(57)【要約】  ＳｉＣやダイヤモンドからなる基板の表面を、サブサーフェスダメージを残すことなく極めて平滑に、しかも能率よく研磨することが可能な研磨方法および研磨装置を提供する。研磨定盤１は回転軸４を中心に回転可能であり、紫外光に対する透明性の高い石英により構成されている。研磨定盤１の表面には多数本の溝１１が格子状に設けられ，各溝１１には固体光触媒粒子２０（ＣｅＯ2 ）が埋め込まれる。研磨定盤１を炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド（Ｃ）からなる基板３０の被研磨面３０Ａに超高圧で押し付けながら相対的に擦動させることにより、固体光触媒粒子２０によって被研磨面３０Ａが酸化され、化学的研磨が行われる。紫外光源ランプ２からの紫外線照射により被研磨面３０Ａの酸化が促進され、赤外光源ランプ３による加熱によって研磨が促進される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の被研磨面に研磨定盤を高圧で接触させると共に前記研磨定盤の裏面から基板の被研磨面に紫外線を照射しつつ、基板を前記研磨定盤に対して相対的に擦動させることにより研磨する
ことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記研磨定盤の表面または前記基板の被研磨面のうち少なくとも一方を加熱しつつ研磨する
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】
前記研磨定盤の表面に固体光触媒粒子を配置する
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項４】
前記固体光触媒粒子は、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ3 ）および酸化鉄（Ｆ2 Ｏ3 ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項３記載の研磨方法。
【請求項５】
前記固体光触媒粒子に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項４記載の研磨方法。
【請求項６】
前記研磨定盤として表面に溝または孔を有するものを用い、前記溝または孔に前記固体光触媒粒子を埋め込み、前記基板の被研磨面を前記研磨定盤の表面に高圧で押し付ける
ことを特徴とする請求項３記載の研磨方法。
【請求項７】
前記研磨定盤として紫外線に対して透明なものを用い、前記研磨定盤を透過して紫外線を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項８】
前記研磨定盤として紫外線に対して不透明であると共に表面から裏面に向かって貫通する紫外線通過孔を有するものを用い、前記紫外線通過孔を介して紫外線を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項９】
紫外線を照射することにより前記基板の表面を酸化させて化学研磨を行う
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項１０】
炭化珪素（ＳｉＣ），ダイヤモンド（Ｃ），ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはガリウムナイトライド（ＧａＮ）により構成され、請求項１ないし９のうちいずれか１つの方法により研磨された面を有する
ことを特徴とする基板。
【請求項１１】
基板の表面を研磨するための研磨装置であって、
表面に溝または孔を有すると共に前記溝または孔に固体光触媒粒子が埋め込まれた研磨定盤と、
前記基板を保持する基板ホルダと、
前記研磨定盤の固体光触媒粒子に対して紫外光を照射する紫外光源ランプと、
前記基板ホルダを介して前記基板の被研磨面を前記研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に、前記基板を固体光触媒粒子に対して相対的に擦動させる駆動手段と
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１２】
前記研磨定盤は紫外線に対して透明であり、かつ前記紫外光源ランプは前記研磨定盤の裏面側に配置され、前記研磨定盤の裏面から当該研磨定盤を透過して固体光触媒粒子へと紫外光を照射する
ことを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【請求項１３】
加熱手段を備え、前記基板の被研磨面または前記研磨定盤の表面のうち少なくとも一方を加熱する
ことを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【請求項１４】
