困難な場合があるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨または研削を高レート（高い研磨または研削速度）で行うことができ、かつ、安定して高い研磨品質を保つことが可能な研磨微粒子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ダイヤモンド粒子表面にフラーレン誘導体を付着させたダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射することによって該フラーレン誘導体を炭素含有構造体に変質させた研磨微粒子を、難加工基板の研磨または研削に用いると、高レート（高い研磨または研削速度）で難加工基板を加工できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明は、以下の構成よりなる。
（１）ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有し、
励起波長５３２ｎｍの光で得られるラマンスペクトルにおいて、前記ダイヤモンド粒子に由来する１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＤとし、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩとし、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＧとしたときに、Ｉ／ＩＤが０以上０．０５未満であり、かつ、ＩＧ／ＩＤが０以上０．００５未満である、研磨微粒子（以下、本発明の研磨微粒子と略記する場合がある）。
【０００９】
（２）Ｘ線光電子分光法を用いた前記炭素含有構造体の表面分析で得られるＣ１ｓの光電子スペクトルにおいて、結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶの範囲内における最大強度を第１ｃｐｓとし、結合エネルギーが２８４．８〜２８５．２ｅＶの範囲内における最大強度を第２ｃｐｓとしたときに、第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓが、１．３５以上である、前記（１）に記載の研磨微粒子。
【００１０】
（３）炭素−水素伸縮振動に帰属されるフーリエ変換赤外分光スペクトルにおける２８００〜３０００ｃｍ−１の吸収ピーク強度の比率が、酸素−水素伸縮振動に帰属される３０００〜３６００ｃｍ−１の吸収ピーク強度に対して０以上０．５以下である、前記（１）または（２）に記載の研磨微粒子。
【００１１】
（４）前記炭素含有構造体が、ダイヤモンド粒子表面の一部または全体に存在している、前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の研磨微粒子。
【００１２】
（５）前記炭素含有構造体の厚さが、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の研磨微粒子。
【００１３】
（６）前記フラーレン誘導体が、水酸化フラーレンＣ６０である、前記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の研磨微粒子。
【００１４】
（７）前記研磨微粒子の平均粒子径が、０．００６μｍ以上１０．１μｍ以下である、前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の研磨微粒子。
【００１５】
（８）難加工基板の研磨または研削に用いられるものである、前記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の研磨微粒子。
【００１６】
（９）前記難加工基板が、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板またはダイヤモンド基板である、前記（８）に記載の研磨微粒子。
【００１７】
（１０）ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有する研磨微粒子の製造方法であって、
ダイヤモンド粒子を分散させた溶液中にフラーレン誘導体を加えて混合し、該ダイヤモンド粒子の表面に該フラーレン誘導体を付着させる工程と、
前記フラーレン誘導体が付着している前記ダイヤモンド粒子にマイクロ波を照射して、該フラーレン誘導体を炭素含有構造体に変質させて、ダイヤモンド粒子に炭素含有構造体を固定化させる工程を有することを特徴とする、
研磨微粒子の製造方法。
【００１８】
（１１）前記マイクロ波の主周波数が、０．５ＧＨｚ以上１５ＧＨｚ以下である、前記（１０）に記載の研磨微粒子の製造方法。
【００１９】
（１２）前記フラーレン誘導体が、水酸化フラーレンＣ６０である、前記（１０）または（１１）に記載の研磨微粒子の製造方法。
【００２０】
（１３）前記溶液が、水溶液である、前記（１０）〜（１２）のいずれか１つに記載の研磨微粒子の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨または研削を高レート（高い研磨または研削速度）で行うことができるため、難加工基板の加工時間を短縮したり、難加工基板の製造コストを低減させることができる。また、基板の研磨または研削を、本発明の研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）で行うことにより、当該基板表面の凸部を平坦化でき、表面粗さ（Ｒａ）が改善され高い平坦度を有する、研磨品質の高い基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１の研磨微粒子（本発明の研磨微粒子）のフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）測定によるスペクトル図である。
【図２】比較例２の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた粒子に紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子）のフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）測定によるスペクトル図である。
【図３】比較例２の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた粒子に紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子）表面の１００ｎｍスケールの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像である。
