本发明专利技术提供一种即使对碳化硅和氮化镓等高硬度材料也可以高研磨速度进行研磨的研磨剂浆料。本发明专利技术的研磨剂浆料由含有氧化锰粒子和锰酸根离子的浆料构成，用于研磨以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料。本发明专利技术的浆料中，氧化锰粒子优选在1.0质量％以上，氧化锰优选为二氧化锰，锰酸根离子优选为高锰酸根离子。如果采用本发明专利技术的研磨剂浆料，则即使是碳化硅和氮化镓等高硬度的难以切削的材料也可高速地平滑研磨。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种即使对碳化硅和氮化镓等高硬度材料也可以高研磨速度进行研磨的研磨剂浆料。本专利技术的研磨剂浆料由含有氧化锰粒子和锰酸根离子的浆料构成，用于研磨以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料。本专利技术的浆料中，氧化锰粒子优选在1.0质量％以上，氧化锰优选为二氧化锰，锰酸根离子优选为高锰酸根离子。如果采用本专利技术的研磨剂浆料，则即使是碳化硅和氮化镓等高硬度的难以切削的材料也可高速地平滑研磨。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于研磨高硬度材料的研磨剂浆料，特别涉及可高速且平滑地研磨碳化硅和氮化镓等高硬度材料的研磨技术。
技术介绍
半导体器件中，在被称为所谓的功率器件的电子半导体元件中，为了高耐压化和大电流化，作为基板提出了使用碳化硅、氮化镓、金刚石等代替以往使用的硅。由于这些碳化硅等制造的基板与硅基板相比具有大带隙，因而可以耐受更高的电压。可以认为，碳化硅和氮化镓等制造的基板具有高耐压特性是由于构成碳化硅等的原子的原子排列比硅密集。另一方面，碳化硅和氮化镓等制造的基板由于硬度特别高，有使用以往使用的研磨剂几乎无法研磨的问题。碳化硅等由于如上所述原子排列密集，是硬度特别高的物质，碳化硅和氮化镓是莫氏硬度9、金刚石是莫氏硬度10的高硬度材料。研磨这些高硬度材料，作为研磨粒子，使用金刚石、氧化铝等硬度高的材料。但是，如果使用金刚石等研磨，只进行机械研磨，容易因此在基板在产生缺陷和形变，有器件的可靠性欠缺的可能性。基板硬度越高，这样的倾向就越被强调。为了应对上述问题，作为碳化硅和氮化镓这样的高硬度材料的研磨材料，提出了在氧化硅和氧化铝等研磨粒子中添加过氧化氢、臭氧、高锰酸等氧化性溶液的方案(专利文献I~3)。此外，提出了通过在使用氧化铬的同时使用粉末或液体氧化剂来提高研磨力的研磨材料(专利文献4)，和通过使用特定形状的研磨粒子、在不添加氧化性溶液的情况下来提高研磨力的研磨材料(专利文献5)。接着，作为研磨粒子和氧化剂，还提出了可适用的材料(专利文献6、7、8)。进一步，为了高硬度材料的研磨处理，还提出了通过对氧化硅和碳化硅研磨粒子进行涂覆而在最表层上配置了二氧化锰的方案(专利文献9)。 现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2009 - 238891号公报专利文献2:日本专利特开2010 - 182782号公报专利文献3:日本专利特表2011-513991号公报专利文献4:日本专利特开2001 - 205555号公报专利文献5:日本专利特开2011 - 121153号公报专利文献6:日本专利特开2000 - 160138号公报专利文献7:日本专利特表2002-526594号公报专利文献8:国际公开W02010/120784号公报专利文献9:美国专利申请公开第2010/0258528号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述，虽然提出了多种研磨材料，但由于碳化硅和氮化镓等高硬度材料极难切削，即使在使用了这些研磨材料的情况下，与以往作为基板使用的硅等相比，其研磨速度也非常缓慢。另外，如专利文献9，在通过涂覆等在最表层配置了二氧化锰的磨粒中添加高锰酸进行研磨处理的情况下，如果使用莫氏硬度6以下的磨粒则可高效地研磨处理高硬度材料，但不能避免浆料的研磨能力的经时劣化。特别地，被指出在长时间使用，即循环连续使用浆料的情况下并不适合。在这样的背景下，本专利技术提供一种即使是对高硬度材料也可以以高研磨速度平滑地进行研磨的研磨剂浆料，该研磨剂浆料可容易地制造，且可循环连续使用。