前記固体光触媒粒子は、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ3 ）および酸化鉄（Ｆ2 Ｏ3 ）からなる群のうち少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド（Ｃ）からなる基板の表面の研磨を行うための研磨方法およびこの方法により得られた基板、並びに研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ単結晶は、高硬度で耐熱性や耐蝕性にも優れており、化学的にも極めて安定な化合物である。また、共有結合を持つ化合物半導体であるＳｉＣは、シリコン（Ｓｉ）と比較して、バンドギャップが２倍以上、絶縁破壊電界強度が約１０倍、電子飽和速度が約２倍、熱伝導率が約３倍以上という、優れた特性を有していることから、高温、高速、大電流デバイスや青色発光デバイスなどに有効な材料として注目されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平０８−１３９１４０号公報
【０００３】
また、ダイヤモンド単結晶は、機械的強度が最も高く、化学的、熱的にも安定しており、近年では特にワイドバンドギャップ半導体基板に好適な材料として注目されている。
【発明の開示】
【０００４】
上述のような長所の多いＳｉＣやダイヤモンドを基板として用いるにはその表面を極めて平滑にする必要がある。しかしながら、ＳｉＣやダイヤモンドからなる基板をその被研磨面にサブサーフェスダメージを残すことなく超精密に、かつ能率よく研磨加工することが可能な技術は、実質的には未だ提案されていなかった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、炭化珪素（ＳｉＣ）やダイヤモンドなどからなる基板の表面を、サブサーフェスダメージを残すことなく極めて平滑に、しかも能率よく研磨することが可能な研磨方法およびこの方法により得られた基板、並びに研磨装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の研磨方法は、基板の被研磨面に研磨定盤を高圧で接触させると共に研磨定盤の裏面から基板の被研磨面に紫外線を照射しつつ、基板を研磨定盤に対して相対的に擦動させることにより研磨するものであり、特に、研磨対象が、炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド（Ｃ）からなる基板である場合に有効である。なお、本明細書において「高圧」とは、０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲の圧力をいうものとする。
【０００７】
すなわち、本発明の研磨方法では、例えば、ダイヤモンド基板の表面に研磨定盤を高圧で押し付けながら相対的に擦動し、かつ研磨定盤の裏側から基板の表面に対して紫外光を照射することにより、基板の表面が強力に酸化され、超精密な化学研磨が行われる。なお、本明細書においては、「基板」とは、一般的な意味での板状のものに限らず、その厚みや形状は任意のものである。
【０００８】
本発明の研磨方法では、基板の被研磨面または研磨定盤のうち少なくとも一方に例えば赤外線を照射し、加熱することが好ましく、これにより上記基板の研磨能率が向上する。
【０００９】
また、研磨定盤の表面には、酸化チタンなどの固体光触媒粒子を配置することが好ましく、これにより研磨効率が高まる。
【００１０】
本発明の基板は、炭化珪素（ＳｉＣ），ダイヤモンド（Ｃ），ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはガリウムナイトライド（ＧａＮ）により構成され、上記方法により研磨された面を有するものである。
【００１１】
本発明の研磨装置は、表面に溝または孔を有すると共に前記溝または孔に固体光触媒粒子が埋め込まれた研磨定盤と、基板を保持する基板ホルダと、研磨定盤の固体光触媒粒子に対して紫外光を照射する紫外光源ランプと、基板ホルダを介して基板の被研磨面を研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に、基板を固体光触媒粒子に対して相対的に擦動させる駆動手段と備えたものである。
【００１２】
この研磨装置では、例えばダイヤモンド基板の被研磨面が研磨定盤側に保持された固体光触媒粒子に対して接触し相対的に擦動されると共に、固体光触媒粒子に対して紫外光が照射され、これにより基板の表面が酸化され、実質的に化学的な研磨が行われる。
【００１３】
この研磨装置においても、例えば赤外光源ランプからなる加熱手段により基板の被研磨面や研磨定盤を加熱するようにすれば、研磨作用がより促進される。
【００１４】
固体光触媒粒子は、具体的には酸化セリウム（ＣｅＯ2 ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ3 ）および酸化鉄（Ｆ2 Ｏ3 ）からなる群のうちの少なくとも１種であり、更にこれらに酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）などを加えた混合剤とするようにしてもよい。
【００１５】
本発明の研磨方法または研磨装置によれば、ＳｉＣやダイヤモンドからなる基板の表面を、サブサーフェスダメージ等を残すことなく極めて平滑に、かつ能率よく研磨することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の主要部の構成を表す側面図である。
