(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を化学的−機械的に研磨する方法であって、次の（ｉ）〜（iii）含む方法：
（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、次の（ａ）〜（ｃ）を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること：
（ａ）液体キャリア、
（ｂ）前記液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナであり、且つ前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び
（ｃ）前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．００１〜２．５ｗｔ％の量で存在する酸化剤であって、過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過硫酸塩、クロム酸塩、塩素酸塩、過マンガン酸塩、臭素酸塩、過臭素酸、鉄酸塩、過レニウム酸塩、過ルテニウム酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される酸化剤、
ここで、溶解され又は懸濁されたあらゆる成分を有する前記液体キャリアは、ｐＨ２〜６を有する；
（ii）前記基材に対して前記研磨組成物を動かすこと；及び
（iii）前記基材の前記炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて、前記基材を研磨すること。
【請求項２】
前記研削材が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁された全ての成分の重量に基づいて１ｗｔ％以下の量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化剤が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁された全ての成分の重量に基づいて０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸化剤が、過マンガン酸カリウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記炭化ケイ素が、３０ｎｍ／時間〜２７００ｎｍ／時間の速度で基材から除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基材を化学的−機械的に研磨する方法であって、次の（ｉ）〜（iii）を含む方法：
（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、次の（ａ）〜（ｃ）を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること：
（ａ）液体キャリア、
（ｂ）前記液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナ、チタニア、セリア、及びジルコニアからなる群より選択され、且つ前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び
（ｃ）前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．００１〜２．５ｗｔ％の量で存在する過マンガン酸塩、
ここで、溶解され又は懸濁されたあらゆる成分を有する前記液体キャリアは、ｐＨ２〜６を有する；
（ii）前記基材に対して前記研磨組成物を動かすこと；及び
（iii）前記基材の前記炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて、前記基材を研磨すること。
【請求項７】
前記研削材が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて１ｗｔ％以下の量で存在する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記研削材が、アルミナである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記過マンガン酸塩が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の量で存在する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電力消費で大幅な削減を達成するために、より効率的な動作能力を有する半導体が非常に望ましい。典型的には、ケイ素基材が、そのようなデバイスの製造で用いられるが、さらなる開発は、ケイ素の固有の特性により制限される。次世代半導体デバイスの開発は、より高い硬度及び他の特有の特性を有する材料の使用を重視している。例えば、炭化ケイ素は、酸化ケイ素と比較した場合に、より高い熱伝導度、放射に関するより広い許容範囲、より高い絶縁耐力を有し、且つ様々な用途で適切とするより高い温度に耐えることができる。しかし、炭化ケイ素の使用は、半導体の製造技術によって制限されてきた。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素半導体を製造するためには、平坦な表面を提供し、且つ表面に関して正確な寸法を得るために、炭化ケイ素基材の表面を研磨しなければならない。炭化ケイ素をそのような有用な基材とする特性は、研磨プロセスにおいて特有の課題を与える。炭化ケイ素の硬度に起因して、典型的には、ダイアモンド粒子を用いて、炭化ケイ素基材を機械的に研磨する。
【０００３】
化学的−機械的研磨（ＣＭＰ）技術は、現行世代のケイ素デバイスを研磨するために、半導体産業全体で広く用いられている。ＣＭＰは、研削材及び水系材料を含有する研磨組成物（研磨スラリーとしても知られる）の使用を伴い、これは、その研磨組成物を染みこませた研磨パッドを表面に接触させることによって、表面に適用される。研磨組成物は、酸化剤も含有することができ、これはより攻撃性の低い、基材の機械的摩耗を可能とし、そして摩耗プロセスに起因する基材への機械的損傷を低減する。炭化ケイ素基材を研磨するためのそのような技術の使用は、研磨時間を減少し、且つ機材への損傷を低減することにより、半導体の製造コストを大幅に低下させることができるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭化ケイ素の研磨に対するＣＭＰ技術の適用は、比較的成功していなかった。コロイダルシリカを含有する研磨組成物は、低い炭化ケイ素除去速度を結果として与え、それゆえ５０℃付近の温度で数時間続く非常に長い研磨サイクルを必要とする。これは、結果として炭化ケイ素基材への損傷を生じる場合がある。Ｚｈｏｕら、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｃａｌ  Ｓｏｃ、１４４、ｐ．Ｌ１６１〜Ｌ１６３（１９９７）；Ｎｅｓｌｅｎら、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、３０、ｐ．１２７１〜１２７５（２００１）。長い研磨サイクルは、そのプロセスに相当なコストを付加し、そして半導体産業内での炭化ケイ素の広範な使用を妨げる障害となる。それゆえ、炭化ケイ素を有する基材の代替の研磨方式及び研磨方法へのニーズが依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法を提供し、この方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材であって、４０ｎｍ〜１３０ｎｍの平均粒径を有する実質的に球形なシリカ粒子である研削材、及び（ｃ）過酸化水素、一過硫酸カリウム（オキソン（登録商標））、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される酸化剤を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【０００６】