【図４】比較例２の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた粒子に紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子）表面の１０ｎｍスケールの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像である。
【図５】実施例１の研磨微粒子（本発明の研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図である。
【図６】比較例１の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた（マイクロ波（ＭＷ）も紫外線（ＵＶ）も照射していない）研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図である。
【図７】比較例２の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた粒子に紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図である。
【図８】実施例１の研磨微粒子（本発明の研磨微粒子）のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定によるスペクトル図である。
【図９】比較例１の研磨微粒子（ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた（マイクロ波（ＭＷ）も紫外線（ＵＶ）も照射していない）研磨微粒子）のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定によるスペクトル図である。
【図１０】ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）、実施例１で得られた研磨液（研磨スラリー）、比較例１で得られた研磨液（研磨スラリー）、または比較例２で得られた研磨液（研磨スラリー）を用いた場合におけるＭＲＲ（材料除去率）の結果を示す図である。
【図１１】ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を示す図である。
【図１２】実施例１で得られた研磨液（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を示す図である。
【図１３】比較例１で得られた研磨液（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を示す図である。
【図１４】比較例２で得られた研磨液（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハ表面の画像（対物レンズの倍率：２０倍）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
−本発明の研磨微粒子−
本発明の研磨微粒子は、ダイヤモンド粒子と、該ダイヤモンド粒子の表面に固定化されたフラーレン誘導体由来の炭素含有構造体とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明にかかるダイヤモンド粒子は、粒子状であれば、一次粒子または一次粒子同士が凝集した凝集体（二次粒子）のいずれであってもよい。これらの粒子のなかでも、一次粒子が好ましい。
【００２５】
本発明にかかるダイヤモンド粒子の平均粒子径としては、例えば、通常０．００５μｍ以上１０μｍ以下であり、０．０５μｍ以上６μｍ以下が好ましく、０．０５μｍ以上２μｍ以下がより好ましく、０．１μｍ以上１．２μｍ以下が特に好ましい。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された個数基準の粒径頻度分布曲線の最頻値（モード径）をいう。
【００２６】
本発明にかかるフラーレン誘導体としては、例えば、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０、水酸化フラーレンＣ６０、水酸化フラーレンＣ７０、水素化フラーレンＣ６０、水素化フラーレンＣ７０、フラーレンスート、オニオンライクカーボン等が挙げられる。これらのフラーレン誘導体のなかでも、水酸化フラーレンＣ６０および水酸化フラーレンＣ７０が好ましく、入手が容易、かつ、水に対する分散性が高いという点で、水酸化フラーレンＣ６０がより好ましい。
【００２７】
本発明にかかる炭素含有構造体とは、上述のダイヤモンド粒子の表面に固定化されたものであり、上述のフラーレン誘導体に由来するものである。すなわち、炭素含有構造体は、該ダイヤモンド粒子の表面に該フラーレン誘導体を付着させたダイヤモンド粒子に対し、後述する条件でマイクロ波（ＭＷ）を照射させ、フラーレン誘導体同士を化学結合させる等により変質させることによって形成されるものである。
【００２８】
本発明にかかる炭素含有構造体は、ダイヤモンド粒子表面の一部に存在していてもよいし、ダイヤモンド粒子表面の全体に存在していてもよく、なかでも、該炭素含有構造体は、ダイヤモンド粒子表面の一部または全部を被覆していることが好ましい。
【００２９】
本発明にかかる炭素含有構造体の厚さとしては、通常１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下がより好ましい。ここで、炭素含有構造体の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等で測定すればよい。
【００３０】
このような形状の本発明の研磨微粒子は、以下の特性を有するものである。
【００３１】
すなわち、本発明の研磨微粒子は、励起波長５３２ｎｍの光で得られるラマンスペクトルにおいて、ダイヤモンド粒子に由来する１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＤとし、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩとし、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度をＩＧとしたときに、Ｉ／ＩＤが０以上０．０５未満であり、かつ、ＩＧ／ＩＤが０以上０．００５未満である、ことを特徴とするものである。励起波長５３２ｎｍの光を用いたラマン分光分析法により得られるラマンスペクトルにおいて、１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するラマンシフトは、ダイヤモンド由来のピークでありＤピークと呼ばれる。また、ラマン分光分析法により得られるラマンスペクトルにおいて、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するラマンシフトは、グラフェンやグラフェンライクカーボン由来のピークでありＧピークと呼ばれる。すなわち、本発明の研磨微粒子は、１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するダイヤモンド粒子由来のＤピークに対して、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークと、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するグラフェンやグラフェンライクカーボン由来のＧピークがほとんど確認できないか、あるいは検出限界以下である、という特徴を有するものである。
