研磨液以及研磨方法與流程

基于其優選實施方式對本發明進行說明。本實施方式涉及一種研磨液，其是包含高錳酸根離子的研磨液，其包含氧化錳的磨粒和纖維素系表面活性劑或陽離子表面活性劑，并且其pH為5～11。

本實施方式的研磨液的特征之一在于，其含有氧化錳作為磨粒。由此，與使用了通常用于研磨碳化硅基板的二氧化硅磨粒、氧化鋁磨粒的情況相比，本實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效應導致的翹曲和由此引起的破裂。

作為氧化錳，可以適用氧化錳(II)(MnO)、三氧化二錳(III)(Mn2O3)、二氧化錳(IV)(MnO2)、四氧化三錳(II、III)(Mn3O4)等。它們可以使用一種或將兩種以上混合使用。

在無損能夠防止由于Twyman效應導致的翹曲和破裂這樣的效果的范圍，研磨液也可以含有除了氧化錳以外的磨粒。作為除了氧化錳以外的磨粒的種類，可以列舉出氧化鋁、二氧化硅、氧化鈰、氧化鋯、氧化鐵、碳化硅、金剛石。它們可以使用一種或將兩種以上混合使用。

就磨粒來說，從獲得高研磨力的觀點考慮，通過激光衍射散射式粒度分布測定法得到的累積體積50％的粒徑(D50)優選為0.1μm以上；從抑制晶片表面的粗糙的觀點考慮，優選為5.0μm以下。從這些方面考慮，磨粒的通過激光衍射散射式粒度分布測定法得到的累積體積50％的粒徑(D50)更優選為0.15μm～4.5μm，進一步優選為0.2μm～4.0μm。上述的D50具體可通過后述實施例的方法來進行測定。磨粒根據后述的ζ電位的不同而凝聚度不同，上述的D50是考慮了該凝聚度的粒徑。

從提高碳化硅等高硬度材料的研磨速度的觀點和確保磨粒在研磨液中的適當流動性的觀點以及防止凝聚等觀點之類考慮，本發明的研磨液中的氧化錳磨粒的量相對于研磨液的總量優選為0.1質量％～10質量％，更優選為0.2質量％～8質量％，特別優選為0.3質量％～5質量％。此外，本說明書中，在對本發明的研磨液中的成分的量進行說明時，只要沒有特別聲明就是對研磨開始前的研磨液中的量進行說明。

就本發明的研磨液來說，通過合用氧化錳磨粒與高錳酸根離子(MnO4-)，對碳化硅等高硬度材料可得到高研磨力。高錳酸根離子(MnO4-)由高錳酸鹽供給。作為該高錳酸鹽，可以列舉出高錳酸的堿金屬鹽和高錳酸的堿土金屬鹽、高錳酸的銨鹽等。從容易獲得性的觀點和提高本發明的研磨液的研磨效率的觀點考慮，作為成為高錳酸根離子(MnO4-)源的高錳酸鹽優選高錳酸的堿金屬鹽，特別是更優選高錳酸鈉或高錳酸鉀。它們可以使用一種或將兩種以上混合使用。

從充分提高抑制由于使用弱酸和其可溶性鹽導致的研磨速度降低的效果的觀點考慮，研磨液中的高錳酸根離子(MnO4-)的量相對于研磨液的總量優選為0.1質量％以上。另外，從確保操作研磨液的安全性的觀點、存在就算增加添加量而研磨速度也飽和的傾向的觀點等考慮，研磨液中的高錳酸根離子(MnO4-)的量相對于研磨液的總量更優選為20.0質量％以下。從這些觀點考慮，高錳酸根離子(MnO4-)的量相對于研磨液的總量更優選為0.1質量％～20.0質量％，進一步優選為1.0質量％～10質量％。高錳酸根離子(MnO4-)的量可以通過離子色譜法、吸光光度分析法來進行測定。

本實施方式的研磨液的另一特征在于：其含有纖維素系表面活性劑或陽離子表面活性劑。本申請的發明人發現了：通過在以特定pH范圍使用上述特定磨粒的條件下具有上述特定種類的表面活性劑，能夠在使C面和Si面的研磨速度為高速的同時使雙面的研磨速度比接近1，由此有效地防止由于Twyman效應導致的翹曲和破裂。如后述的比較例4～7所示，在使用除了特定種類的表面活性劑以外的表面活性劑的情況下，Si面的研磨速度大幅降低，無法得到上述效果。