本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法をさらに提供し、この方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナであり、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び（ｃ）液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％の量で存在し、且つ過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される酸化剤を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【０００７】
また、本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法を提供し、その方法は、（ｉ）少なくとも１層の炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材、及び（ｃ）液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％の量で存在し、且つ一過硫酸カリウム、過硫酸カリウム及びこれらの混合物からなる群より選択される酸化剤を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【０００８】
本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法を追加的に提供し、その方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナであり、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び（ｃ）液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜２.５ｗｔ％の量で存在し、且つ過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩、過マンガン酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、鉄酸塩、過レニウム酸塩、過ルテニウム酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される酸化剤を含む化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【０００９】
本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法をさらに提供し、この方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナ、チタニア、セリア（ｃｅｒｉａ）、ジルコニアからなる群より選択され、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び（ｃ）液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜２.５ｗｔ％の量で存在する過マンガン酸塩を含む化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【００１０】
本発明は、基材を化学的−機械的に研磨する方法をさらに提供し、この方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナ、チタニア、セリア、ジルコニアからなる群より選択され、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び（ｃ）液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜１ｗｔ％の量で存在する過ヨウ素酸又は過ヨウ素酸塩を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、炭化ケイ素を有する基材を化学的−機械的に研磨する方法を提供する。この方法は、（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材を接触させること、（ii）基材に対して研磨組成物を動かすこと、及び（iii）基材の炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨すること、を含む。その研磨組成物は、（ａ）液体キャリア、（ｂ）液体キャリア中に懸濁された研削材、及び（ｃ）酸化剤を含有するか、これらから本質的になるか、又はこれらからなる。
【００１２】
第一の実施態様において、研削材は、４０ｎｍ〜１３０ｎｍの平均粒径を有する実質的に球形なシリカ粒子であり、且つ酸化剤は、過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される。第二の実施態様において、研削材は、アルミナであり、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在し、且つ酸化剤は、液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％の量で存在し、且つ過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、及びこれらの混合物からなる群から選択される。第三の実施態様において、酸化剤は、液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％の量で存在し、且つ一過硫酸カリウム、過硫酸カリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される。第四の実施態様において、研削材は、アルミナであり且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて、３ｗｔ％以下の量で存在し、且つ酸化剤は、液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％の量で存在し、且つ過酸化水素、一過硫酸カリウムン、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩、過マンガン酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、鉄酸塩、過レニウム酸塩、過ルテニウム酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される。