【００３２】
励起波長５３２ｎｍの光としては、例えば、半導体レーザー光等が挙げられる。
【００３３】
ラマンスペクトルは、例えば、本発明の研磨微粒子をスライドガラス上に載せ、ラマン分光測定装置［例えば、（株）ラムダビジョン製「MicroRAM-300」等］を用いて測定すればよい。なお、本発明の研磨微粒子が溶液中に存在する場合には、例えば、任意の容器に該溶液（研磨液・研磨スラリー）を滴下し、真空乾燥機等を用いて水分を除去した後、該容器から研磨微粒子を取り出したものを測定に用いればよい。
【００３４】
本発明において、１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するダイヤモンド粒子由来のＤピークの最大強度；ＩＤ、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度；Ｉおよび１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するグラフェンやグラフェンライクカーボン由来のＧピークの最大強度；ＩＧは、以下の方法で求めた値を意味する。すなわち、ラマン分光測定装置（レーザーラマン分光光度計、励起波長：５３２ｎｍ）を用いて得られたラマンスペクトルにおける成分Ａ〜Ｃのピークについて、各成分のベースラインから最大強度を求める。
成分Ａ：波数；１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域：Ｄピーク、半値幅；４〜１６ｃｍ−１
成分Ｂ：波数；１４００〜１５００ｃｍ−１の領域、半値幅；４０〜１２０ｃｍ−１
成分Ｃ：波数；１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域：Ｇピーク、半値幅；４０〜１２０ｃｍ−１
なお、各成分のベースラインは、以下の２点の強度値を結んだ直線とする。
成分Ａのベースライン：１２９５ｃｍ−１の強度値と１３６０ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
成分Ｂのベースライン：１３５４ｃｍ−１の強度値と１６００ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
成分Ｃのベースライン：１４７０ｃｍ−１の強度値と１６８０ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
各成分の最大強度は、各成分の波数領域における強度値（Ｙ値）と、当該強度値からラマンシフト軸におろした垂線とベースラインとの交点における強度値（Ｚ値）との差（Ｙ値−Ｚ値）を求め、数値が最も大きい値を最大強度とする。成分Ａの最大強度を例にとると、成分ＡのＹ値と、成分ＡのＺ値との差を求め、得られた強度値のうち、数値が最も大きい値を成分Ａの最大強度とする。
成分Ａの最大強度：波数；１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値
成分Ｂの最大強度：波数；１４００〜１５００ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値
成分Ｃの最大強度：波数；１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値
【００３５】
各成分の最大強度を求め、成分Ａの最大強度を、１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域に存在するダイヤモンド粒子由来のＤピークの最大強度；ＩＤとし、成分Ｂの最大強度を、１４００〜１５００ｃｍ−１の領域に存在するピークの最大強度；Ｉとし、成分Ｃの最大強度を、１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域に存在するグラフェンやグラフェンライクカーボン由来のＧピークの最大強度；ＩＧとする。
【００３６】
このようにして得られた各成分のピークの最大強度から、成分Ａ（Ｄピーク）の最大強度；ＩＤに対する成分Ｂの最大強度；Ｉの比：Ｉ／ＩＤと、成分Ａ（Ｄピーク）の最大強度；ＩＤに対する成分Ｃ（Ｇピーク）の最大強度；ＩＧの比：ＩＧ／ＩＤを求める。
【００３７】
上述の手法でＩ／ＩＤとＩＧ／ＩＤの両方を求めると、本発明の研磨微粒子は、Ｉ／ＩＤが０以上０．０５未満であり、かつ、ＩＧ／ＩＤが０以上０．００５未満である、という特徴を有する。
【００３８】
本発明の研磨微粒子において、Ｉ／ＩＤは、０以上０．０３未満であることが好ましく、０以上０．０２未満であることがより好ましく、０以上０．０１未満であることがさらに好ましく、０以上０．００５未満であることが特に好ましい。
【００３９】
本発明の研磨微粒子において、ＩＧ／ＩＤは、０以上０．００４未満であることが好ましく、０以上０．００３未満であることがより好ましく、０以上０．００２４以下であることがさらに好ましい。
【００４０】
本発明の研磨微粒子において、Ｉ／ＩＤとＩＧ／ＩＤの組み合わせとしては、Ｉ／ＩＤが、０以上０．０３未満であって、ＩＧ／ＩＤが、０以上０．００４未満であることが好ましい。
【００４１】
また、本発明の研磨微粒子は、以下の特性を有するものが好ましい。
【００４２】
