化合物半导体基板研磨用的研磨液和化合物半导体基板的研磨方法与流程

本发明涉及化合物半导体基板研磨用的研磨液和化合物半导体基板的研磨方法。

背景技术：

1、近年来，比使用硅单晶基板形成的现有器件的耐压性高并且可进行大电流控制的功率器件受到了关注。功率器件例如形成在sic(碳化硅)单晶基板的一面侧。

2、已知在sic单晶基板的一面侧形成器件之前，对该一面侧实施cmp(chemicalmechanical polishing，即化学机械研磨)(例如参见专利文献1)。专利文献1所记载的研磨方法中，在利用卡盘工作台吸引保持sic单晶基板的状态下，一边向固定磨粒垫与sic单晶基板之间供给研磨液一边对sic单晶基板进行研磨。

3、专利文献1中特别记载了，通过在研磨液中使用高锰酸钾(kmno4)和硝酸铈铵((nh4)2ce(no3)6)，能够得到最高的研磨速率。

4、例如，专利文献1中记载了，在使研磨垫的转速(即主轴的转速)为495rpm、使卡盘工作台的转速为500rpm、使从研磨垫向卡盘工作台的压力为1kgf/cm2、使具有3％高锰酸钾和0.16％硝酸铈铵的研磨液的流量为0.15l/min的情况下，实现了197nm/min的研磨速率。对于研磨速率，197nm/min相当于11.82μm/h。另外，对于压力，1kgf/cm2相当于约98kpa。

5、以往对4英寸(约100mm)的sic单晶基板进行了上述研磨，在用于对具有大于4英寸的直径的基板进行研磨的研磨装置中，在研磨装置的性能上，有时不能施加大于50kpa的压力。

6、在遵从preston定律的研磨中，研磨速率与压力相应地增加，但要求即使施加至sic单晶基板的压力比以往降低，也可实现高于现有研磨速率的高研磨速率。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2012-253259号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于通过对研磨液进行改良而实现高于以往的研磨速率。

3、用于解决课题的手段

4、根据本发明的一个方式，提供一种化合物半导体基板研磨用的研磨液，其具备溶解有高锰酸盐和水溶性化合物的水溶液，该水溶性化合物是强酸和过渡金属元素化合而成的，该过渡金属元素包含第3族元素、镧系元素和第4族元素中的至少一种元素，该水溶液中包含的铵离子和氨的浓度为该第3族元素、该镧系元素和该第4族元素的浓度以下。

5、优选该高锰酸盐的浓度为0.6wt％以上，该水溶性化合物的浓度为0.3wt％以上。

6、还优选该高锰酸盐的浓度为4.8wt％以下，该水溶性化合物的浓度为2.4wt％以下。

7、根据本发明的另一方式，提供一种化合物半导体基板的研磨方法，对化合物半导体基板进行研磨，其中，该方法具备下述工序：保持工序，利用研磨装置的卡盘工作台保持该化合物半导体基板；以及研磨工序，在使具有磨粒的研磨垫与该化合物半导体基板的一面接触的状态下，一边从该研磨垫向该化合物半导体基板供给研磨液一边对该化合物半导体基板进行研磨，该研磨液具备溶解有高锰酸盐和水溶性化合物的水溶液，该水溶性化合物是强酸和过渡金属元素化合而成的，该过渡金属元素包含第3族元素、镧系元素和第4族元素中的至少一种元素，该水溶液中包含的铵离子和氨的浓度为该第3族元素、该镧系元素和该第4族元素的浓度以下。

8、发明效果

9、本发明的一个方式的研磨液具备溶解有高锰酸盐和水溶性化合物(其是强酸和过渡金属元素化合而成的)的水溶液。过渡金属元素包含第3族元素、镧系元素和第4族元素中的至少一种元素。

10、特别是研磨液中包含的铵离子和氨的浓度为第3族元素、镧系元素和第4族元素的浓度以下。由此，与铵离子和氨高于该浓度的情况相比，能够较高地维持由高锰酸根离子所带来的针对化合物半导体基板的一面的氧化作用。

11、若将化合物半导体基板的一面侧氧化，则与该一面侧未被氧化的情况相比，能够将被氧化的该一面侧利用研磨垫顺利地削除。通过像这样降低铵离子和氨的浓度，与使用高锰酸钾和硝酸铈铵作为研磨液的情况相比，能够实现高研磨速率。

技术特征：

1.一种化合物半导体基板研磨用的研磨液，其特征在于，

2.如权利要求1所述的化合物半导体基板研磨用的研磨液，其特征在于，该高锰酸盐的浓度为0.6wt％以上，该水溶性化合物的浓度为0.3wt％以上。

3.如权利要求1或2所述的化合物半导体基板研磨用的研磨液，其特征在于，该高锰酸盐的浓度为4.8wt％以下，该水溶性化合物的浓度为2.4wt％以下。

4.一种化合物半导体基板的研磨方法，对化合物半导体基板进行研磨，其特征在于，

技术总结
本发明涉及化合物半导体基板研磨用的研磨液和化合物半导体基板的研磨方法，与使用高锰酸钾和硝酸铈铵作为研磨液的情况相比，实现高研磨速率。本发明提供一种化合物半导体基板研磨用的研磨液，其具备溶解有高锰酸盐和水溶性化合物(其是强酸和过渡金属元素化合而成的)的水溶液，过渡金属元素包含第3族元素、镧系元素和第4族元素中的至少一种元素，水溶液中包含的铵离子和氨的浓度为第3族元素、镧系元素和第4族元素的浓度以下。

技术研发人员：酒井步
受保护的技术使用者：株式会社迪思科
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16