第五の実施態様において、研削材は、アルミナ、チタニア、セリア、又はジルコニアであり、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在し、且つ酸化剤は、過マンガン酸塩であり、これは液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜２.５ｗｔ％の量で存在する。第六の実施態様において、研削材は、アルミナ、チタニア、セリア、又はジルコニアであり、且つ液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在し、且つ酸化剤は、過ヨウ素酸であり、液体キャリア及び液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０.００１ｗｔ％〜１ｗｔ％の量で存在する。
【００１３】
本発明の方法を用いて研磨される基材は、少なくとも１層の炭化ケイ素を有する任意の適切な基材である場合がある。適切な基材としては、限定されないが、フラットパネルディスプレイ、集積回路、メモリ又はリジッドディスク、金属、層間絶縁（ＩＬＤ：ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）デバイス、半導体、ＭＥＭＳ、強誘電体及び磁気ヘッドが挙げられる。この炭化ケイ素は、その多くが本技術分野でよく知られているあらゆる適切な炭化ケイ素を含むか、これらから本質的になるか、又はこれらからなることができる。炭化ケイ素は、単結晶又は多結晶であってもよい。炭化ケイ素は、多くの異なるタイプの結晶構造を有し、それぞれがそれ自身独特の一連の電子物性を有する。しかし、これらの結晶多形の少数のみが、半導体としての使用に関して許容できる形態で再生できる。そのような結晶多形は、立方晶（例えば、３Ｃ炭化ケイ素）又は非立方晶（例えば、４Ｈ炭化ケイ素、６Ｈ炭化ケイ素）のいずれかとすることができる。これらの結晶多形の物性は、本技術分野でよく知られている。
【００１４】
研磨パッドは、その多くが本技術分野で知られている任意の適切な研磨パッドとすることができる。適切な研磨パッドとしては、例えば、織布及び不織布の研磨パッドが挙げられる。さらに、適切な研磨パッドは、様々な密度、硬度、厚み、圧縮性、圧縮から回復する能力及び圧縮係数の任意の適切なポリマーを有することができる。適切なポリマーとしては、例えば、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、これらを共生成した生成物、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００１５】
研磨パッドは、研磨パッドの研磨表面上又は表面内に固定された研削材粒子を有することができ、又は研磨パッドは、固定された研削材粒子を実質的に有さなくてもよい。研削材を固定した研磨パッドとしては、接着剤、バインダー、セラマー（ｃｅｒａｍｅｒ）、樹脂等により研磨パッドの研磨表面に付着させた研削材粒子を有するパッド、又は研磨パッドの一体部分を形成するように研磨パッド内に含浸された研削材を有するパッド、例えば研削材含有ポリウレタン分散体で含浸された繊維バット（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｂａｔｔ）が挙げられる。
【００１６】
研磨パッドは、任意の適切な形状を有することができる。例えば、研磨パッドは、円形であることができ、そして使用時には、典型的には、パッドの表面により規定される平面に、垂直な軸について、回転運動をするであろう。研磨パッドは、その表面が研磨表面として機能する円筒型とすることができ、そして、使用時には、典型的には、円筒の中心軸について回転運動をするであろう。研磨パッドは、エンドレスベルトの形態であることができ、使用時には、典型的には、研磨される先端に対して、直線運動をするであろう。研磨パッドは、任意の適切な形を有することができ、そして、使用時には、平面又は半円に沿った往復運動又は軌道運動をするであろう。多くの他の変化形は、当業者に容易に明らかとなるであろう。
【００１７】
研磨組成物は、望ましくは液体キャリア（例えば水）中に懸濁された研削材を含有する。研削材は、典型的には微粒子の形態である。任意の適切な研削材を用いることができ、その多くは本技術分野でよく知られている。好ましくは、研削材は、一以上の金属酸化物を含有するか、本質的にこれからなるか、又はこれからなる。その金属酸化物は、望ましくはアルミナ、セリア、ゲルマニア（ｇｅｒｍａｎｉａ）、マグネシア（ｍａｇｎｅｓｉａ）、チタニア、ジルコニア、これらを共生成した生成物、及びこれらの混合物からなる群より選択される。
【００１８】
特に、研削材は、実質的に球形なシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア又はチタニアを含むか、これらから本質的になるか、又はこれらからなる。実質的に球形なシリカは、当業者によりコロイダルシリカとも呼ばれる。好ましくは、実質的に球形なシリカは、ゾル−ゲル法を用いて調製された、沈殿又は縮合重合したシリカである。縮合重合シリカ粒子は、典型的には、Ｓｉ（ＯＨ）４を縮合することによって調製して、実質的に球状の粒子を形成する。前駆体Ｓｉ（ＯＨ）４は、例えば、高純度のアルコキシシランの加水分解、又は水系シリケート溶液の酸性化によって得ることができる。そのような研削材粒子は、米国特許第５，２３０，８３３号に従って調製することができ、又は様々な商業的に入手可能な製品のいずれか、例えばＢｉｎｄｚｉｌ（ＥＫＡ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、ＰＬ−１、ＰＬ−２、及びＰＬ−３製品（Ｆｕｓｏ）、及び１０３４Ａ、１０５０、２３２７、及び２３２９製品（Ｎａｌｃｏ）、並びにＤｕＰｏｎｔ、Ｂａｙｅｒ、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、及びＣｌａｒｉａｎｔから入手可能である他の類似の製品として、得ることができる。アルミナは、製造業者、例えばＳａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ（αアルミナ）から入手可能である種結晶を用いたゲル法のαアルミナ（ｓｅｅｄｅｄ  ｇｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｌｐｈａ  ａｌｕｍｉｎａ）である。実質的に球形なシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア及びチタニアの粒子は、任意の適切な粒径を有することができる。例えば、実質的に球形のシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア及びチタニアの粒子は、１０ｎｍ以上（例えば、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、又は５０ｎｍ以上）の平均粒径を有してもよい。実質的に球形のシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア及びチタニアの粒子は、２００ｎｍ以下（例えば、１８０ｎｍ以下、１７０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、又は１００ｎｍ以下）の平均粒径を有してもよい。したがって、実質的に球形のシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア及びチタニアの粒子は、４０ｎｍ〜１３０ｎｍ（例えば、４５ｎｍ〜１２５ｎｍ、５０ｎｍ〜１２０ｎｍ、５５ｎｍ〜１１５ｎｍ、又は６０ｎｍ〜１１０ｎｍ）の平均粒径を有してもよい。粒子の粒径とは、粒子を取り囲む最小の球の直径である。