本発明の研磨微粒子は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いた炭素含有構造体の表面分析で得られるＣ１ｓの光電子スペクトルにおいて、結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶの範囲内における最大強度を第１ｃｐｓとし、結合エネルギーが２８４．８〜２８５．２ｅＶの範囲内における最大強度を第２ｃｐｓとしたときに、第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓが１．３５以上であることが好ましい。本発明の研磨微粒子は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いた炭素含有構造体の表面分析により得られるＣ１ｓの光電子スペクトルにおいて、結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶの範囲内にピークが強く表れ、当該ピークの最大強度は、フラーレン誘導体に由来するＣ−ＯＨ結合の結合エネルギーに基づく２８４．８〜２８５．２ｅＶの範囲内のピークの最大強度に対して、１．３５倍以上の強度を有することが好ましい。なお、第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓの上限値は特に制限されないが、例えば、通常５．０以下、好ましくは３．０以下である。
【００４３】
本発明の研磨微粒子において、第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓは、１．４０以上であることが好ましく、１．４５以上であることがより好ましく、１．５０以上であることがさらに好ましく、１．７０以上であることが特に好ましい。
【００４４】
Ｘ線光電子分光の測定は、例えば、以下のように行えばよい。
対象となる本発明の研磨微粒子をイオン交換水等の水中に分散させた後、得られた分散液をレシプロシェーカー「SR-2RSS」［タイテック（株）製］等のシェーカーで分散させて分散液を得る。次いで、当該分散液をテーブルトップ遠心機「4000」［久保田商事（株）製］等の遠心機を用い、適当な回転数（例えば、回転数２，２００ｒｐｍ）で数分間遠心分離した後、上澄み液を取り除き、沈降物にイオン交換水を加えて分散させる。この操作を複数回繰り返し、遠心分離後の上澄み液が澄明になったことを目視で確認する。その後、分散液２００μＬを熱酸化膜ウエハに滴下し、自然乾燥させた後の研磨微粒子の測定対象部分に対して、Ｘ線光電子分光分析を行う。なお、Ｘ線光電子分光の測定にあたっては、Ｘ線光電子分光分析装置で研磨微粒子の測定対象部分のＳｉ２ｐを測定し、Ｓｉ２ｐスペクトルが得られないことを確認し、十分な量の研磨微粒子がウエハ上に堆積している状態で上記の分析を行うことが望ましい。
ＸＰＳ測定は、例えば、以下の条件で行えばよい。
Ｘ線光電子分光分析装置：走査型デュアルＸ線光電子分光分析装置PHI Quantes［アルバック・ファイ（株）製］
励起源：ｍｏｎｏ．ＡＩＫα、１０μｍ２、２５Ｗ、１５ｋＶ
分析サイズ：約１ｍｍの楕円形状
光電子取出角：０°
試料ステージチルト：４５°
取り込み領域
Narrow Scan：Ｓｉ２ｐ（１１０〜９５ｅｖ）、Ｃ１ｓ（２９０〜２８０ｅＶ）
Pass Energy：６９
【００４５】
さらに、本発明の研磨微粒子は、以下の特性を有するものがより好ましい。
【００４６】
本発明の研磨微粒子は、炭素−水素伸縮振動に帰属されるフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトルにおける２８００〜３０００ｃｍ−１の吸収ピーク強度の比率が、酸素−水素伸縮振動に帰属される３０００〜３６００ｃｍ−１の吸収ピーク強度に対して、０以上０．５以下であることがより好ましい。本発明の研磨微粒子は、炭素−水素伸縮振動に帰属されるフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトルにおける２８００〜３０００ｃｍ−１の吸収ピーク強度に対して、酸素−水素伸縮振動に帰属される３０００〜３６００ｃｍ−１の吸収ピーク強度がほとんど確認できないか、あるいは当該吸収ピーク強度の方が小さいことがより好ましい。
【００４７】
フーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）の測定は、例えば、本発明の研磨微粒子を臭化カリウムと混合して乳鉢ですり潰した後、得られた粉末をミクロ錠剤形成器等に採取し、フーリエ変換赤外分光測定装置を用いて行えばよい。なお、本発明の研磨微粒子が溶液中に存在する場合には、例えば、任意の容器に該溶液（研磨液・研磨スラリー）を滴下し、真空乾燥機等を用いて水分を除去した後、該容器から研磨微粒子を取り出したものを測定に用いればよい。
フーリエ変換赤外分光測定は、例えば、以下の条件で行えばよい。
フーリエ変換赤外分光測定装置：FT/IR-615［日本分光（株）製］
測定法：透過法
積算回数：１６回
【００４８】
このようにして得られる本発明の研磨微粒子は、一次粒子または一次粒子同士が凝集した凝集体（二次粒子）のいずれであってもよく、特に限定されない。
【００４９】
本発明の研磨微粒子の平均粒子径としては、例えば、通常０．００６μｍ以上１０．１μｍ以下であり、０．０５１μｍ以上６．１μｍ以下が好ましく、０．０５１μｍ以上２．０２μｍ以下がより好ましく、０．１０１μｍ以上１．２１μｍ以下が特に好ましい。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された個数基準の粒径頻度分布曲線の最頻値（モード径）をいう。
【００５０】
−本発明の研磨微粒子の製造方法−
本発明の研磨微粒子は、ダイヤモンド粒子を分散させた溶液中にフラーレン誘導体を加えて混合し、該ダイヤモンド粒子の表面に該フラーレン誘導体を付着させ（第１工程）、
次いで、上記フラーレン誘導体が付着している上記ダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射して、該フラーレン誘導体を炭素含有構造体に変質させて、ダイヤモンド粒子に炭素含有構造体を固定化させる（第２工程）、ことによって製造することができる。
【００５１】
本発明の研磨微粒子の製造方法におけるダイヤモンド粒子としては、本発明の研磨微粒子におけるダイヤモンド粒子と同様の平均粒子径を有するダイヤモンド粒子が挙げられる。また、本発明の研磨微粒子の製造方法におけるフラーレン誘導体としては、本発明の研磨微粒子におけるフラーレン誘導体と同様のものが挙げられる。
【００５２】
本発明の研磨微粒子の製造方法の詳細な手順を以下に示す。
先ず、上述のダイヤモンド粒子５ｍｇ〜１．５ｇを５０〜５００ｍＬの溶媒中に加えて、例えば、分散機等を用いて該ダイヤモンド粒子を分散させる。次いで、得られたダイヤモンド粒子の分散液中に、５ｍｇ〜１．５ｇのフラーレン誘導体を加えて、該ダイヤモンド粒子の表面に該フラーレン誘導体を付着させる（第１工程）。
次に、上記フラーレン誘導体が付着している上記ダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射して、該フラーレン誘導体同士を化学結合させる等により炭素含有構造体に変質させて、ダイヤモンド粒子の表面に炭素含有構造体を固定化させる（第２工程）ことより、本発明の研磨微粒子を製造することができる。
