[发明专利]研磨液以及研磨方法

说明书

本发明的研磨液包含氧化锰的磨粒、高锰酸根离子和纤维素系表面活性剂或阳离子表面活性剂，pH为5～11。上述纤维素系表面活性剂优选为羧甲基纤维素或其衍生物。所述阳离子表面活性剂还优选具有季铵离子部位。上述纤维素系表面活性剂或上述阳离子表面活性剂的浓度还优选相对于上述研磨液的总量为0.01质量％～1.0质量％。

技术领域

本发明涉及包含氧化锰的磨粒和高锰酸根离子的研磨液以及使用了该 研磨液的研磨方法。

背景技术

就半导体器件之中被称为所谓功率器件的电力用半导体元件来说，从 高耐压化、大电流化的目的考虑而提出了使用碳化硅(SiC)、氮化镓、金 刚石等来代替以往所使用的硅作为基板。与硅基板相比，由这些材料制成 的基板具有大带隙，因此能够承受更高的电压。其中，碳化硅基板的硬度、 耐热性、化学稳定性、成本等优异，被广泛用作半导体器件材料。

就SiC基板来说，例如对SiC的块状单晶晶锭进行磨削而加工成圆柱 状，然后使用线锯等切片加工成圆板状，对外周部进行倒角而精加工成规 定直径，进而通过机械磨削法对圆板状SiC基板的表面实施磨削处理，由 此调整凹凸和平行度。之后，对表面实施CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)法等机械化学研磨，由此将表面精加工成镜面。 在SiC基板的制造过程中，基于CMP法的研磨作为将产生于SiC基板表面 的粗糙、起伏去除的方法或者将由外延层与SiC基板的表面层叠而成的晶 片上的配线等导致的凹凸平坦化的方法而被广泛采用。

就碳化硅基板来说，已知：根据碳化硅的晶体结构，通常是其一个面 成为C原子排列于表面的C面、与该一个面相向的另一面成为Si原子排列 于表面的Si面。因此，在碳化硅基板的研磨中，在以一种研磨液就Si面的 研磨和C面的研磨双面同时进行研磨的情况下，通常Si面与C面的研磨速 率会不同(通常C面：Si面＝3：1)。由此，通常是就Si面研磨用和C面 研磨用准备两种研磨液来对每个单面进行研磨。

但是，为了提高研磨作业的效率，希望能够以一种研磨液对碳化硅基 板的双面进行研磨，特别优选双面同时进行研磨的双面研磨。

作为对SiC基板进行双面研磨的方法，专利文献1记载了下述CMP法： 在使用氧化铝作为研磨剂的同时使用高锰酸钾作为氧化剂，对于在SiC基 板的成膜面即Si面上成膜有外延膜的面和C面双面通过CMP以使C面和 成膜后的Si面的加工选择比为3.0以上的方式实施双面研磨加工。

另外，专利文献2记载了使用下述研磨液的方法：该研磨液是含有研 磨材料、钒酸盐和供氧剂的CMP用研磨液，用于研磨材料的研磨材料颗粒 是具有核壳结构的颗粒，核层含有铝(Al)等的氧化物，并且壳层含有氧 化铈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US2016133465A1

专利文献2：日本特开2015-229748号公报

发明内容

以往通常是对SiC基板进行单面研磨而非双面研磨，其原因在于：如 上所述，在现有的大部分研磨液的情况下C面的研磨速度远高于Si面，与 之相伴地由于Twyman效应而容易使研磨后的SiC基板产生C面侧凹陷的 翘曲，因该翘曲而容易产生破裂。

但是，专利文献1所记载的发明的目的在于使在作为成膜面的Si面上 成膜有外延膜的Si面中的外延层的削除为最小限度并将C面的粗糙去除， 但是如上所述必须使C面与Si面的加工选择比(即研磨速度比)增大为3 以上，其是针对与解决上述的由于Twyman效应而容易使研磨后的SiC基 板产生破裂的问题完全相反的方向。

另外，在专利文献2中，其表1中的实施例即CMP用研磨液No.1～ 10的绝大部分是C面/Si面的研磨速度比为3.0以上，由此可知在使C面/Si 面的研磨速度比接近1来防止研磨后的SiC基板中的翘曲和由此产生的破 裂这一方面并不够。