【００１９】
任意の適切な量の研削材が、研磨組成物中に存在できる。典型的には、０.０１ｗｔ％以上（例えば、０.０５ｗｔ％以上）の研削材が、研磨組成物中に存在するであろう。より典型的には、０.１ｗｔ％以上（例えば、１ｗｔ％以上、５ｗｔ％以上、７ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以上、又は１２ｗｔ％以上）の研削材が、研磨組成物中に存在するであろう。研磨組成物中の研削材の量は、典型的には、５０ｗｔ％以下で、さらに典型的には、４０ｗｔ％以下（例えば、１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、３ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、０.６ｗｔ％以下、又は０.３ｗｔ％以下）であろう。したがって、研磨組成物中の研削材の量は、２ｗｔ％〜５０ｗｔ％、そしてより好ましくは５ｗｔ％〜４０ｗｔ％（例えば、１０ｗｔ％〜３５ｗｔ％、１５ｗｔ％〜３５ｗｔ％、又は２０ｗｔ％〜３５ｗｔ％）とすることができる。研磨組成物中の研削材の量は、０．０１ｗｔ％〜３ｗｔ％（例えば、０．０５ｗｔ％〜１ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％〜０．６ｗｔ％）とすることもできる。
【００２０】
液体キャリアを使用して、研磨（例えば、平坦化）するのに適切な基材の表面への研削材及びあらゆる任意の添加剤の適用を促進する。液体キャリアは、任意の適切な液体、例えば、低級アルコール（例えば、メタノール、エタノール等）、エーテル（例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン等）、水、及びこれらの混合物等の溶媒とすることができる。好ましくは、液体キャリアは、水、より好ましくは脱イオン水、を含むか、これから本質的になるか、又はこれからなる。
【００２１】
研磨組成物は、酸化剤を含有し、これは研磨組成物を用いて研磨される一以上の基材の材料に関して適切な任意の酸化剤とすることができる。好ましくは、酸化剤は、過酸化水素、一過硫酸カリウム、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、塩素酸塩、クロム酸塩、過マンガン酸塩、臭素酸塩、過臭素酸塩、鉄酸塩、過レニウム酸塩、過ルテニウム酸塩及びこれらの混合物からなる群より選択される。過マンガン酸塩、過ヨウ素酸塩及び過硫酸塩は、任意の過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、又は過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩及び過硫酸塩の組み合わせ、例えば、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、又は過マンガン酸カリウムとすることができる。より好ましくは、酸化剤は、一過硫酸カリウム、過硫酸カリウム、過マンガン酸カリウム又は過ヨウ素酸である。酸化剤は、任意の適切な量で研磨組成物中に存在できる。典型的には、研磨組成物は、０.００１ｗｔ％以上（例えば、０.００５ｗｔ％以上、０.０１ｗｔ％以上、０.０５ｗｔ％以上、又は０.１ｗｔ％以上）の酸化剤を含有する。研磨組成物は、好ましくは、２０ｗｔ％以下（例えば、１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、２。５ｗｔ％以下、２ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、又は０.５ｗｔ％以下）の酸化剤を含有する。好ましくは、研磨組成物は、０.００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％（例えば、０.００１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、０.００１ｗｔ％〜２．５ｗｔ％、０.００５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、０.０１ｗｔ％〜５ｗｔ％、０.０５ｗｔ％〜２ｗｔ％、又は０.１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％）の酸化剤を含有する。より好ましくは、研磨組成物は、０.００１ｗｔ％〜０.０５ｗｔ％、０.００１ｗｔ％〜０.１ｗｔ％、０.００１ｗｔ％〜０.５ｗｔ％、又は０.００１ｗｔ％〜２ｗｔ％の酸化剤を含有する。
【００２２】
研磨組成物、具体的には、あらゆる成分が溶解され又は懸濁されている液体キャリアは、任意の適切なｐＨを有する場合がある。研磨組成物の実際のｐＨは、研磨する基材のタイプに、ある程度依存するであろう。研磨組成物は、１１以下（例えば、９以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、又は２以下）のｐＨを有する場合がある。研磨組成物は、１以上（例えば、２以上、３以上、４以上、６以上、８以上、又は９以上）のｐＨを有する場合がある。ｐＨは、例えば、１〜１１（例えば、２〜１０、２〜６、３〜９、４〜８、５〜７又は３〜５）となる場合がある。
【００２３】
研磨組成物のｐＨは、任意の適切な手段によって達成でき、且つ／又は維持できる。さらに具体的には、研磨組成物は、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、又はこれらの組み合わせをさらに含有することができる。ｐＨ調整剤は、任意の適切なｐＨ調整化合物を含むか、これから本質的になるか、又はこれからなることができる。例えば、ｐＨ調整剤は、任意の適切な酸、例えば無機酸若しくは有機酸、又はこれらの組み合わせとすることができる。例えば、酸は、硝酸とすることができる。ｐＨ緩衝剤は、任意の適切な緩衝剤とすることができ、例えば、リン酸塩、酢酸塩、ホウ酸塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩等である。研磨組成物は、その量が、研磨組成物の所望のｐＨ、例えば、本明細書中で説明した範囲内のｐＨを達成し、且つ／又は維持するのに充分であるならば、任意の適切な量のｐＨ調整剤及び／又はｐＨ緩衝剤を含有することができる。
【００２４】
上述の化合物の多くは、塩、酸、又は部分的な塩の形態として存在できることが理解されるであろう。さらに、ある種の化合物又は試薬は、１つより多くの機能を発揮することができる。例えば、いくつかの化合物は、キレート剤及び酸化剤の両方として機能できる。