【００５３】
本発明の製造方法にかかるダイヤモンド粒子の添加量としては、溶液中のダイヤモンド粒子の濃度が、例えば、通常０．０１質量％以上０．３質量％以下、好ましくは０．０３質量％以上０．２質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上０．１５質量％以下となるように添加することが望ましい。
【００５４】
ダイヤモンド粒子を分散させる溶媒としては、例えば、ポリウレタン製パッド等のＣＭＰパッドを溶解または腐食させず、かつ、ダイヤモンド粒子を分散できる溶媒であれば特に制限されない。このような溶媒の具体例としては、例えば、イオン交換水、精製水、超純水等の水；例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒；例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；例えば、２-プロパノン（アセトン）、２-ブタノン（エチルメチルケトン）、４-メチル-２-ペンタノン（メチルイソブチルケトン）等のケトン系溶媒；例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４-ジオキサン等のエーテル系溶媒；例えば、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアセトアミド、１-メチル-２-ピロリジノン（Ｎ-メチルピロリドン）等のアミド系溶剤等が挙げられる。なお、これらの溶剤は、１種類の溶剤を単独で用いてもよいし、２種以上の溶剤を組み合わせて用いてもよい。
【００５５】
これらの溶媒のなかでも、イオン交換水、精製水、超純水等の水；およびメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒が好ましく、イオン交換水、精製水、超純水等の水がより好ましい。
【００５６】
上述の溶媒の使用量としては、例えば、通常５０ｍＬ以上５００ｍＬ以下であり、１００ｍＬ以上３００ｍＬ以下が好ましく、１５０ｍＬ以上２５０ｍＬ以下がより好ましい。
【００５７】
ダイヤモンド粒子の分散液には、ダイヤモンド粒子の分散性を高めたり、フラーレン誘導体の溶解性または分散性を高めるために、塩基性物質を添加することが望ましい。
【００５８】
上述の塩基性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物；例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、（ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド［コリン］等の第４級アンモニウム塩；例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、２-（モルホリノ）エタノール等のアルカノールアミン等が挙げられる。なお、これらの塩基性化合物は、１種類の塩基性化合物を単独で用いてもよいし、２種以上の塩基性化合物を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
上述の塩基性化合物の使用量としては、塩基性化合物を添加した後の溶液のｐＨが、例えば、通常８〜１４、好ましくは９〜１３、より好ましくは１０．５〜１２．５となるように添加することが望ましい。
【００６０】
また、上述の分散液には、通常この分野で一般的に用いられている分散剤や界面活性剤を添加してもよい。
【００６１】
本発明の製造方法にかかるフラーレン誘導体の添加量としては、溶液中のフラーレン誘導体の濃度が、例えば、通常０．０５質量％以上０．２質量％以下、好ましくは０．０５質量％以上０．１８質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上０．１５質量％以下、さらに好ましくは０．０７質量％以上０．１２質量％以下となるように添加することが望ましい。
【００６２】
ダイヤモンド粒子の表面にフラーレン誘導体を付着させる際の温度は、例えば、通常−２０℃以上８０℃以下であり、０℃以上６０℃以下が好ましく、５℃以上４０℃以下がより好ましく、１０℃以上３５℃以下が特に好ましい。
【００６３】
ダイヤモンド粒子の表面にフラーレン誘導体を付着させる際の時間は、例えば、通常０．０５時間以上２４時間以下であり、０．１時間以上１２時間以下が好ましく、０．５時間以上６時間以下がより好ましい。なお、ダイヤモンド粒子の表面にフラーレン誘導体を付着させるには、ダイヤモンド粒子の分散状態にかかわらず、上述の時間経過させればフラーレン誘導体を付着させることができるため、フラーレン誘導体を添加した溶液を静置してもよいし、適宜攪拌してもよく、なかでも、溶液を攪拌することが好ましい。
【００６４】
本発明の製造方法にかかる第１工程は、必ずしも上述の条件で実施する必要はないが、上述の条件で第１工程を実施すれば、簡便かつ精度よく、望ましい態様の（フラーレン誘導体が付着した）ダイヤモンド粒子を得ることができる。
【００６５】
ダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射する際のマイクロ波としては、その主波長が、例えば、通常０．５ＧＨｚ以上１５ＧＨｚ以下であり、０．８ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下であるマイクロ波が好ましく、１ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下であるマイクロ波がより好ましい。なお、マイクロ波の照射は、通常この分野で用いられるマイクロ波照射装置を用いて行えばよい。
【００６６】
ダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射する際の照射強度としては、例えば、通常３０Ｗ以上２００Ｗ以下であり、５０Ｗ以上１５０Ｗ以下が好ましく、８０Ｗ以上１２０Ｗ以下がより好ましい。
【００６７】
ダイヤモンド粒子にマイクロ波（ＭＷ）を照射する際の照射時間としては、例えば、通常１０秒以上３００秒以下であり、３０秒以上１５０秒以下が好ましく、６０秒以上１２０秒以下がより好ましい。
【００６８】
本発明の製造方法にかかる第２工程は、必ずしも上述の条件で実施する必要はないが、上述の条件で第２工程を実施すれば、簡便かつ精度よく、望ましい態様の本発明の研磨微粒子を得ることができる。
【００６９】
このようにして得られる本発明の研磨微粒子は、研磨液（研磨スラリー）の研磨剤（砥粒）として用いることができる。当該研磨液（研磨スラリー）としては、本発明の研磨微粒子の製造直後の溶液を、遠心分離機等で本発明の研磨微粒子と溶媒とに分離して本発明の研磨微粒子を取り出した後、水等に分散させて該研磨液（研磨スラリー）としてもよいし、本発明の研磨微粒子の製造過程で得られる製造直後の溶液をそのまま研磨液（研磨スラリー）としてもよい。なお、上述の分離操作に用いられる遠心分離機等は、通常この分野で用いられる遠心分離機を用いればよい。
