研磨組合物和使用該研磨組合物的基板的研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于研磨高硬度且高脆性的基板材料的研磨組合物、和使用該研磨組 合物的基板的研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 藍(lán)寶石基板近年來(lái)較多地作為L(zhǎng)ED用的GaN外延層生長(zhǎng)用基板。藍(lán)寶石基板的用 途范圍不斷擴(kuò)大，也被用于智能手機(jī)、平板電腦終端等的蓋玻璃（cover glass)等。
[0003] 另外，碳化硅基板由于耐熱性、耐電壓性優(yōu)異，因此作為電動(dòng)車、混合動(dòng)力車、太陽(yáng) 能發(fā)電、信息設(shè)備、家電等中所使用的高效率的功率半導(dǎo)體器件用的基板材料，其實(shí)用化不 斷被推進(jìn)。
[0004] 例如，藍(lán)寶石基板是由采用CZ法等制造的單晶錠，以能夠得到所希望的晶面的方 式較薄地切片而得到的。進(jìn)行切片而得到的藍(lán)寶石基板，使用兩面研磨機(jī)，利用例如包含碳 化硅質(zhì)磨粒（稱為GC磨粒）的漿液來(lái)研磨兩面，從而被平坦化。由于在利用GC磨粒研磨 后的藍(lán)寶石基板上殘留有研磨痕、加工改性層等，因此通常為了除去它們而實(shí)施進(jìn)一步的 研磨處理。
[0005] 在該研磨處理中有研磨（lapping)工序和/或拋光（polishing)工序。在研磨工 序中，將混有磨粒的漿液滴加到平臺(tái)上，一邊使藍(lán)寶石基板和平臺(tái)旋轉(zhuǎn)一邊施加載荷，由此 將藍(lán)寶石基板的表面進(jìn)行鏡面研磨。
[0006] 拋光工序是在使用藍(lán)寶石基板作為L(zhǎng)ED用的使GeN外延層生長(zhǎng)的基板的情況下為 了進(jìn)一步提高表面品質(zhì)而進(jìn)行的。在拋光工序中，利用包含膠體二氧化硅等磨粒的漿液進(jìn) 一步研磨。由此能夠進(jìn)一步減小表面粗糙度。
[0007] 作為這樣的研磨處理的一例，曾提出了利用在作為水性介質(zhì)的多元醇中混合了作 為自由磨粒的金剛石的漿液研磨藍(lán)寶石基板的方法（參照專利文獻(xiàn)1)。另外，曾提出了通 過(guò)在使用膠體二氧化硅作為研磨劑的漿液中添加鹽化合物，來(lái)提高研磨劑的分散性，使藍(lán) 寶石基板的研磨速率提高的技術(shù)（參照專利文獻(xiàn)2)。
[0008] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特表2008-531319號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2011-40427公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 如上所述，制造如藍(lán)寶石那樣的高硬度和高脆性材料的單晶較困難，而且即使在 對(duì)基板進(jìn)行加工的技術(shù)和研磨藍(lán)寶石基板的技術(shù)中也有許多困難。作為藍(lán)寶石基板的研磨 處理，曾提出了如引用文獻(xiàn)1、2那樣的技術(shù)，但即使使用這些技術(shù)，在加工成本的降低上依 然有限。特別是在提高研磨速率方面，期望進(jìn)一步的改良。
[0013] 因此，本發(fā)明的課題是提供針對(duì)如藍(lán)寶石基板那樣的高硬度和高脆性材料能夠提 高研磨速率的研磨組合物、和使用該研磨組合物的基板研磨方法。
[0014] 本發(fā)明人為解決上述課題而專心研宄的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過(guò)一種研磨組合物可解決上 述的課題，所述研磨組合物具有：包含金剛石的磨粒；以研磨組合物總量為基準(zhǔn)的特定量 的、選自氯化氫和溴化氫中的至少1種物質(zhì)與堿金屬的鹽；和分散介質(zhì)。
[0015] 即，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0016] [1] -種研磨組合物，配合有：包含金剛石的磨粒；選自氯化氫和溴化氫中的至少 1種物質(zhì)的堿金屬鹽；和分散介質(zhì)，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，該堿金屬鹽為〇. 05質(zhì)量％以 上10質(zhì)量％以下，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，該分散介質(zhì)中的水為2. 0質(zhì)量％以上40質(zhì) 量％以下，
[0017] [2]根據(jù)上述[1]所述的研磨組合物，其還配合有高分子化合物，所述高分子化合 物相對(duì)于研磨組合物總量為0. 05質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下，
[0018] [3]根據(jù)[2]所述的研磨組合物，所述高分子化合物是選自聚羧酸、聚羧酸的鹽、 聚磺酸和聚磺酸的鹽中的至少1種，
[0019] [4]根據(jù)上述[1]~[3]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，所述分散介質(zhì)為混合物，所 述混合物包含選自乙二醇、二甘醇和丙二醇中的單獨(dú)1種或2種以上、和水，