解决技术问题所采用的技术方案解决上述问题的本专利技术涉及一种研磨剂浆料，该研磨剂浆料由含有氧化锰粒子和锰酸根离子的浆料构成，浆料中的锰酸根离子在0.1质量％以上，其用于研磨以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料。如果如本专利技术的研磨剂浆料这样使固体状的氧化锰粒子在浆料中与锰酸根离子共存，则在研磨碳化硅和氮化镓等高硬度构件的情况下，也可发挥高研磨力。此处，本专利技术中“莫氏硬度”指以设定为1~10的10个级别的标准物质为基准，代表损伤容易度指标的硬度基准。作为以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料，可例举碳化硅、氮化镓、金刚石等。认为本专利技术的研磨剂浆料发挥高研磨力的原因是，利用浆料中可产生各种氧化值的金属元素的氧化性粒子、和由与构成该氧化性粒子的金属元素相同的金属元素构成的更具氧化力的高价离子的共存，通过其金属原子的氧化值的变动，促进浆料中的氧化性粒子与离子之间的可逆反应，该可逆反应可变换为相对于所研磨的物质的微观.化学表面状态发挥出更合适的研磨特性的形态。于是，本【专利技术者】着眼于发生该氧化值变动的金属元素锰，在同时使用氧化锰粒子和锰酸根离子的情况下，发现了发挥特别高的研磨力的研磨剂浆料，从而想到了本专利技术。本专利技术的研磨剂浆料中，作为氧化锰粒子可采用氧化锰(I I) Mn O、三氧化二锰(III) Μη203、二氧化锰(IV) MnO2、四氧化三锰Mn3O4等，特别理想的是氧化力高的二氧化锰。另外，作为锰酸根离子，可采用MnO4 ―、MnO42 ―、MnO43 ―、MnO46 —等，特别理想的是具有高氧化性能的高锰酸根离子(Μη04—)。在研磨剂浆料中同时含有二氧化锰(MnO2)和高锰酸根离子(MnO4-)的情况下，研磨力特别高。本专利技术的研磨剂浆料中的锰酸根离子在0.1质量％以上。即使在5.0质量％以上也未发现使用初期的研磨力的进一步提高，另一方面，如果超过3.0质量％则浆料的循环使用能力有降低的倾向。为此，本专利技术的研磨剂浆料中的锰酸根离子优选在0.1质量％~3.0质量％。这里，研磨剂浆料中锰酸根离子的含量可利用离子色谱仪和吸光光度分析法测定。另外，研磨剂浆料中的氧化锰粒子优选1.0质量％以上，特别优选2.0质量％以上。这样的研磨剂浆料的研磨力特别高。另外，研磨剂浆料的处理上，为了确保合适的流动性，优选35质量％以下，特别优选10质量％以下。本专利技术中，在研磨剂浆料中锰酸根离子与氧化锰的摩尔浓度比优选0.01以上，更优选0.2以上的比例。氧化锰的摩尔浓度指，将作为研磨粒子的各个氧化锰粒子的重量使用对应的分子量对物质的量进行换算后，除以溶剂重量，作为摩尔浓度算出的值。对于锰酸根离子，也以锰酸根离子供给物质使用与上述氧化锰的摩尔浓度同样的方法算出。研磨剂浆料优选中性至碱性，即优选pH5.5以上，进一步优选pH7以上。更优选PH5.5~ρΗΙΟ.5，进一步，最优选pH7~10。本专利技术的研磨剂浆料中所含的锰酸根离子虽然已知通常在酸性溶液中会发挥高氧化性能，但另一方面，与锰酸根离子共存的氧化锰粒子有在酸性下难以维持分散状态而易于凝集的倾向，凝集的粒子有时会划伤研磨对象。此外，由于在强碱性下锰酸根离子会被迅速地还原成氧化锰，因而有不能发挥高氧化性能的倾向。本专利技术的研磨剂浆料在研磨以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料的情况下有效。而且，在重复使用本专利技术的研磨剂浆料的情况下也可进行长时间研磨处理。本专利技术的研磨剂浆料不像以往那样通过氧化性液体的分解来发挥研磨作用，其特征是，通过来源于氧化锰粒子的锰离子和锰酸根离子的平衡使研磨作用持续来进行研磨处理。为此，研磨剂浆料不仅像以往那样一次性(流挂)使用，而且在重复(循环)使用中也可长时间维持高表面精度的研磨处理。如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种研磨剂浆料，其特征在于，由含有氧化锰粒子和锰酸根离子的浆料构成，浆料中的锰酸根离子在0.1质量％以上，其用于研磨以莫氏硬度计硬度在8以上的高硬度材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤龙一，丸山阳兵，小池淳，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。