(57)【要約】      （修正有）【課題】４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板や６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の仕上げ研磨工程ではコロイダルシリカを含有したｐＨ７〜１０の研磨用組成物が知られている。しかしこれは結晶面を研磨する能力が低いため、仕上げ研磨に要する時間が極めて長くなるという問題があった。また、ピットなどの表面欠陥が発生しやすいという問題もあった。本発明は（０００−１）Ｃ面を好適に研磨することができる研磨用組成物を提供する。【解決手段】  本発明の研磨用組成物は、炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で主に使用されるものであり、オルト過ヨウ素酸やメタ過ヨウ素酸ナトリウムなどのヨウ素化合物を含有し、コロイダルシリカなどの砥粒を必要に応じてさらに含有する。この研磨用組成物のｐＨは８以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、ヨウ素化合物を含有してｐＨが８以下である研磨用組成物。
【請求項２】
砥粒をさらに含有する請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記ヨウ素化合物がヨウ素酸、過ヨウ素酸又はそれらの塩からなる請求項１又は２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記研磨対象物が炭化ケイ素単結晶からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途、特に六方晶炭化ケイ素単結晶基板のような炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板や６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板などの炭化ケイ素単結晶基板は通常、ダイヤモンド砥粒を含むスラリーを用いて基板の表面を予備研磨する工程と、予備研磨した基板の表面を仕上げ研磨する工程とを経て製造される。仕上げ研磨においては、予備研磨により基板の表面に生じる非晶質の加工変質層が除去されるとともに、加工変質層の除去の後に露出する基板の結晶面が平坦化される。この仕上げ研磨の際に使用される研磨用組成物としては、特許文献１に開示されているように、コロイダルシリカを含有したｐＨ７〜１０の研磨用組成物が知られている。しかしながら、特許文献１の研磨用組成物は結晶面を研磨する能力が低いため、特許文献１の研磨用組成物を用いた場合には仕上げ研磨に要する時間が極めて長くなるという問題があった。また、特許文献１の研磨用組成物を用いて六方晶炭化ケイ素単結晶基板である４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を研磨すると、ピットなどの表面欠陥が発生しやすいという問題もあった。
【特許文献１】特開２００４−２９９０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の目的は、（０００−１）Ｃ面を好適に研磨することができる研磨用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、半導体単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、ヨウ素化合物を含有してｐＨが８以下である研磨用組成物を提供する。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、砥粒をさらに含有する請求項１に記載の研磨用組成物を提供する。
請求項３に記載の発明は、前記ヨウ素化合物がヨウ素酸、過ヨウ素酸又はそれらの塩からなる請求項１又は２に記載の研磨用組成物を提供する。
【０００６】
請求項４に記載の発明は、前記研磨対象物が炭化ケイ素単結晶からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨用組成物を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、（０００−１）Ｃ面を好適に研磨することができる研磨用組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の研磨用組成物は、所定量のヨウ素化合物とコロイダルシリカゾルを混合し、必要に応じて水で希釈することにより製造される。従って、本実施形態の研磨用組成物は、砥粒としてのコロイダルシリカ、ヨウ素化合物及び水から実質的になる。本実施形態の研磨用組成物は、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を研磨する用途、より具体的には４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を研磨する用途で使用される。
【０００９】
