[发明专利]蓝宝石研磨用浆液和蓝宝石的研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于电子器件材料、光学部件、钟表、电绝缘材料、窗材等的蓝宝石表面的研磨工序中所采用的蓝宝石研磨用浆液与蓝宝石的研磨方法。

背景技术

近年，伴随期待下一代照明的LED的普及，用作其衬底材料的蓝宝石的需求日益增加。目前的LED的几乎大部分通过以生长于蓝宝石衬底上的GaN膜为基础的方式制造，为了将蓝宝石用作LED衬底，其表面的研磨加工是必不可少的工序。但是，蓝宝石从化学上是非常稳定的，另外，属于莫氏(Mohs)硬度为9的极硬的原材料，由此，研磨加工困难、加工时间长，此外，为了增加其供给量，必须导入新的研磨加工设备，由此，成本高。另外，同样在当前的蓝宝石的研磨加工中，所采用的金刚石磨粒的价格高，这也是研磨的成本提高的一个原因。当务之急是即使根据LED用的蓝宝石衬底，仍降低其生产成本。为了增加蓝宝石衬底的供给量，同时降低制造成本，希望实现研磨工时的削减、研磨时间的缩短的方面的改善。

但是，对于蓝宝石的研磨，从研磨前的状态(比如，结束SiC的研磨加工等的一次研磨工序后的状态)起，还必须要求至少两个工序以上的研磨工序。即，针对结束一次研磨的蓝宝石，一般进行精加工前的研磨加工，比如，采用金刚石磨粒和铜或锡等的坚硬平台，对其进行研磨，采用包括硅溶胶的研磨用浆液，另外通过借助化学作用和机械作用而使平面平坦化的化学机械研磨加工(Chemical Mechanical Polishing：CMP)，对其进行最终的精加工。

针对作为蓝宝石的最终精研磨加工的采用包括上述硅溶胶的研磨用浆液的研磨方法，比如，对于采用在日本特开2009-28814号公报中公开的调节了浆液的pH和ζ电位的包含氧化硅的CMP用研磨液，对蓝宝石衬底进行研磨的方法等，在过去提出有几种。

但是，在以日本特开2009-28814号公报中记载的方法为首的，采用硅溶胶、氧化硅的现有的研磨方法中，研磨速度尚不充分，无法获得省略精加工工序前的研磨工序，到可缩短加工时间、削减工时的充分的研磨速度。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是针对上述这样的情况而提出的，本发明的目的在于提供蓝宝石研磨用的研磨浆液和蓝宝石的研磨方法，其中，在蓝宝石的研磨时，即使缩短研磨工时和研磨时间的情况下，仍获得大于等于现有的程度的研磨速度和平滑面。

用于解决课题的技术方案

本发明人等对通过CMP而对蓝宝石衬底进行研磨时的研磨用浆液的组成、采用该浆液而研磨的场合的研磨速度、以及研磨面的特性之间的关系进行了深入探讨，其结果是发现，在研磨用浆液中包含的磨粒采用氧化铝而代替硅溶胶，将该浆液控制在指定的pH的强碱区域，若采用该浆液进行CMP的研磨，在此场合，特别是研磨速度显著地提高，研磨工序的工时可削减，于是得出本发明。

(1)本发明的蓝宝石研磨用浆液的特征在于，其包含氧化铝磨粒，pH在10.0～14.0的范围内，特别是优选在11.5～13.5的范围内。

(2)另外，本发明的上述(1)所述的蓝宝石研磨用浆液的特征在于，氧化铝磨粒的含量在0.01～50重量%的范围内，特别是优选在1～15重量%的范围内。

(3)此外，本发明的上述(1)或(2)所述的蓝宝石研磨用浆液的特征在于，氧化铝磨粒的平均粒径在0.05～10μm的范围内。

(4)还有，本发明的上述(1)～(3)中的任何一项所述的蓝宝石研磨用浆液的特征在于，上述磨粒的氧化铝结晶相的α化率在1～100%的范围内。

(5)本发明的蓝宝石的研磨方法的特征在于，通过上述(1)～(4)中的任何一项所述的蓝宝石研磨用浆液进行化学机械研磨。

发明的效果

按照以氧化铝磨粒为基础，将其pH调节到10.0～14.0的强碱区域而得到的本发明的研磨用浆液，以及采用它的蓝宝石研磨方法，由于与以硅溶胶为基础的研磨用浆液的现有的精研磨方法相比较，即使为更优良的研磨速度，仍可获得与现有的方法的研磨的场合相同的精研磨面，故可缩短精研磨时间。

另外，在获得所希望的表面粗糙度的蓝宝石时，可省略采用硅溶胶的精加工工序的在先工序，可通过一个工序完成按照至少两个工序进行的现有的蓝宝石的研磨工序，由此，研磨时间大幅度地被缩短，实现用于研磨的成本的大幅度的削减。

附图说明

图1为针对将氧化铝用作磨粒的研磨浆液、将硅溶胶用作磨粒的研磨浆液中，各浆液的pH与采用该浆液对蓝宝石进行研磨时的研磨速度之间的相关性的曲线图；