研磨液以及研磨方法与流程

研磨液以及研磨方法与流程

基于其优选实施方式对本发明进行说明。本实施方式涉及一种研磨液，其是包含高锰酸根离子的研磨液，其包含氧化锰的磨粒和纤维素系表面活性剂或阳离子表面活性剂，并且其pH为5～11。

本实施方式的研磨液的特征之一在于，其含有氧化锰作为磨粒。由此，与使用了通常用于研磨碳化硅基板的二氧化硅磨粒、氧化铝磨粒的情况相比，本实施方式的研磨液容易使C面/Si面研磨速度比接近1而易于防止由于Twyman效应导致的翘曲和由此引起的破裂。

作为氧化锰，可以适用氧化锰(II)(MnO)、三氧化二锰(III)(Mn2O3)、二氧化锰(IV)(MnO2)、四氧化三锰(II、III)(Mn3O4)等。它们可以使用一种或将两种以上混合使用。

在无损能够防止由于Twyman效应导致的翘曲和破裂这样的效果的范围，研磨液也可以含有除了氧化锰以外的磨粒。作为除了氧化锰以外的磨粒的种类，可以列举出氧化铝、二氧化硅、氧化铈、氧化锆、氧化铁、碳化硅、金刚石。它们可以使用一种或将两种以上混合使用。

就磨粒来说，从获得高研磨力的观点考虑，通过激光衍射散射式粒度分布测定法得到的累积体积50％的粒径(D50)优选为0.1μm以上；从抑制晶片表面的粗糙的观点考虑，优选为5.0μm以下。从这些方面考虑，磨粒的通过激光衍射散射式粒度分布测定法得到的累积体积50％的粒径(D50)更优选为0.15μm～4.5μm，进一步优选为0.2μm～4.0μm。上述的D50具体可通过后述实施例的方法来进行测定。磨粒根据后述的ζ电位的不同而凝聚度不同，上述的D50是考虑了该凝聚度的粒径。

从提高碳化硅等高硬度材料的研磨速度的观点和确保磨粒在研磨液中的适当流动性的观点以及防止凝聚等观点之类考虑，本发明的研磨液中的氧化锰磨粒的量相对于研磨液的总量优选为0.1质量％～10质量％，更优选为0.2质量％～8质量％，特别优选为0.3质量％～5质量％。此外，本说明书中，在对本发明的研磨液中的成分的量进行说明时，只要没有特别声明就是对研磨开始前的研磨液中的量进行说明。

就本发明的研磨液来说，通过合用氧化锰磨粒与高锰酸根离子(MnO4-)，对碳化硅等高硬度材料可得到高研磨力。高锰酸根离子(MnO4-)由高锰酸盐供给。作为该高锰酸盐，可以列举出高锰酸的碱金属盐和高锰酸的碱土金属盐、高锰酸的铵盐等。从容易获得性的观点和提高本发明的研磨液的研磨效率的观点考虑，作为成为高锰酸根离子(MnO4-)源的高锰酸盐优选高锰酸的碱金属盐，特别是更优选高锰酸钠或高锰酸钾。它们可以使用一种或将两种以上混合使用。

从充分提高抑制由于使用弱酸和其可溶性盐导致的研磨速度降低的效果的观点考虑，研磨液中的高锰酸根离子(MnO4-)的量相对于研磨液的总量优选为0.1质量％以上。另外，从确保操作研磨液的安全性的观点、存在就算增加添加量而研磨速度也饱和的倾向的观点等考虑，研磨液中的高锰酸根离子(MnO4-)的量相对于研磨液的总量更优选为20.0质量％以下。从这些观点考虑，高锰酸根离子(MnO4-)的量相对于研磨液的总量更优选为0.1质量％～20.0质量％，进一步优选为1.0质量％～10质量％。高锰酸根离子(MnO4-)的量可以通过离子色谱法、吸光光度分析法来进行测定。

本实施方式的研磨液的另一特征在于：其含有纤维素系表面活性剂或阳离子表面活性剂。本申请的发明人发现了：通过在以特定pH范围使用上述特定磨粒的条件下具有上述特定种类的表面活性剂，能够在使C面和Si面的研磨速度为高速的同时使双面的研磨速度比接近1，由此有效地防止由于Twyman效应导致的翘曲和破裂。如后述的比较例4～7所示，在使用除了特定种类的表面活性剂以外的表面活性剂的情况下，Si面的研磨速度大幅降低，无法得到上述效果。