研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量が０．０５質量％よりも少ない場合、さらに言えば０．１質量％よりも少ない場合、もっと言えば１質量％よりも少ない場合には、研磨用組成物が十分な研磨能力が有さない虞がある。従って、より高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は０．０５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上、最も好ましくは１質量％以上である。一方、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量が４０質量％よりも多い場合、さらに言えば３５質量％よりも多い場合、もっと言えば３０質量％よりも多い場合には、研磨速度が飽和に近づいてあまり上昇しなくなるので経済的でない。従って、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は４０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５質量％以下、最も好ましくは３０質量％以下である。
【００１０】
平均一次粒子径が５ｎｍよりも小さいコロイダルシリカ、さらに言えば平均一次粒子径が１５ｎｍよりも小さいコロイダルシリカ、もっと言えば平均一次粒子径が２５ｎｍよりも小さいコロイダルシリカは、（０００−１）Ｃ面を研磨する能力があまり高くない。従って、より高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１５ｎｍ以上、最も好ましくは２５ｎｍ以上である。一方、コロイダルシリカの平均一次粒子径が１２０ｎｍよりも大きい場合、さらに言えば１００ｎｍよりも大きい場合、もっと言えば８５ｎｍよりも大きい場合には、研磨用組成物が十分な研磨能力を発揮するためには研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量をかなり高くする必要が生じる。従って、研磨用組成物のコスト低減のためには、研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径は１２０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以下、最も好ましくは８５ｎｍ以下である。なお、コロイダルシリカの平均一次粒子径は、例えばＢＥＴ法により測定される比表面積から算出される。
【００１１】
研磨速度の向上のために研磨用組成物に含まれるヨウ素化合物はヨウ素酸、過ヨウ素酸及びそれらの塩のいずれであってもよいが、中でも過ヨウ素酸又は過ヨウ素酸塩であることが好ましく、より好ましくはオルト過ヨウ素酸（Ｈ５ＩＯ６）又はメタ過ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ４）である。過ヨウ素酸及び過ヨウ素酸塩はヨウ素酸及びヨウ素酸塩に比べて酸化還元電位が高く酸化力が強い点で好ましく、オルト過ヨウ素酸及びメタ過ヨウ素酸ナトリウムは他の過ヨウ素酸及び過ヨウ素酸塩に比べて入手が容易である点で好ましい。
【００１２】
研磨用組成物中のヨウ素化合物の含有量が０．１ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば１ｇ／Ｌよりも少ない場合、もっと言えば５ｇ／Ｌよりも少ない場合には、あまり高い研磨速度で（０００−１）Ｃ面を研磨することができない虞がある。従って、より高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物中のヨウ素化合物の含有量は０．１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは１ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは５ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中のヨウ素化合物の含有量が５００ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば２５０ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば１００ｇ／Ｌよりも多い場合には研磨パッドの劣化が早まる虞があり、それに加えて研磨用組成物に含まれるヨウ素化合物がヨウ素酸塩又は過ヨウ素酸塩である場合には、研磨用組成物中に沈殿が生じる虞もある。従って、こうした不具合を避けるためには、研磨用組成物中のヨウ素化合物の含有量は５００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは２５０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは１００ｇ／Ｌ以下である。
【００１３】
研磨用組成物のｐＨは、（０００−１）Ｃ面の好適な研磨を実現するためには８以下であることが必須である。ただし、たとえｐＨが８以下であってもｐＨが高くなるにつれて（０００−１）Ｃ面を研磨する研磨用組成物の能力は低下する傾向がある。従って、より高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物のｐＨは７．５以下であることが好ましく、より好ましくは７以下である。一方、研磨用組成物のｐＨが低すぎると、研磨機が腐食されやすくなる。従って、研磨機の腐食を防ぐという観点からすると、研磨用組成物のｐＨは０．５以上であることが好ましく、より好ましくは０．８以上、最も好ましくは１以上である。
【００１４】
本実施形態によれば以下の利点が得られる。
・  本実施形態の研磨用組成物は、従来の研磨用組成物に比べて、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を高い研磨速度で研磨する能力を有する。これは、本実施形態の研磨用組成物に含まれているヨウ素酸、過ヨウ素酸又はそれらの塩からなるヨウ素化合物がｐＨ８以下の領域において（０００−１）Ｃ面を酸化するのに十分な酸化力を発揮するためと考えられる。
【００１５】