【００７０】
本発明の研磨微粒子の製造直後の溶液を、遠心分離機等で本発明の研磨微粒子と溶媒とに分離して本発明の研磨微粒子を取り出した後、水等に分散させる操作を繰り返して、本発明の研磨微粒子を洗浄してもよい。
【００７１】
上述の研磨液（研磨スラリー）を製造するにあたっては、溶液中での本発明の研磨微粒子の質量が０．０５質量％以上０．１５質量％以下となるように、本発明の研磨微粒子を水等の溶媒に分散させることが望ましい。
【００７２】
上述の研磨液（研磨スラリー）には、例えば、フィチン等のポリリン酸系分散剤、シリコン系分散剤等の分散剤、例えば、エチレングリコール等の粘度調整剤、界面活性剤等の、通常この分野で一般的に用いられている添加剤や研磨助剤を併用してもよい。
【００７３】
ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨（例えば、ＣＭＰ等）や研削用の研磨剤（砥粒）として、本発明の研磨微粒子を研磨液（研磨スラリー）に用いれば、これらの難加工基板を高レート（高い研磨または研削速度）で加工できるばかりでなく、基板表面の凸部を平坦化でき、表面粗さ（Ｒａ）が改善され、高い平坦度を有する基板を得ることができる。
【実施例】
【００７４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されない。
【００７５】
実施例１：マイクロ波（ＭＷ）による炭素含有構造体を有する研磨微粒子の作製
常温下、水酸化カリウムでｐＨを１２に調整した水溶液２００ｍＬに、平均粒子径が１μｍ（１０００ｎｍ）のダイヤモンド粒子（エンギス社製「Hyprez 1-STD-MA」）２００ｍｇを分散させた。該分散液に、分散液中の水酸化フラーレンの濃度が０．１質量％となるように水酸化フラーレン［フロンティアカーボン（株）製］を加えて６０分間撹拌し、ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた。次いで、水酸化フラーレンが付着したダイヤモンド粒子の分散液を一定量分取して、マイクロ波（ＭＷ）照射装置［（株）ＩＤＸ社製「グリーンモチーフＩｂ／II」］を用いて、マイクロ波（波長：１３５ｎｍ、パルス周波数：２．４５ＧＨｚ、照射強度：１００Ｗ）を９０秒間照射して、ダイヤモンド粒子の表面に付着している水酸化フラーレンを炭素含有構造体に変質させて、本発明の研磨微粒子を含有する研磨液（１．０質量％の研磨スラリー）を得た。得られた研磨微粒子のフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトルを以下の条件で測定した。その結果を図１に示す。
＜測定条件＞
フーリエ変換赤外分光測定装置：FT/IR-615［日本分光（株）製］
測定法：透過法
積算回数：１６回
【００７６】
比較例１：炭素含有構造体を有さない研磨微粒子の作製
常温下、水酸化カリウムでｐＨを１２に調整した水溶液２００ｍＬに、平均粒子径が１μｍ（１０００ｎｍ）のダイヤモンド粒子（エンギス社製「Hyprez 1-STD-MA」）２００ｍｇを分散させた。該分散液に、分散液中の水酸化フラーレンの濃度が０．１質量％となるように水酸化フラーレン［フロンティアカーボン（株）製］を加えて６０分間撹拌し、ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させることで、比較用の研磨微粒子［ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた（マイクロ波（ＭＷ）も紫外線（ＵＶ）も照射していない）研磨微粒子］を含有する研磨液（１．０質量％の研磨スラリー）を得た。
【００７７】
比較例２：紫外線（ＵＶ）による炭素含有構造体を有する研磨微粒子の作製
常温下、水酸化カリウムでｐＨを１２に調整した水溶液２００ｍＬに、平均粒子径が１μｍ（１０００ｎｍ）のダイヤモンド粒子（エンギス社製「Hyprez 1-STD-MA」）２００ｍｇを分散させた。該分散液に、分散液中の水酸化フラーレンの濃度が０．１質量％となるように水酸化フラーレン［フロンティアカーボン（株）製］を加えて６０分間撹拌し、ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた。次いで、水酸化フラーレンが付着したダイヤモンド粒子の分散液を一定量分取して、紫外線（ＵＶ）照射装置［スペクトラ・フィジックス（株）製「ＬＤ励起Ｑスイッチ固体レーザー」］を用いて、紫外線レーザー（波長：３５５ｎｍ、パルス周波数：５０ｋＨｚ、照射強度：２７０ｍＷ）を６０分間照射して、比較用の研磨微粒子［ダイヤモンド粒子の表面に水酸化フラーレンを付着させた粒子に紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子］を含有する研磨液（１．０質量％の研磨スラリー）を得た。得られた研磨微粒子のフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）スペクトルを以下の条件で測定した。その結果を図２に示す。また、得られた研磨微粒子表面の１００ｎｍスケールの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を図３に、該研磨微粒子表面の１０ｎｍスケールの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を図４に示す。
＜測定条件＞
フーリエ変換赤外分光測定装置：FT/IR-615［日本分光（株）製］
測定法：透過法
積算回数：１６回
【００７８】
実験例１〜３：研磨微粒子のラマン分光測定
実施例１および比較例１〜２で得られた研磨スラリーをそれぞれプラスチックトレイに滴下し、真空乾燥機を用いて水分を除去した後、プラスチックトレイからスライドガラス上に取り出した研磨微粒子のラマンスペクトルを以下の条件で測定した。
＜測定条件＞
ラマン分光測定装置：（株）ラムダビジョン製「MicroRAM-300」
検出器：浜松ホトニクス（株）製「CI0151」
励起光源：半導体レーザー
励起波長：５３２ｎｍ
レーザー出力：３０ｍＷ
ビーム径（各倍率における参考値）：５μｍ（×５０）
積算時間：１０sec（１sec×１０回）
上記の条件で測定したラマンスペクトルにおいて、１２００〜１７５０ｃｍ−１の範囲の下記の３つの成分Ａ〜Ｃについて、各成分のベースラインから最大強度を求めた。なお、各成分のベースラインは、以下の２点の強度値を結んだ直線とした。