【図２】研磨定盤の表面を拡大して表す平面図である。
【図３】研磨定盤の断面構成を拡大して表す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置の構成を表す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置の構成を表す側面図である。
【図６】本発明の実施例の結果を表す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の構成を表すものである。この研磨装置は、研磨定盤１と、紫外光源ランプ２と、赤外光源ランプ３とを備え、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）やダイヤモンドの基板３０を研磨対象とするものである。【００１９】
研磨定盤１は、紫外光に対する透明性の高い材料、例えば石英からなる、ほぼ円盤状のものであり、その中心には回転軸４が取り付けられている。研磨定盤１は、この回転軸４に対して外部の回転動力源（図示省略）から与えられる回転トルクによって、回転（または左右反復回動）するようになっている。【００２０】
研磨定盤１の表面には多数本の格子状の溝１１が設けられており、これら溝１１には固体光触媒粒子２０が埋め込まれている。固体光触媒粒子２０としては、光触媒機能を有する例えば酸化セリウム（ＣｅＯ2 ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）や酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ3 ）または酸化鉄（Ｆ2 Ｏ3 ）が挙げられ、これらのうち１種、あるいは２種以上が用いられる。更に、これらのうち例えばＴｉＯ2 に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）などを加えた混合剤としてもよい。溝１１の平面的形状は、例えば図２に一例を示したような格子状のパターンとしてもよく、あるいはそれ以外にも、例えば放射状のパターンとしてもよい。そしてこの研磨定盤１の表面に、基板ホルダ３１によって機械的に支持された基板３０の被研磨面３０Ａが、加圧板（図示せず）により高圧、具体的には０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲の圧力で押し付けられ、その状態で研磨が行われるようになっている。【００２１】
研磨定盤１における溝１１のピッチ，深さ，幅などの諸元は、研磨されるＳｉＣやダイヤモンドの基板３０の大きさ等に依存するが、例えば、溝１１のピッチ＝１．５［ｍｍ］、幅＝３０〜５０［μｍ］、深さ＝０．１〜０．３［ｍｍ］と設定し、溝１１内にＴｉＯ2 微粒子のペースト状物を気泡などが発生しないように圧入・充填して乾燥させて、保持させることなどが可能である。図３は溝１１に固体光触媒粒子２０が埋め込まれた状態を拡大して表したものである。【００２２】
ここで、固体光触媒粒子２０を埋め込むのは、上記のような溝１１のみには限定されなず、その他にも、例えば、ドット状のブラインド孔（図示省略）を研磨定盤１の表面に多数個、分散配置して、そのブラインド孔の各々にペースト状の固体光触媒粒子２０を埋め込むようにすることなども可能である。【００２３】
紫外光源ランプ２は研磨定盤１の裏面に配置されており、石英製の研磨定盤１の裏面からこの研磨定盤１を透過して溝１１内の固体光触媒粒子２０へと紫外光を照射する。その紫外光の波長は、一例として、固体光触媒粒子２０としてＴｉＯ2 を用いた場合には、基板３０の被研磨面３０Ａの酸化を促進するために、例えば２５０［ｎｍ］などに設定することが好適である。なお、研磨定盤１の表面側にも、研磨開始前にＴｉＯ2 を励起させるために、紫外光源ランプ５を配置するようにしてもよい。【００２４】
赤外光源ランプ３は研磨定盤１の表面側に配置されており、研磨定盤１の表面に赤外光を照射することで、その研磨定盤１の表面の固体光触媒粒子２０や基板３０の被研磨面３０Ａを熱的に活性化させて、被研磨面３０Ａの化学的・機械的な研磨能率を促進するものである。この被研磨面３０Ａの好適な加熱温度としては、ＳｉＣ基板を研磨する場合で１００〜１５０℃、ダイヤモンド基板を研磨する場合で３００〜４００℃程度である。このような加熱によって、加熱をしなかった場合と比較して、３〜１０倍もの研磨能率を達成することが可能である。【００２５】
なお、加熱を行うためのエネルギービームとしては、赤外光の他にも、例えばＹＡＧレーザのようなレーザ光、あるいは電子ビームなどを用いることも可能である。【００２６】
次に、この研磨装置の作用について説明する。【００２７】
まず、研磨定盤１の溝１１内に固体光触媒粒子２０（例えばＴｉＯ2 ）を埋め込み、この固体光触媒粒子２０に対して紫外光源ランプ５から紫外線を照射してＴｉＯ2 を励起させたのち、研磨定盤１の表面にＳｉＣやダイヤモンドからなる基板３０の被研磨面３０Ａを所定の圧力で押し付けた状態で、その研磨定盤１を回転または回動（往復回転運動）させる。このとき、研磨定盤１の石英は基板３０のＳｉＣやダイヤモンドよりも軟質であるため、研磨定盤１の表面が僅かずつ摩耗していく。しかし、研磨定盤１の表面が摩耗しても、溝１１に埋め込まれている固体光触媒粒子２０は、摩耗が進むと共に、その溝１１から続々と研磨定盤１の表面に供給され続けるから、研磨工程が継続される間（すなわち、研磨定盤１の表面の摩耗が厚さ方向に進んで行き溝１１が無くなるまでの間）は、常に、研磨定盤１の表面に固体光触媒粒子２０が供給され続ける。【００２８】