【００２５】
研磨組成物は、界面活性剤、及び／又は粘度上昇剤及び凝固剤（例えば、ウレタンポリマー等のポリマーレオロジー制御剤）等のレオロジー制御剤を含有することができる。適切な界面活性剤としては、例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びこれらの混合物等が挙げられる。研磨組成物中の界面活性剤の量は、典型的には０.０００１ｗｔ％〜１ｗｔ％（好ましくは、０.００１ｗｔ％〜０.１ｗｔ％、及びさらに好ましくは、０.００５ｗｔ％〜０.０５ｗｔ％）である。
【００２６】
研磨組成物は、消泡剤を含有することができる。消泡剤は、任意の適切な消泡剤とすることができる。適切な消泡剤としては、限定されないが、ケイ素系及びアセチレンジオール系消泡剤が挙げられる。研磨組成物中の消泡剤の量は、典型的には、１０ｐｐｍ〜１４０ｐｐｍである。
【００２７】
研磨組成物は、殺生物剤を含むことができる。殺生物剤は、任意の適切な殺生物剤、例えば、イソチアゾリノン殺生物剤とすることができる。研磨組成物中の殺生物剤の量は、典型的には、１〜５０ｐｐｍ、好ましくは、１０〜２０ｐｐｍである。
【００２８】
研磨組成物は、その多くが当業者に公知である任意の適切な技術により調製することができる。研磨組成物は、バッチプロセス又は連続プロセスで調製することができる。一般的に、研磨組成物は、それらの成分を任意の順番で混合することによって調製できる。本明細書で用いられる「成分」の用語は、個々の構成材料（例えば、酸化剤、研削材等）、及び構成材料（例えば、水、ハロゲンアニオン、界面活性剤等）の任意の結合を包含する。
【００２９】
研磨組成物は、液体キャリア、研削材、酸化剤、及び任意に他の添加剤を含む１つのパッケージシステムとして供給することができる。あるいは、成分のいくつか、例えば酸化剤を、乾燥形態で、又は溶液として若しくは液体キャリア中の分散体としてのいずれかで、第一の容器中で提供でき、そして残りの成分、例えば研削材及び他の添加剤を、第二の容器又は複数の他の容器中で提供できる。研磨組成物の成分の他の２つの容器、又は３つ以上の容器の組み合わせは、当業者の知識の範囲内である。
【００３０】
固体成分、例えば研削材を、乾燥形態で、又は液体キャリア中の溶液として１以上の容器中に配置することができる。さらに、第一の、第二の、又は他の容器中の成分が、異なるｐＨ値を有すること、あるいは実質的に近い、又は同一までものｐＨ値を有することは適切である。研磨組成物の成分は、部分的に又は完全に、互いに分離して供給される場合があり、そして、例えば、エンドユーザーにより、使用の直前（例えば、使用の１週間以内、使用前の１日以内、使用前の１時間以内、使用前の１０分以内、又は使用前の１分以内）に、混合される場合がある。
【００３１】
研磨組成物を、使用前に適当な量の液体キャリアで希釈させることを目的とする濃縮物として供給することができる。そのような実施態様において、研磨組成物濃縮物は、液体キャリア及び任意の他の成分を含有することができ、その量は、適当な量の液体キャリアを用いた濃縮物の希釈で、各成分が、各成分に関して上記に記載した適当な範囲内の量で研磨組成物中に存在できる量である。例えば、各成分は、研磨組成物中の各成分に関して上記した濃度より、濃縮物中に２倍（例えば、３倍、４倍又は５倍）超の量で存在することができる。そして、その濃縮物を液体キャリアの適当な体積（それぞれ、液体キャリアの等体積、２等体積、３等体積又は４等体積）で希釈する場合に、各成分が各成分に関して上述した範囲内の量で研磨組成物中に存在することができるであろう。さらに、当業者によって理解されるように、研磨組成物の他の成分が、濃縮物中で、少なくとも部分的に又は完全に溶解し又は懸濁することを確かにするために、濃縮物は、最終の研磨組成物中に存在する適当な少量の液体キャリアを含有する。
【００３２】
基材を研磨する本発明の方法は、化学的−機械的研磨（ＣＭＰ）装置と組み合わせた使用に特に適している。典型的には、その装置は、使用時には動いていて、且つ軌道運動、直線運動、又は円運動から生じる速度を有しているプラテン、そのプラテンと接触しており、且つ動作時にはプラテンと共に動く研磨パッド、及びその研磨パッドの表面と接触し、且つそれに対して動くことにより研磨させる基材を保持する担体、を具備する。基材の研磨は、基材の少なくとも一部分を摩耗させて基材を研磨するように基材に対して研磨パッドを動かしながら、研磨パッドと、（一般的に基材と研磨パッドとの間に配置されている）研磨組成物とを接触して配置させた基材の付近で起こる。
【００３３】
望ましくは、研磨の終了点は、炭化ケイ素基材の重量を観察することによって決定され、これは基材から除去された炭化ケイ素の量を計算するために用いられる。そのような技術は、周知技術である。
【００３４】
研磨とは、表面の少なくとも一部分の除去をして表面を磨くことをいう。研磨を実行して、ゴージ（ｇｏｕｇｅ）、クレート（ｃｒａｔｅ）、穴（ｐｉｔ）等を除去することにより、減少した表面粗さを有する表面を提供することができるが、研磨を実行して、平面区分の交差によって特徴付けられる平面形状を導入又は回復することもできる。
【００３５】
本発明の方法を用いて、少なくとも１層の炭化ケイ素を有する任意の適切な基材を研磨することができる。炭化ケイ素を、任意の適切な速度で除去して、基材の研磨を行うことができる。例えば、炭化ケイ素を、５ｎｍ/時間以上（例えば、１０ｎｍ/時間以上、２０ｎｍ/時間以上、５０ｎｍ/時間以上、７０ｎｍ/時間以上、１００ｎｍ/時間以上、又は２００ｎｍ/時間以上）の速度で除去することができる。炭化ケイ素を、８００ｎｍ/時間以下（例えば、５００ｎｍ/時間以下、３００ｎｍ/時間以下、２５０ｎｍ/時間以下、又は２００ｎｍ/時間以下）の速度で除去することができる。したがって、炭化ケイ素を、５ｎｍ/時間〜１５００ｎｍ/時間（例えば、１０ｎｍ/時間〜１０００ｎｍ/時間、２０ｎｍ/時間〜８００ｎｍ/時間、３０ｎｍ/時間〜５００ｎｍ/時間、４０ｎｍ/時間〜３００ｎｍ/時間、又は５０ｎｍ/時間〜１８０ｎｍ/時間）の速度で基材から除去できる。より好ましくは、炭化ケイ素を、２０ｎｍ/時間〜１８０ｎｍ/時間、７０ｎｍ/時間〜１８０ｎｍ/時間、１００ｎｍ/時間〜１８０ｎｍ/時間、３０ｎｍ/時間〜２７００ｎｍ/時間、３０ｎｍ/時間〜１０００ｎｍ/時間、１００ｎｍ/時間〜５００ｎｍ/時間、又は２００ｎｍ/時間〜４００ｎｍ/時間の速度で基材から除去できる。
【００３６】
以下の例は、本発明をさらに具体的に示すが、もちろんその範囲を限定すると決して解釈されてはならない。
【実施例】
【００３７】
実施例１
この実施例は、研磨組成物中の実質的に球形なシリカ及び酸化剤の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００３８】
６Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、１０種の異なる研磨組成物で研磨した。各研磨組成物の含有量及びｐＨを表１に示す。炭化ケイ素の除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１に示した。
【００３９】
【表１】
0005592276.tif 000002
【００４０】
表１に示されたデータから明らかなように、研磨組成物が、酸化剤、例えば過硫酸アンモニウム、ヨウ素酸カリウム、又は一過硫酸カリウムと組み合わせて実質的に球形なシリカ粒子を含有する場合に、炭化ケイ素の除去速度は向上した。