成分Ａのベースライン：１２９５ｃｍ−１の強度値と１３６０ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
成分Ｂのベースライン：１３５４ｃｍ−１の強度値と１６００ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
成分Ｃのベースライン：１４７０ｃｍ−１の強度値と１６８０ｃｍ−１の強度値の２点を結んだ直線
各成分の最大強度は、各成分の以下の波数領域における強度値（Ｙ値）と、当該強度値からラマンシフト軸におろした垂線とベースラインとの交点における強度値（Ｚ値）との差（Ｙ値−Ｚ値）を求め、数値が最も大きい値を最大強度とした。その結果を表１に示す。また、得られた成分Ａ〜Ｃの最大強度に基づいて、実施例１および比較例１〜２のそれぞれの研磨微粒子におけるＩ／ＩＤおよびＩＧ／ＩＤを求めた。その結果を表１に併せて示す。さらに、実施例１の研磨微粒子（マイクロ波（ＭＷ）による炭素含有構造体を有する研磨微粒子：本発明の研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図を図５に、比較例１の研磨微粒子（炭素含有構造体を有さない研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図を図６に、比較例２の研磨微粒子（紫外線（ＵＶ）による炭素含有構造体を有する研磨微粒子）のラマン分光測定によるスペクトル図を図７にそれぞれ示す。
成分Ａ：波数；１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域：Ｄピーク、半値幅；４〜１６ｃｍ−１
成分Ｂ：波数；１４００〜１５００ｃｍ−１の領域、半値幅；４０〜１２０ｃｍ−１
成分Ｃ：波数；１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域：Ｇピーク、半値幅；４０〜１２０ｃｍ−１
成分Ａの最大強度：波数；１３００〜１３５０ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値；ＩＤ
成分Ｂの最大強度：波数；１４００〜１５００ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値；Ｉ
成分Ｃの最大強度：波数；１５００〜１６５０ｃｍ−１の領域において得られた強度値のうち、数値が最も大きい値；ＩＧ
【００７９】
【表１】
2020021824.tif 000002
【００８０】
実験例４〜５：研磨微粒子のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定
実施例１および比較例１で得られた研磨スラリーを、レシプロシェーカー「SR-2RSS」［タイテック（株）製］を用いて分散させた後、当該分散液をテーブルトップ遠心機「4000」［久保田商事（株）製］を用い、回転数２，２００ｒｐｍで１５分間遠心分離した後、上澄み液を取り除き、沈降物にイオン交換水を加えて分散させ、これを遠心分離する操作を３回繰り返した。３回遠心分離後の上澄み液が澄明になったことを目視で確認した後、分散液２００μＬを熱酸化膜ウエハに滴下し、自然乾燥させた後の研磨微粒子の測定対象部分に対して、以下の条件でＸ線光電子分光測定を行った。なお、Ｘ線光電子分光の測定にあたっては、Ｘ線光電子分光分析装置で研磨微粒子の測定対象部分のＳｉ２ｐを測定し、Ｓｉ２ｐスペクトルが得られなかったことから、十分な量の研磨微粒子がウエハ上に堆積している状態で実施した。
＜測定条件＞
Ｘ線光電子分光分析装置：走査型デュアルＸ線光電子分光分析装置PHI Quantes［アルバック・ファイ（株）製］
励起源：ｍｏｎｏ．ＡＩＫα、１０μｍ２、２５Ｗ、１５ｋＶ
分析サイズ：約１ｍｍの楕円形状
光電子取出角：０°
試料ステージチルト：４５°
取り込み領域
Narrow Scan：Ｓｉ２ｐ（１１０〜９５ｅｖ）、Ｃ１ｓ（２９０〜２８０ｅＶ）
Pass Energy：６９
【００８１】
Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）測定により、Ｃ１ｓの光電子スペクトルにおける各結合エネルギーにおける強度を０．１ｅＶ間隔で求めた。結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶにおける強度と、結合エネルギーが２８４．８〜２８５．２ｅＶにおける強度を表２に示す。また、得られた各強度に基づいて、実施例１および比較例１のそれぞれの研磨微粒子における第１ｃｐｓ（結合エネルギーが２８３．８〜２８４．２ｅＶの範囲内における最大強度）および第２ｃｐｓ（結合エネルギーが２８４．８〜２８５．２ｅＶの範囲内における最大強度）を選択し、これらに基づいて第１ｃｐｓ／第２ｃｐｓを求めた。さらに、実施例１の研磨微粒子（マイクロ波（ＭＷ）による炭素含有構造体を有する研磨微粒子：本発明の研磨微粒子）のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定によるスペクトル図を図８に、比較例１の研磨微粒子（炭素含有構造体を有さない研磨微粒子）のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定によるスペクトル図を図９にそれぞれ示す。
【００８２】
【表２】
2020021824.tif 000003
【００８３】
実験例６：研磨微粒子のＭＲＲの評価
ダイヤモンド粒子を、溶液中のダイヤモンド粒子の質量が０．１３質量％となるように該ダイヤモンド粒子を水に分散させて、ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）を製造し、評価に用いた。実施例１で得られた研磨液（研磨スラリー）および比較例１〜２で得られた研磨液（研磨スラリー）については、そのまま評価に用いた。
次に、あらかじめ荒研磨を実施したサファイアウエハに対し、下記の条件で化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を行い、以下の計算式（１）および（２）に従って、１時間当たりの材料除去率（Material Removal Rate：ＭＲＲ）を研磨スラリー毎に算出した。その結果を表３および図１０に示す。
＜研磨条件＞
研磨装置：卓上型片面研磨装置DIA LAP ACE ML-160A（（株）マルトー製）
研磨パッド：SUBA 600（アンカーテクノ（株）製）
研磨圧力：４５．９ｋＰａ（６．６ｐｓｉ）
プラテン回転数：６０回転／分
ヘッド回転数：６０回転／分
研磨時間：１時間
研磨液（研磨スラリー）の供給レート：０．３ｍＬ／分（掛け流し）
研磨液の温度：２５℃
研磨対象物：サファイアウエハ（伝導型：Ａ型）
研磨対象面積：１１３．０４ｍｍ２
＜計算式＞