[0020] [5]根據(jù)[1]~[4]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，所述金剛石的平均粒徑為 0· 5μηι以上IOym以下，
[0021] [6]根據(jù)[5]所述的研磨組合物，所述金剛石的平均粒徑為1 μπι以上8 μπι以下，
[0022] [7]根據(jù)[6]所述的研磨組合物，所述金剛石的平均粒徑為2 μπι以上6 μπι以下，
[0023] [8]根據(jù)[1]~[7]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，所述包含金剛石的磨粒的含量相 對(duì)于研磨組合物總量為〇. 03質(zhì)量％以上3質(zhì)量％以下，
[0024] [9]根據(jù)[8]所述的研磨組合物，所述包含金剛石的磨粒的含量相對(duì)于研磨組合 物總量為〇. 06質(zhì)量％以上1. 5質(zhì)量％以下，
[0025] [10]根據(jù)[9]所述的研磨組合物，所述包含金剛石的磨粒的含量相對(duì)于研磨組合 物總量為〇. 09質(zhì)量％以上I. 0質(zhì)量％以下，
[0026] [11]根據(jù)[1]~[10]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，所 述堿金屬鹽為〇. 1質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，
[0027] [12]根據(jù)[11]所述的研磨組合物，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，所述堿金屬鹽為 0. 5質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下，
[0028] [13]根據(jù)[1]~[12]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，所 述分散介質(zhì)中的水為2. 0質(zhì)量％以上30質(zhì)量％以下，
[0029] [14]根據(jù)[13]所述的研磨組合物，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，所述分散介質(zhì)中的 水為2. 0質(zhì)量％以上20質(zhì)量％以下，
[0030] [15]根據(jù)[1]~[14]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，所述分散介質(zhì)的含量相對(duì)于研 磨組合物總量為60質(zhì)量％以上且低于99. 95質(zhì)量％，
[0031] [16]根據(jù)[15]所述的研磨組合物，所述分散介質(zhì)的含量相對(duì)于研磨組合物總量 為70質(zhì)量％以上且低于99. 95質(zhì)量％，
[0032] [17]根據(jù)[16]所述的研磨組合物，所述分散介質(zhì)的含量相對(duì)于研磨組合物總量 為80質(zhì)量％以上且低于99. 95質(zhì)量％，
[0033] [18]根據(jù)[2]~[17]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，相對(duì)于研磨組合物總量，配合 有0. 1質(zhì)量％以上1質(zhì)量％以下的所述高分子化合物，
[0034] [19]根據(jù)[18]所述的研磨組合物，相對(duì)于研磨組合物總量，配合有0. 2質(zhì)量％以 上0. 7質(zhì)量％以下的所述高分子化合物，
[0035] [20]根據(jù)[1]~[19]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物，所述堿金屬鹽為溴化鉀，
[0036] [21] -種基板的研磨方法，使用[1]~[20]的任一項(xiàng)所述的研磨組合物對(duì)基板進(jìn) 行研磨，所述基板包含選自藍(lán)寶石、碳化硅、氮化鎵和氮化鋁中的至少1種材料，
[0037] [22]根據(jù)上述[21]所述的基板的研磨方法，所述基板為藍(lán)寶石基板，為發(fā)光二極 管用基板。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供針對(duì)如藍(lán)寶石基板那樣的尚硬度和尚脆性材料能夠提尚研 磨速率的研磨組合物、和使用該研磨組合物的基板的研磨方法。
【具體實(shí)施方式】
[0039] [研磨組合物]
[0040] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的研磨組合物，配合有：包含金剛石的磨粒；選自氯化氫 和溴化氫中的至少1種物質(zhì)的堿金屬鹽；和分散介質(zhì)，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，該堿金屬 鹽為0. 05質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，以研磨組合物總量為基準(zhǔn)，該分散介質(zhì)中的水為2. 0 質(zhì)量％以上40質(zhì)量％以下。
[0041] 本實(shí)施方式涉及的研磨組合物用于由高硬度和高脆性材料形成的基板的研磨。作 為高硬度和高脆性材料，可舉出選自藍(lán)寶