他方、その機械的な研磨動作と並行して、研磨定盤１の裏面に配置された紫外光源ランプ２から、透明な研磨定盤１を透過して、研磨定盤１の表面とＳｉＣやダイヤモンドの基板３０の被研磨面３０Ａとの間に介在している固体光触媒粒子２０へと、紫外光が照射される。その紫外光の照射によって、固体光触媒粒子２０に有効な光エネルギーが与えられて、研磨面の強力な酸化が確実に行われる。【００２９】
より詳細には、固体光触媒粒子２０が紫外光を受けて生成する水酸基ラジカルや酸素ラジカルの強力な酸化作用によって、ＳｉＣやダイヤモンドの基板３０の被研磨面３０Ａが酸化される。そして、さらにその酸化された部分が一酸化炭素や二酸化炭素として除去される。このようにして、いわゆる化学的研磨が進行する。【００３０】
ここで、研磨定盤１は石英からなるものであり、石英は紫外光に対する透過性が高い。従って、このように研磨定盤１を石英からなるものとすることによって、研磨定盤１の裏面側に配置された紫外光源ランプ２からの紫外光を、効率よく（研磨定盤１を透過する際に低損失で）固体光触媒粒子２０へと照射することが可能となる。【００３１】
また、研磨の際、研磨定盤１の表面や基板３０の被研磨面３０Ａは、赤外光源ランプ３からの赤外光の照射によって加熱されるので、研磨能率がさらに高められることとなる。しかも、研磨定盤１は赤外光をよく吸収する石英により形成されているので、このときの加熱が極めて効果的に行われる。なお、この研磨装置により、ＳｉＣよりなる基板３０を高純度酸化セリウム（ＣｅＯ２）の固体光触媒粒子２０により実際に研磨し、得られた被研磨面３０Ａの表面粗さを調べたところ、Ｒａ＝０．２ｎｍと最も平滑な面に仕上げることができ、良好であった。【００３２】
以上のように本実施の形態の研磨装置では、従来のダイヤモンド砥石等では不可能であった、ＳｉＣやダイヤモンドの基板３０を、サブサーフェスダメージ等を残すことなく極めて平滑に、極めて能率よく、超精密研磨することが可能となる。【００３３】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置の構成を表すものである。この研磨装置は、研磨定盤１１０と、紫外光ＵＶを照射する紫外光照射部１２０とを備え、第１の実施の形態と同様に例えば炭化珪素（ＳｉＣ）やダイヤモンドの基板３０を研磨対象とするものである。【００３４】
研磨定盤１１０は、紫外光ＵＶに対する透明性の高い材料、例えば石英からなる、ほぼ円盤状のものであり、定盤ホルダ１１１により保持されている。また、研磨定盤１１０には回転軸（図示せず）が取りつけられており、この回転軸に対して外部の回転動力源（図示省略）から与えられる回転トルクによって、回転（または左右反復回動）するようになっている。この研磨定盤１１０の表面には、基板ホルダ（図示せず）によって機械的に支持された基板３０の被研磨面３０Ａが、加圧板（図示せず）により高圧、具体的には０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲の圧力で押し付けられ、その状態で研磨が行われるようになっている。研磨定盤１１０の直径は例えば５０ｍｍ、基板１３０は例えば３ｍｍ□ないし５ｍｍ□である。【００３５】
なお、研磨定盤１１０の表面には、第１の実施の形態の研磨定盤１と同様に、図２および図３に示したような多数本の格子状の溝１１が設けられており、これら溝１１に固体光触媒粒子２０が埋め込まれていてもよい。固体光触媒粒子２０としては、第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。溝１１の平面形状、ピッチ、寸法などについては、第１の実施の形態と同様である。【００３６】
紫外光照射部１２０は、研磨定盤１１０の裏面に配置されており、石英製の研磨定盤１１０の裏面からこの研磨定盤１１０を透過して基板３０の被研磨面３０Ａに紫外光ＵＶを照射するためのものである。紫外光ＵＶの波長は、被加工物のバンドギャップエネルギーに相当する波長以下で、例えばダイヤモンドに対しては２５０ｎｍ以下が好ましい。【００３７】
紫外光照射部１２０は、例えば、図示しない紫外光源に連結されたファイバ１２１と、このファイバからの紫外光ＵＶを集光する集光レンズ１２２と、ファイバ１２１および集光レンズ１２２を保持するレンズホルダ１２３とを有している。ファイバ１２１は、例えば、外径Φ１＝８ｍｍ、内径Φ２＝５ｍｍであり、集光レンズ１２２による集光径Φは基板３０の寸法に合わせて例えば３ｍｍ〜５ｍｍ程度、集光レンズ１２２から基板３０の被研磨面３０Ａまでの距離ｄは例えば１０ｍｍとされている。【００３８】