・  表面欠陥の一種であるピットは、研磨対象物の研磨されやすい部分の研磨が研磨されにくい部分の研磨に比べて速やかに進行する結果生じるものであり、研磨速度が高いほど発生しにくい。従って、従来の研磨用組成物に比べて（０００−１）Ｃ面を高い研磨速度で研磨する能力を有する本実施形態の研磨用組成物を用いて研磨した後の（０００−１）Ｃ面には、従来の研磨用組成物を用いて研磨した後の（０００−１）Ｃ面に比べて、ピットが少ない。
【００１６】
前記実施形態は次のように変更されてもよい。
・  前記実施形態の研磨用組成物に含まれる砥粒は、フュームドシリカのようなコロイダルシリカ以外のシリカであってもよいし、あるいはアルミナ又は酸化クロムであってもよい。ただし、シリカ（特にコロイダルシリカ）を用いた場合には、アルミナや酸化クロムを用いた場合に比べて、研磨後の研磨対象物の表面に傷が生じにくいので、好ましくはシリカ（特にコロイダルシリカ）である。
【００１７】
・  前記実施形態の研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカを省いてもよい。すなわち、前記実施形態の研磨用組成物は、ヨウ素化合物及び水から実質的になるものであってもよい。ただし、より高い研磨速度を得るためには、コロイダルシリカなどの砥粒を含有することが好ましい。
【００１８】
・  前記実施形態の研磨用組成物には必要に応じてｐＨ調整剤や防腐剤、消泡剤のような公知の添加剤を添加してもよい。
・  前記実施形態の研磨用組成物は、（０００１）Ｓｉ面を除く（０００−１）Ｃ面以外の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の面を研磨する用途で使用されてもよい。あるいは、３Ｃ−ＳｉＣ単結晶基板のような立方晶炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用されてもよい。また、炭化ケイ素単結晶基板以外の炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用されてもよいし、あるいは炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物以外の研磨対象物を研磨する用途で使用されてもよい。ただし、前記実施形態の研磨用組成物は、従来の研磨用組成物に比べて、炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物、とりわけ４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を研磨する能力が特に高い。従って、炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する用途で使用されることが好ましく、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を研磨する用途で使用されることがより好ましい。
【００１９】
次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。
砥粒、ヨウ素化合物又はそれに代わる化合物、及びｐＨ調整剤を適宜に混合し、必要に応じて水で希釈することにより実施例１〜１６及び比較例１〜１１の研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物中の砥粒、ヨウ素化合物又はそれに代わる化合物及びｐＨ調整剤の詳細並びに各研磨用組成物のｐＨは表１に示すとおりである。
【００２０】
まず、平均粒子径０．５μｍの多結晶ダイヤモンド砥粒を含むスラリーを用いて表２に示す研磨条件で炭化ケイ素単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を予備研磨した。その後、予備研磨した炭化ケイ素単結晶基板の（０００−１）Ｃ面を実施例１〜１６及び比較例１〜１１の各研磨用組成物を用いて表３に示す研磨条件で仕上げ研磨した。仕上げ研磨前後の基板の重量を測定し、その測定値から算出した研磨速度を表１の“研磨速度”欄に示す。
【００２１】
また、仕上げ研磨後の（０００−１）Ｃ面を光学式顕微鏡により倍率５０倍で観察した。その観察結果に基づいて各研磨用組成物による表面欠陥の発生状況について評価した結果を表１の“表面状態”欄に示す。同欄中、○は、ピット、段差及び面あれが認められなかったことを示し、×は、ピット、段差及び面あれのいずれかが認められたことを示す。なお、仕上げ研磨に先立って予備研磨後の（０００−１）Ｃ面を光学式顕微鏡により倍率５０倍で観察したときには、ピット、段差及び面あれはいずれの場合も認められなかった。
【００２２】
【表１】
2007027663.tif 000002
【００２３】
【表２】
2007027663.tif 000003
【００２４】
【表３】
2007027663.tif 000004
表１に示すように、実施例１〜１６の研磨用組成物によれば、特許文献１の研磨用組成物に相当する比較例１をはじめとして比較例２〜１１の研磨用組成物に比べて、高い研磨速度が得られた。また実施例１〜１６の研磨用組成物は研磨後の表面状態に関しても満足できるものであった。
【００２５】
前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する研磨方法。これによれば、（０００−１）Ｃ面を好適に研磨することができる研磨方法が提供される。
【００２６】
・  請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて炭化ケイ素単結晶からなる研磨対象物を研磨する工程を経て得られる研磨製品。これによれば、（０００−１）Ｃ面が好適に研磨された研磨製品が提供される。