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公開番号2025063882
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2024228463,2023571422
出願日2024-12-25,2023-06-20
発明の名称研磨材スラリー及びその研磨方法
出願人三井金属鉱業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250409BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】分散性に優れ、且つ、高い研磨レートを示す研磨材スラリーを提供する。
【解決手段】本発明の研磨材スラリーは、酸化マンガン粒子を含む酸化マンガン砥粒と、過マンガン酸イオンと、リン酸類と、を有し、酸化マンガン砥粒の含有量が0.5質量%以上20質量%以下であり、過マンガン酸イオンの含有量が0.5質量%以上3.2質量%以下であり、リン酸類の含有量が0.01質量%以上0.1質量%以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化マンガン粒子を含む酸化マンガン砥粒と、
過マンガン酸イオンと、
リン酸類と、
を有することを特徴とする研磨材スラリー。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記リン酸類が、無機リン化合物であることを特徴とする請求項１に記載の研磨材スラリー。
【請求項３】
前記無機リン化合物が、ピロリン酸化合物であることを特徴とする請求項２に記載の研磨材スラリー。
【請求項４】
セルロース系界面活性剤、およびまたは陽イオン界面活性剤をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載の研磨材スラリー。
【請求項５】
前記セルロース系界面活性剤が、カルボキシメチルセルロースを含有することを特徴とする請求項４に記載の研磨材スラリー。
【請求項６】
前記酸化マンガン砥粒の含有量が０．５質量％以上２０質量％以下であり、
前記過マンガン酸イオンの含有量が０．５質量％以上３．２質量％以下であり、
前記リン酸類の含有量が０．０１質量％以上０．１質量％以下であることを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の研磨材スラリー。
【請求項７】
前記酸化マンガン砥粒の含有量が０．５質量％以上２０質量％以下であり、
前記過マンガン酸イオンの含有量が０．５質量％以上３．２質量％以下であり、
前記リン酸類の含有量が０．０１質量％以上０．１質量％以下であり、
前記セルロース系界面活性剤、およびまたは前記陽イオン界面活性剤の総含有量が１．０質量％以下であることを特徴とする請求項４、又は５に記載の研磨材スラリー。
【請求項８】
請求項１～５の何れか１つに記載の研磨材スラリーを用いて被研磨物を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項９】
請求項６に記載の研磨材スラリーを用いて被研磨物を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の研磨材スラリーを用いて被研磨物を研磨することを特徴とする研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材スラリー及びその研磨方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのうち、いわゆるパワーデバイスと呼ばれる電力用半導体素子においては、基板として従来用いられてきたシリコンに代えて、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム、ダイヤモンド等を用いることにより、高耐圧化や大電流化が求められている。これらの材料からなる基板は、従来のシリコン基板と比較して大きなバンドギャップを持つことから、より高い電圧に耐えることが可能となる。
【０００３】
その中でも、炭化ケイ素からなる基板（以下、ＳｉＣ基板という。）は、硬度、耐熱性、科学的安定性に優れるだけでなく、コストの面からも優れている。一方、ＳｉＣ基板は、従来のシリコン基板と比較して硬度が高いことから、ＳｉＣ基板の製造工程の内、ＳｉＣ基板の表面を鏡面に仕上げる工程、いわゆるＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械研磨）法等による研磨工程で用いられる研磨材スラリーとして、例えば特許文献１に開示された砥粒として酸化マンガン粒子を含有する研磨材スラリーが開発されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－０７１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたような、砥粒として酸化マンガン粒子を含有する研磨材スラリーは、分散性が不十分なものが多く、研磨材スラリーがドロドロした液状であることから、研磨材スラリーを供給する供給チューブ内に詰まりやすいという不具合が生じていた。また、研磨処理の際には、研磨材スラリーが被研磨物であるＳｉＣ基板の表面や、研磨に用いられる研磨パッド等の装置に付着することにより、研磨処理後の研磨パッドや、ＳｉＣ基板を洗浄する際にも、研磨材スラリーが落としにくく、洗浄処理に時間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて、分散性に優れ、且つ高い研磨レートを示す研磨材スラリー及び研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の研磨材スラリーは、酸化マンガン粒子を含む酸化マンガン砥粒と、過マンガン酸イオンと、リン酸類と、を有することを特徴とする。
本発明の研磨材スラリーは、酸化マンガン粒子を含む酸化マンガン砥粒と、過マンガン酸イオンと、リン酸類と、を有することにより、分散性に優れ、高い研磨レートを示す。
【０００８】
酸化マンガン砥粒に含まれる酸化マンガン粒子は、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、三酸化二マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ
２
Ｏ
３
）、二酸化マンガン（ＩＶ）（ＭｎＯ
２
）、四酸化三マンガン（ＩＩ、ＩＩＩ）（Ｍｎ
３
Ｏ
４
）等が挙げられる。なお、酸化マンガン砥粒は、１種、又は２種以上の酸化マンガン粒子を混同したものでもよい。
【０００９】
また、酸化マンガン砥粒は、本発明の研磨材スラリーの被研磨物である、例えばＳｉＣ基板に対する、トワイマン効果による反り及び割れを防止できるという効果を損ねない範囲において、上述した酸化マンガン粒子以外の砥粒を含有したものでもよい。酸化マンガン粒子以外の砥粒として、Ｍｇ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｅ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒのうちから選ばれる少なくとも一種の元素の酸化物、水酸化物、炭化物などの化合物、その他炭素材料等が挙げられる。具体的には、アルミナ、シリカ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄、水酸化マグネシウム、水酸化セリウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ダイヤモンドが挙げられる。これらは１種、又は２種以上を混合して用いてもよい。また、酸化マンガン粒子が、酸化マンガン粒子以外の砥粒と複合化、例えば酸化マンガン粒子が酸化マンガン粒子以外の砥粒により表面被覆されたものや、酸化マンガン粒子が酸化マンガン粒子以外の砥粒の表面を被覆したものであってもよい。
【００１０】
また、酸化マンガン砥粒は、レーザ回折・散乱式粒度分布測定法による積算体積５０％の粒径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上であると、高い研磨力を有する観点から好ましく、５．０μｍ以下であると、被研磨物である、例えばＳｉＣ基板の表面の荒れを抑制する観点で好ましい。よって、酸化マンガン砥粒は、レーザ回折・散乱式粒度分布測定法による積算体積５０％の粒径（Ｄ５０）が０．１５μｍ以上４．５μｍ以下であるとより好ましく、０．２μｍ以上４．０μｍ以下であるとさらに好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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