この研磨装置では、研磨定盤１１０の表面にＳｉＣやダイヤモンドからなる基板３０の被研磨面３０Ａを所定の圧力で押し付けた状態で、研磨定盤１１０を回転または回動（往復回転運動）させる。その際、この機械的な研磨動作と並行して、研磨定盤１１０の裏面から紫外光照射部１２０により紫外線ＵＶが照射されるので、基板３０の被研磨面３０Ａが酸化されて化学研磨が進行する。よって、研磨能率が向上する。【００３９】
このように本実施の形態では、紫外光ＵＶに対して透明な研磨定盤１１０の裏面から紫外光照射部１２０により紫外線ＵＶを照射しつつ研磨を行うようにしたので、研磨能率を高めることができ、従来のダイヤモンド砥石等では不可能であった、ＳｉＣやダイヤモンドの基板３０を、サブサーフェスダメージ等を残すことなく極めて平滑に、極めて能率よく、超精密研磨することが可能となる。【００４０】
なお、上記実施の形態において、研磨定盤１１０の表面側に、第１の実施の形態における紫外光源ランプ５と同様な紫外光源ランプを配置してもよい。更に、研磨定盤１１０の表面側に、第１の実施の形態における赤外光源ランプ３と同様な赤外光源ランプを配置し、研磨定盤１１０の表面に赤外光を照射しながら研磨を行うようにしてもよい。【００４１】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置の構成を表すものである。この研磨装置は、研磨定盤１１０が紫外光ＵＶに対して不透明な材料により構成されていることを除いては、第２の実施の形態の研磨装置と同様に構成されている。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。【００４２】
研磨定盤１１０は、樹脂などの紫外光ＵＶに対して不透明な材料、例えばポリウレタンシートにより構成されているが、表面から裏面に向かって貫通する紫外線通過孔１１０Ａを有しており、この紫外線通過孔１１０Ａを介して紫外光ＵＶを基板３０の被研磨面３０Ａに照射することができるようになっている。紫外光照射部１２０は、第２の実施の形態と同様に構成されている。【００４３】
この研磨装置は、第２の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。特に、被加工物がＧａＡｓやＧａＮのように石英より硬度の低い材料であり、ポリウレタンシートなどの樹脂よりなる研磨定盤１１０を用いる場合に有効となる。
【実施例】
【００４４】
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。【００４５】
上記第２の実施の形態で説明した研磨装置により基板１３０の研磨を行った。基板１３０としては、ダイヤモンドピン（単結晶（１００）面）を用いた。研磨前のダイヤモンドピンの直径を計測したところ、３８７．４μｍであった。最初の９時間では、研磨定盤１１０のみを用い、紫外光ＵＶの照射は行わずに研磨を行った。続いて、次の９時間では、研磨定盤１１０の裏面から紫外光ＵＶを照射しながら研磨を行った。研磨中は３分毎にダイヤモンドピンの直径およびその広がりと、ｚ軸方向加工能率とを調べた。ｚ軸方向加工能率を調べるにあたって、傾斜は３０°と仮定した。得られた結果を図６および表１に示す。【００４６】
【表１】
2007007683.tif 000002
【００４７】
また、加工前粗さと研磨後の粗さをそれぞれ調べたところ、加工前粗さはＲａ＝５ｎｍ〜８ｎｍであったのが、研磨後はＲａ＝０．２ｎｍ〜０．４ｎｍになった。特に機械的な研磨ではダイヤモンド（１１１）面は不可能とされているが、本発明による紫外光を用いた研磨方法では３０分でＲａ＝５ｎｍからＲａ＝０．４ｎｍになっている。【００４８】
図６および表１から分かるように、研磨定盤１１０の裏面側から紫外光ＵＶを照射しながら研磨を行った９時間では、研磨定盤１１０のみにより研磨した最初の９時間に比べて、直径の広がり、ｚ軸方向加工能率のいずれについても良好な結果が得られた。すなわち、研磨定盤１１０の裏面から基板３０の被研磨面３０Ａに紫外光ＵＶを照射しつつ研磨を行うようにすれば、研磨能率を高めることができることが分かった。【００４９】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、研磨対象をＳｉＣやダイヤモンドの基板としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはガリウムナイトライド（ＧａＮ）などの基板を用いるようにしてもよい。 
【図１】
2007007683.tif 000003
【図２】
2007007683.tif 000004
【図３】
2007007683.tif 000005
【図４】
2007007683.tif 000006
【図５】
2007007683.tif 000007
【図６】
2007007683.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英からなると共に表面に格子状の溝を有する研磨定盤を用い、前記溝に固体光触媒粒子を埋め込み、炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンドの基板の被研磨面を前記研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に前記研磨定盤の裏面から前記研磨定盤を透過して基板の被研磨面に紫外線を照射し、前記研磨定盤の表面または前記基板の被研磨面のうち少なくとも一方を赤外光の照射によって加熱しつつ、基板を前記研磨定盤に対して相対的に摺動させることにより研磨する
ことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記固体光触媒粒子は、酸化セリウム（ＣｅＯ２），二酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ３）および酸化鉄（Ｆ２Ｏ３）からなる群のうちの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項５】
前記固体光触媒粒子に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項４記載の研磨方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
紫外線を照射することにより前記基板の表面を酸化させて化学研磨を行う
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項１０】
ダイヤモンド（Ｃ）により構成され、請求項１，４，５のうちいずれか１つの方法により研磨された面を有する
ことを特徴とする基板。
【請求項１１】
炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンドの基板の表面を研磨するための研磨装置であって、
石英からなり、表面に格子状の溝を有すると共に前記溝に固体光触媒粒子が埋め込まれた研磨定盤と、
前記基板を保持する基板ホルダと、
前記研磨定盤の裏面側に配置され、前記研磨定盤の裏面から当該研磨定盤を透過して前記研磨定盤の固体光触媒粒子に対して紫外光を照射する紫外光源ランプと、
前記基板ホルダを介して前記基板の被研磨面を前記研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に、前記基板を固体光触媒粒子に対して相対的に擦動させる駆動手段と、
前記基板の被研磨面または前記研磨定盤の表面のうち少なくとも一方を赤外線の照射によって加熱する加熱手段と
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
前記固体光触媒粒子は、酸化セリウム（ＣｅＯ２），二酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ３）および酸化鉄（Ｆ２Ｏ３）からなる群のうち少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド（Ｃ）からなる基板の表面の研磨を行うための研磨方法およびこの方法により得られた基板、並びに研磨装置に関する。
背景技術
［０００２］
ＳｉＣ単結晶は、高硬度で耐熱性や耐蝕性にも優れており、化学的にも極めて安定な化合物である。また、共有結合を持つ化合物半導体であるＳｉＣは、シリコン（Ｓｉ）と比較して、バンドギャップが２倍以上、絶縁破壊電界強度が約１０倍、電子飽和速度が約２倍、熱伝導率が約３倍以上という、優れた特性を有していることから、高温、高速、大電流デバイスや青色発光デバイスなどに有効な材料として注目されている（例えば特許文献１）。
特許文献１：特開平０８−１３９１４０号公報
［０００３］
また、ダイヤモンド単結晶は、機械的強度が最も高く、化学的、熱的にも安定しており、近年では特にワイドバンドギャップ半導体基板に好適な材料として注目されている。
発明の開示
［０００４］
上述のような長所の多いＳｉＣやダイヤモンドを基板として用いるにはその表面を極めて平滑にする必要がある。しかしながら、ＳｉＣやダイヤモンドからなる基板をその被研磨面にサブサーフェスダメージを残すことなく超精密に、かつ能率よく研磨加工することが可能な技術は、実質的には未だ提案されていなかった。
［０００５］
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、炭化珪素（ＳｉＣ）やダイヤモンドなどからなる基板の表面を、サブサーフェスダメージを残すことなく極めて平滑に、しかも能率よく研磨することが可能な研磨方法およびこの方法により得られた基板、並びに研磨装置を提供することにある。
［０００６］
本発明の研磨方法は、石英からなると共に表面に格子状の溝を有する研磨定盤を用い、溝に固体光触媒粒子を埋め込み、炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンドの基板の被研磨面を研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に研磨定盤の裏面から研磨定盤を透過して基
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
板の被研磨面に紫外線を照射し、研磨定盤の表面または基板の被研磨面のうち少なくとも一方を赤外光の照射によって加熱しつつ、基板を研磨定盤に対して相対的に摺動させることにより研磨するものである。なお、本明細書において「高圧」とは、０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲の圧力をいうものとする。