【００４１】
実施例２
この実施例は、本発明の研磨組成物中での異なる酸化剤の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００４２】
４ＨＮ単結晶炭化ケイ素ウェハーを、７種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、３０ｗｔ％の実質的に球形なシリカを含有していた。表２に示すように、過硫酸アンモニウムか硝酸セリウムアンモニウムかのいずれかを加えることによって、６種の研磨組成物をさらに改質した。
【００４３】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表２示した。
【００４４】
【表２】
0005592276.tif 000003
【００４５】
表２に示すデータから明らかなように、研磨組成物中での過硫酸アンモニウムか硝酸セリウムアンモニウムかのいずれかの存在は、炭化ケイ素除去速度を、０から１８２ｎｍ/時間までにも向上させた。
【００４６】
実施例３
この実施例は、研磨組成物内での酸化剤の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００４７】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、３つの異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、３０ｗｔ％の実質的に球形なシリカを含有し、且つｐＨ１０に調整させた。表３に示すように、２種の研磨組成物を、過硫酸アンモニウムの添加によりさらに改質した。
【００４８】
炭化ケイ素の除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表３に示した。
【００４９】
【表３】
0005592276.tif 000004
【００５０】
表３に示したデータから明らかなように、炭化ケイ素の除去速度は、研磨組成物が過硫酸アンモニウムを含有する場合に向上した。
【００５１】
実施例４
この実施例は、研磨組成物中での酸化剤及び研削材の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００５２】
４Ｈ単結晶炭化ケイ素ウェハーを、１５種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物の含有量及びｐＨを、下記の表４に示す。炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表４に示した。
【００５３】
【表４】
0005592276.tif 000005
【００５４】
表４に示したデータから明らかなように、研磨組成物への酸化剤の添加で炭化ケイ素除去速度は、典型的には向上した。種結晶を用いたゲル法のαアルミナと、過硫酸カリウムとの組み合わせが、炭化ケイ素の除去速度の向上について特に効果的であった。
【００５５】
実施例５
この例は、研磨組成物中での異なるタイプのアルミナ研削材の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００５６】
４Ｈ単結晶炭化ケイ素ウェハーを、６種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、３ｗｔ％の研削材及び１.０ｗｔ％の過硫酸カリウムを含有し、且つｐＨ３に調整された。各研磨組成物で使用されたタイプのアルミナ研削材を、下記の表５に示す。
【００５７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表５に示した。
【００５８】
【表５】
0005592276.tif 000006
【００５９】
表５に示したデータから明らかなように、種結晶を用いたゲル法のαアルミナの使用は、他のタイプのアルミナを含有する組成物で達成された速度より、顕著に高い炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【００６０】
実施例６
この実施例は、研磨組成物中での過硫酸カリウムの濃度による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００６１】
４ＨＮ単結晶炭化ケイ素ウェハーを、５種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、３ｗｔ％の種結晶を用いたゲル法のαアルミナを含有し、且つｐＨ４に調整された。４種の研磨組成物を、過硫酸カリウムの添加により、さらに改質した。
【００６２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表６に示した。
【００６３】
【表６】
0005592276.tif 000007
【００６４】
表６に示したデータから明らかなように、過硫酸カリウムの０.００５ｗｔ％〜０.０３ｗｔ％の濃度まで過硫酸カリウムの濃度を増加させるにつれて、炭化ケイ素の除去速度は、向上し続けた。
【００６５】
実施例７
この実施例は、種結晶を用いたゲル法のαアルミナの研磨組成物中での濃度による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００６６】
４ＨＮ単結晶炭化ケイ素ウェハーを、２種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、０.１ｗｔ％の過硫酸カリウムを含有し、且つｐＨ４に調整されていた。また、研磨組成物は、種結晶を用いたゲル法のαアルミナを、０.１ｗｔ％か０.５ｗｔ％かのいずれかの濃度で含有していた。
【００６７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表７に示した。
【００６８】
【表７】
0005592276.tif 000008
【００６９】
表７に示したデータから明らかなように、両方の組成物が、炭化ケイ素ウェハーの研磨で効果的であったが、より高い濃度のアルミナを含有する組成物が、より高い炭化ケイ素の研磨速度を達成した。
【００７０】
実施例８
この実施例は、研磨組成物による、複数の異なるタイプの炭化ケイ素ウェハーの除去速度への影響を示す。
【００７１】
９種の異なるタイプの単結晶炭化ケイ素ウェハーを、０.６ｗｔ％の種結晶を用いたゲル法のαアルミナ及び０.０３ｗｔ％の過硫酸カリウムを含有し、ｐＨ４に調整させた研磨組成物で研磨した。
【００７２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各タイプのウェハーで測定し、そして結果を表８に示した。
【００７３】
【表８】
0005592276.tif 000009
【００７４】
表８に示したデータから明らかなように、本発明の研磨組成物は、試験した各タイプの炭化ケイ素ウェハーをよく研磨することができた。
【００７５】
実施例９
この実施例は、研磨組成物と共に異なる研磨工具のパラメーターを使用して炭化ケイ素基材を研磨することによる、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００７６】