（１）研磨取りしろ［ｃｍ］＝研磨前後のサファイアウエハの質量の差［ｇ］／サファイアウエハの密度［ｇ／ｃｍ３］（＝３．９８ｇ／ｃｍ３）／研磨対象面積［ｃｍ２］（＝１１３．０４ｍｍ２）
（２）研磨レート［μｍ／時間］＝研磨取りしろ［ｃｍ］×１０４／研磨時間（１時間）
【００８４】
【表３】
2020021824.tif 000004
【００８５】
表３および図１０の結果から明らかなように、実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合には、ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子（研磨スラリー）や、比較例１の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合に比べて、ＭＲＲが２倍以上高くなることがわかった。また、比較例２の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合よりも、実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合の方が、ＭＲＲが高くなることがわかった。
実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合のＭＲＲと、比較例１のマイクロ波（ＭＷ）も紫外線（ＵＶ）も照射していない研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合のＭＲＲが異なることから、マイクロ波（ＭＷ）を照射することによって、ダイヤモンド粒子の表面に付着している水酸化フラーレンが化学結合する等により変質していることが示唆される。さらに、実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合のＭＲＲと、比較例２の紫外線（ＵＶ）を照射した研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合のＭＲＲが異なることから、マイクロ波照射によって、水酸化フラーレンが変質することで生じた炭素含有構造体は、紫外線（ＵＶ）照射によって、水酸化フラーレンが変質することで生じた構造体とは異なるものであることが示唆される。
【００８６】
実験例７：研磨微粒子のＲａの評価
ダイヤモンド粒子を、溶液中のダイヤモンド粒子の質量が０．１３質量％となるように該ダイヤモンド粒子を水に分散させて、ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）を製造し、評価に用いた。実施例１で得られた研磨液（研磨スラリー）および比較例１〜２で得られた研磨液（研磨スラリー）については、そのまま評価に用いた。
次に、あらかじめ荒研磨を実施して表面の粗さを均一にしたサファイアウエハに対し、下記の条件で化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を行い、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて研磨後のウエハの表面粗さ（Ｒａ）を測定した。なお、Ｒａの測定にあたっては、各研磨液（研磨スラリー）を用いて２回研磨を行い、かつ、研磨後の各ウエハについて任意の３カ所で５００ｎｍ２の範囲で測定を行って、その平均値をＲａとした。その結果を表４に示す。また、ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を図１１に、実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を図１２に、比較例１の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を図１３に、比較例２の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合における研磨後（２回目）のサファイアウエハの表面画像（対物レンズの倍率：２０倍）を図１４にそれぞれ示す。
＜研磨条件＞
研磨装置：（株）マルトー製「卓上型片面研磨装置DIA LAP ACE ML-160A」
研磨パッド：アンカーテクノ（株）製「SUBA 600」
研磨圧力：４５．９ｋＰａ（６．６ｐｓｉ）
プラテン回転数：６０回転／分
ヘッド回転数：６０回転／分
研磨時間：１時間
研磨液（研磨スラリー）の供給レート：０．３ｍＬ／分（掛け流し）
研磨液の温度：２５℃
研磨対象物：サファイアウエハ（伝導型：Ａ型）
研磨対象面積：１１３．０４ｍｍ２
＜Ｒａの測定条件＞
原子間力顕微鏡装置：ＳＰＡ-３００Ｖ（セイコーインスツル（株）製）
カンチレバー：POINTPROVE-PLUS Silicon-SPM-Sensor PPP-cont-20
【００８７】
【表４】
2020021824.tif 000005
【００８８】
表４の結果から明らかなように、ウエハの表面研磨において、実施例１の本発明の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合には、ダイヤモンド粒子のみからなる研磨微粒子（研磨スラリー）、比較例１の研磨微粒子（研磨スラリー）、または比較例２の研磨微粒子（研磨スラリー）を使用した場合と同等以上のＲａを示し、研磨後のウエハの表面粗さを改善でき、高い平坦度を有するウエハが得られることがわかった。
【００８９】
以上の結果から、本発明の研磨微粒子を研磨液（研磨スラリー）の研磨剤（砥粒）として用いれば、サファイア基板等の難加工基板の研磨または研削を高レート（高い研磨または研削速度）で行うことができることから、難加工基板の加工時間を短縮したり、難加工基板の製造コストを低減できることがわかった。また、基板の研磨または研削を、本発明の研磨微粒子を含有する研磨液（研磨スラリー）で行うことにより、当該基板表面の凸部を平坦化でき、表面粗さ（Ｒａ）が改善され高い平坦度を有する、研磨品質の高い基板が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の研磨微粒子は、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等の難加工基板の研磨または研削を高レート（高い研磨または研削速度）で行うことができ、かつ、安定して高い研磨品質を保つことができるため、難加工基板の加工時間を短縮したり、難加工基板の製造コストを低減できる研磨液（研磨スラリー）を提供することができる。
【図１】
2020021824.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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