［０００７］
すなわち、本発明の研磨方法では、例えば、ダイヤモンド基板の表面に、固体光触媒粒子が埋め込まれた格子状の溝を有する石英の研磨定盤を高圧で押し付けながら相対的に擦動し、かつ研磨定盤の裏側から基板の表面に対して紫外光を照射することにより、基板の表面が強力に酸化され、超精密な化学研磨が行われる。なお、本明細書においては、「基板」とは、一般的な意味での板状のものに限らず、その厚みや形状は任意のものである。
［０００８］
本発明の研磨方法では、基板の被研磨面または研磨定盤のうち少なくとも一方に例えば赤外線を照射し、加熱する。これにより上記基板の研磨能率が向上する。
［０００９］
また、研磨定盤の表面の溝に埋め込まれた酸化チタンなどの固体光触媒粒子により、研磨効率が高まる。
［００１０］
本発明の基板は、炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド（Ｃ）により構成され、上記方法により研磨された面を有するものである。
［００１１］
本発明の研磨装置は、炭化珪素（ＳｉＣ）またはダイヤモンドの基板の表面を研磨するためのものであって、石英からなり、表面に格子状の溝を有すると共に溝に固体光触媒粒子が埋め込まれた研磨定盤と、基板を保持する基板ホルダと、研磨定盤の裏面側に配置され、研磨定盤の裏面から当該研磨定盤を透過して研磨定盤の固体光触媒粒子に対して紫外光を照射する紫外光源ランプと、基板ホルダを介して基板の被研磨面を研磨定盤の表面に高圧で押し付けると共に、基板を固体光触媒粒子に対して相対的に擦動させる駆動手段と、基板の被研磨面または研磨定盤の表面のうち少なくとも一方を赤外線の照射によって加熱する加熱手段とを備えたものである。
［００１２］
この研磨装置では、例えばダイヤモンド基板の被研磨面が研磨定盤側に保持された固体光触媒粒子に対して接触し相対的に擦動されると共に、固体光触媒粒子に対して紫外光が照射され、これにより基板の表面が酸化され、実質的に化学的な研磨が行われる。
［００１３］
この研磨装置において、例えば赤外光源ランプからなる加熱手段により基板の被研磨面や研磨定盤を加熱することにより、研磨作用がより促進される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
［００１４］
固体光触媒粒子は、具体的には酸化セリウム（ＣｅＯ２），二酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化タングステン（ＷＯ３）および酸化鉄（Ｆ２Ｏ３）からなる群のうちの少なくとも１種であり、更にこれらに酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などを加えた混合剤とするようにしてもよい。
［００１５］
本発明の研磨方法または研磨装置によれば、ＳｉＣやダイヤモンドからなる基板の表面を、サブサーフェスダメージ等を残すことなく極めて平滑に、かつ能率よく研磨することが可能となる。
図面の簡単な説明
［００１６］
［図１］本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の主要部の構成を表す側面図である。
［図２］研磨定盤の表面を拡大して表す平面図である。
［図３］研磨定盤の断面構成を拡大して表す図である。
［図４］本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置の構成を表す側面図である。
［図５］本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置の構成を表す側面図である。
［図６］本発明の実施例の結果を表す図である。
発明を実施するための最良の形態
［００１７］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［００１８］
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の構成を表すものである。この研磨装置は、研磨定盤１と、紫外光源ランプ２と、赤外光源ランプ３とを備え、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）やダイヤモンドの基板３０を研磨対象とするものである。
［００１９］
研磨定盤１は、紫外光に対する透明性の高い材料、例えば石英からなる、ほぼ円盤状のものであり、その中心には回転軸４が取り付けられている。研磨定盤１は、この回転軸４に対して外部の回転動力源（図示省略）から与えられる回転トルクによって、回転（または左右反復回動）するようになっている。
［００２０］
研磨定盤１の表面には多数本の格子状の溝１１が設けられており、これら溝１１には固体光触媒粒子２０が埋め込まれている。固体光触媒粒子２０としては、光触媒機能
【国際調査報告】
2007007683.tif 000009
2007007683.tif 000010
2007007683.tif 000011
2007007683.tif 000012