５つの異なる組の研摩工具のパラメーターを用いて、１ｗｔ％の種結晶を用いたゲル法のαアルミナ及び０.３ｗｔ％の過硫酸カリウムを含有し、ｐＨ４に調整させた研磨組成物で、化学気相成長（ＣＶＤ）の多結晶炭化ケイ素ウェハーを研磨した。
【００７７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各組の研磨条件に関して測定し、そして結果を表９に示した。
【００７８】
【表９】
0005592276.tif 000010
【００７９】
表９に示したデータから明らかなように、研磨パッドのプラテン回転速度及び研磨パッドに対する基材の下降力の圧力が増加するにつれて、炭化ケイ素除去速度が向上した。
【００８０】
実施例１０
この実施例は、本発明の研磨組成物中での異なる酸化剤の存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００８１】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、１２種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、０.６ｗｔ％の種結晶を用いたゲル法のαアルミナを含有し、且つｐＨ４に調整された。
【００８２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１０に示した。
【００８３】
【表１０】
0005592276.tif 000011
【００８４】
表１０に示したデータから明らかなように、研磨組成物が、酸化剤、例えば過硫酸カリウム、過マンガン酸カリウム、塩素酸カリウム、クロム酸カリウム、過ヨウ素酸、又は臭素酸カリウムと組み合わせて、アルミナ粒子を含有する場合に、炭化ケイ素除去速度が向上する。
【００８５】
実施例１１
この実施例は、本発明の研磨組成物中での過マンガン酸カリウムの濃度による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００８６】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、１１種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、０.６ｗｔ％の種結晶を用いたゲル法のαアルミナを含有していた。
【００８７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１１に示した。
【００８８】
【表１１】
0005592276.tif 000012
【００８９】
表１１に示したデータから明らかなように、１４ｗｔ％〜２．５ｗｔ％の濃度範囲にわたり、且つｐＨ４で過マンガン酸カリウムを含有する研磨組成物は、顕著な炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【００９０】
実施例１２
この実施例では、研磨組成物中での過ヨウ素酸及び研削材の濃度、並びにその研磨組成物のｐＨによる、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００９１】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、１２種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。
【００９２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１２に示した。
【００９３】
【表１２】
0005592276.tif 000013
【００９４】
表１２に示したデータから明らかなように、０．０５ｗｔ％〜０．２５ｗｔ％の濃度範囲にわたる過ヨウ素酸、及び０．１〜１．１ｗｔ％の濃度範囲にわたるαアルミナを、ｐＨ２〜６で含有する研磨組成物は、顕著な炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【００９５】
実施例１３
この実施例では、異なるタイプの研削材の研磨組成物中での存在による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【００９６】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、７種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、研削材及び過マンガン酸カリウムを含有し、且つｐＨ４に調整された。各研磨組成物中で用いられた研削材及び過マンガン酸カリウムの量を、下記の表１３に示す。
【００９７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１３に示した。
【００９８】
【表１３】
0005592276.tif 000014
【００９９】
表１３に示したデータから明らかなように、αアルミナ、チタニア、ジルコニア及びセリアの使用は、シリカを含有する組成物で達成した速度より顕著に高い炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【０１００】
実施例１４
この実施例では、研磨組成物のｐＨ及び研磨組成物中の過マンガン酸カリウムの濃度による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【０１０１】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、５種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、０．６ｗｔ％のセリア及び過マンガン酸カリウムを含有した。そのｐＨ及び過マンガン酸カリウムの量を、下記の表１４に示す。
【０１０２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１４に示した。
【０１０３】
【表１４】
0005592276.tif 000015
【０１０４】
表１４に示したデータから明らかなように、様々な過マンガン酸カリウム濃度でのｐＨ２〜６の範囲にわたってのセリアの使用は、顕著な炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【０１０５】
実施例１５
この実施例では、ｐＨ及び過マンガン酸カリウムの濃度による、炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【０１０６】
４Ｈ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、６種の異なる研磨組成物を用いて研磨した。各研磨組成物は、０．６ｗｔ％のチタニア及び過マンガン酸カリウムを含有した。そのｐＨ及び過マンガン酸カリウムの量を、下記の表１５に示す。
【０１０７】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１５に示した。
【０１０８】
【表１５】
0005592276.tif 000016
【０１０９】
表１５に示したデータから明らかなように、様々な過マンガン酸カリウム濃度でのｐＨ２〜６の範囲にわたってのチタニアの使用は、顕著な炭化ケイ素除去速度を結果として与えた。
【０１１０】
実施例１６
この実施例では、研磨組成物による、４ＨＮ単結晶炭化ケイ素の除去速度への影響を示す。
【０１１１】
４ＨＮ半絶縁単結晶炭化ケイ素ウェハーを、種結晶を用いたゲル法のαアルミナ、及び過マンガン酸カリウム、過硫酸カリウム、又は過ヨウ素酸のいずれかを含有し、ｐＨ４に調整した３種の異なる研磨組成物で研磨した。研削材の量及び酸化剤の量を表１６に示す。
【０１１２】
炭化ケイ素除去速度（ｎｍ/時間）を、各研磨組成物に関して測定し、そして結果を表１６に示した。
【０１１３】
【表１６】
0005592276.tif 000017
【０１１４】
表１６に示したデータから明らかなように、本発明の研磨組成物は、４ＨＮ単結晶炭化ケイ素ウェハーをよく研磨することができた。
【０１１５】
実施例１７
この実施例では、室温での酸化剤の分解をシミュレーションするための加速加熱試験（ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｔｅｓｔ）における過マンガン酸カリウムの安定性を示す。
【０１１６】
炭化ケイ素除去速度、ｐＨ、導電率、並びに過硫酸カリウム含有研磨組成物及び過マンガン酸カリウム含有研磨組成物の酸化剤％を、初期に、且つ６２℃に１６時間加熱した後に測定した。結果を表１７に示す。
【０１１７】
【表１７】
0005592276.tif 000018
【０１１８】
表１７に示したデータから明らかなように、過マンガン酸カリウムは、分解せず、むしろ加速加熱試験下で安定にとどまる。
本発明の実施態様は、次のとおりである：
［１］
基材を化学的−機械的に研磨する方法であって、次を（ｉ）〜（iii）含む方法：
（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、次の（ａ）〜（ｃ）を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること：
（ａ）液体キャリア、
（ｂ）前記液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナであり、且つ前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び
（ｃ）前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．００１〜２．５ｗｔ％の量で存在する酸化剤であって、過酸化水素、オキソン、硝酸セリウムアンモニウム、過ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩、塩素酸塩、過マンガン酸塩、臭素酸塩、過臭素酸、鉄酸塩、過レニウム酸塩、過ルテニウム酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される酸化剤；
（ii）前記基材に対して前記研磨組成物を動かすこと；及び
（iii）前記基材の前記炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて、前記基材を研磨すること。
［２］
前記研削材が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁された全ての成分の重量に基づいて１ｗｔ％以下の量で存在する、［１］に記載の方法。
［３］
前記酸化剤が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁された全ての成分の重量に基づいて０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の量で存在する、［１］に記載の方法。
［４］
溶解され又は懸濁されたあらゆる成分を有する前記液体キャリアが、ｐＨ２〜６を有する、［１］に記載の方法。
［５］
前記酸化剤が、過マンガン酸カリウムである、［１］に記載の方法。
［６］
前記酸化剤が、過ヨウ素酸である、［１］に記載の方法。
［７］
前記炭化ケイ素が、３０ｎｍ／時間〜２７００ｎｍ／時間の速度で基材から除去される、［１］に記載の方法。
［８］
基材を化学的−機械的に研磨する方法であって、次の（ｉ）〜（iii）を含む方法：
（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、次の（ａ）〜（ｃ）を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること：
（ａ）液体キャリア、
（ｂ）前記液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナ、チタニア、セリア、及びジルコニアからなる群より選択され、且つ前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び
（ｃ）前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．００１〜２．５ｗｔ％の量で存在する過マンガン酸塩；
（ii）前記基材に対して前記研磨組成物を動かすこと；及び
（iii）前記基材の前記炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて、前記基材を研磨すること。
［９］
前記研削材が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて１ｗｔ％以下の量で存在する、［８］に記載の方法。
［１０］
前記研削材が、アルミナである、［８］に記載の方法。
［１１］
前記過マンガン酸塩が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の量で存在する、［８］に記載の方法。
［１２］
溶解され又は懸濁されたあらゆる成分を有する前記液体キャリアが、ｐＨ２〜６を有する、［８］に記載の方法。
［１３］
基材を化学的−機械的に研磨する方法であって、次の（ｉ）〜（iii）を含む方法：
（ｉ）少なくとも１層の単結晶炭化ケイ素を有する基材と、次の（ａ）〜（ｃ）を含有する化学的−機械的研磨組成物とを接触させること、
（ａ）液体キャリア、
（ｂ）前記液体キャリア中に懸濁された研削材であって、アルミナ、チタニア、セリア、及びジルコニアからなる群より選択され、且つ前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて３ｗｔ％以下の量で存在する研削材、及び
（ｃ）前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．００１ｗｔ％〜１ｗｔ％の量で存在する過ヨウ素酸又は過ヨウ素酸塩、
（ii）前記基材に対して前記研磨組成物を動かすこと、及び
（iii）前記基材の前記炭化ケイ素の少なくとも一部分を摩耗させて、前記基材を研磨すること。
［１４］
前記研削材が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて１ｗｔ％以下で存在する、［１３］に記載の方法。
［１５］
前記研削材が、アルミナである、［１３］の方法。
［１６］
前記過マンガン酸塩が、前記液体キャリア及び前記液体キャリアに溶解され又は懸濁されたあらゆる成分の重量に基づいて０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の量で存在する、［１３］の方法。
［１７］
溶解され又は懸濁されたあらゆる成分を有する前記液体キャリアが、ｐＨ２〜６を有する、［１３］に記載の方法。