本發明涉及研磨用組合物。詳細而言，涉及在碳化硅單結晶等高硬度材料的研磨中使用的研磨用組合物。
需要說明的是，本國際申請基于2014年11月7日申請的日本專利申請第2014-227388號及2015年6月29日申請的日本專利申請第2015-130440號主張優先權，其申請的全部內容作為參照被并入本說明書中。
背景技術：
金剛石、藍寶石(氧化鋁)、碳化硅、碳化硼、碳化鎢、氮化硅、氮化鈦等高硬度材料的表面通常通過向研磨平板供給金剛石磨粒而進行的研磨(打磨(lapping))來加工。但是，對于使用金剛石磨粒的打磨，由于劃痕的產生、殘留等，容易產生缺陷、變形。因此，研究了在使用金剛石磨粒的打磨后或代替該打磨，使用研磨墊并向該研磨墊和研磨對象物之間供給研磨漿料而進行的研磨(拋光(polishing))。作為公開這種現有技術的文獻，可列舉出專利文獻1～3。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利申請公開2011-121153號公報
專利文獻2：日本專利申請公開2012-248569號公報
專利文獻3：日本專利申請公開2014-24154號公報
技術實現要素：
發明要解決的問題
在上述現有技術文獻中，提出了通過拋光中使用的漿料(研磨用組合物)的含有成分(磨粒、氧化劑等)的研究，改善了研磨速率(單位時間去除研磨對象物的表面的量)、表面平滑性。但是，即使通過這樣的技術，也未充分滿足研磨速率相關的實用的要求水平，仍然有改善的余地。
本發明是鑒于上述實際情況而作出的，其主要目的在于，提供在上述高硬度材料的研磨中能有效地提高研磨速率的研磨用組合物。相關的另一目的在于，提供使用上述研磨用組合物制造研磨物的方法。
用于解決問題的方案
根據本發明，提供用于對具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料進行研磨的研磨用組合物。就該研磨用組合物而言，該研磨用組合物的氧化還原電位orpx[mv]與前述研磨對象材料的氧化還原電位orpy[mv]的關系滿足下述式(1)。
orpx-orpy≥100mv(1)
這樣通過使用氧化還原電位比研磨對象材料高100mv以上的研磨用組合物，能大幅提高研磨速率。
此處公開的研磨用組合物的優選的一個方案中，前述研磨用組合物包含磨粒及研磨助劑。而且，前述研磨用組合物中的前述磨粒的含量w[重量％]與前述研磨助劑的含量c[重量％]的關系滿足下述式(2)。
w/c≥1.5(2)
利用上述研磨用組合物，能更適當地發揮提高研磨速率的效果。
此處公開的研磨用組合物的優選的一個方案中，前述研磨用組合物包含磨粒。而且，前述研磨用組合物中的磨粒的含量w[重量％]、前述研磨用組合物的氧化還原電位orpx[mv]、以及前述研磨對象材料的氧化還原電位orpy[mv]的關系滿足下述式(3)。
(orpx-orpy)×w≥1000(3)
利用上述研磨用組合物，能更適當地發揮提高研磨速率的效果。
此處公開的研磨用組合物的優選的一個方案中，前述磨粒的含量w為4重量％～10重量％。若在這樣的磨粒的含量的范圍內，則能實現更高的研磨速率。
此處公開的技術可以優選以前述研磨用組合物的氧化還原電位orpx為750mv～1500mv的范圍、前述研磨對象材料的氧化還原電位orpy為500mv～700mv的范圍的形態實施。若orpx及orpy分別在上述范圍內，則能更適當地發揮提高研磨速率的效果。
此處公開的研磨用組合物的優選的一個方案中，ph在8～11的范圍內。對于ph處于上述范圍內的研磨用組合物，能適當地發揮本發明的應用效果。
另外，根據本發明，提供研磨物的制造方法。該制造方法包括：向由具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料構成的研磨對象物供給此處公開的任意研磨用組合物來對該研磨對象物進行研磨。根據所述制造方法，能夠有效地提供具有經研磨的高硬度材料表面的研磨物。
具體實施方式
以下，對本發明的適當的實施方式進行說明。需要說明的是，對于本說明書中特別提及的事項以外、且對本發明的實施為必需的事項，可以作為基于本領域的現有技術的本領域技術人員的慣用手段來把握。本發明可以基于本說明書中公開的內容和本領域中的技術常識而實施。
<研磨對象物>
此處公開的研磨用組合物用于對具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料(高硬度材料)進行研磨。研磨對象材料的維氏硬度優選為1800hv以上(例如2000hv以上、典型而言2200hv以上)。對維氏硬度的上限沒有特別限定，可以為大致7000hv以下(例如5000hv以下、典型而言3000hv以下)。需要說明的是，在本說明書中，維氏硬度可以基于jisr1610：2003來測定。與上述jis標準相對應的國際標準是iso14705：2000。
作為具有1500hv以上的維氏硬度的材料，可列舉出：金剛石、藍寶石(氧化鋁)、碳化硅、碳化硼、碳化鎢、氮化硅、氮化鈦等。此處公開的研磨方法可以優選對機械穩定并且化學穩定的上述材料的單結晶表面應用。其中，研磨對象物表面優選由碳化硅構成。碳化硅作為功率損耗少、耐熱性等優異的半導體基板材料而受到期待，改善其表面性狀在實用上的優點特別大。此處公開的研磨用組合物特別優選對碳化硅的單結晶表面應用。
研磨對象材料相對于標準氫電極的氧化還原電位(oxidation-reductionpotential)orpy只要與研磨用組合物的氧化還原電位orpx之間滿足后述的(1)式的關系，就沒有特別限制。此處公開的技術可優選對orpy為大致500mv～700mv(例如大致600mv～700mv)的研磨對象材料應用。需要說明的是，在本說明書中，研磨對象材料的氧化還原電位orpy采用如下的值：使該材料的粉末分散于水中而制成漿料，用ph調節劑(例如氫氧化鉀(koh))將該漿料調節為與后述研磨用組合物相同的ph后，使用市售的氧化還原電位計對該漿料的氧化還原電位進行測定而得到的值。另外，本說明書中所提及的研磨用組合物的氧化還原電位及研磨對象材料的氧化還原電位表示在液溫25℃下測定的、相對于標準氫電極的氧化還原電位的值。
<研磨用組合物>
(氧化還原電位orpx)
對于此處公開的研磨用組合物，該研磨用組合物的氧化還原電位orpx比研磨對象材料(構成研磨對象物的表面的材料)的氧化還原電位orpy[mv]高100mv以上。即，orpx[mv]與orpy[mv]的關系滿足下述式(1)。
orpx-orpy≥100mv(1)
這樣通過使用氧化還原電位比研磨對象材料高100mv以上的研磨用組合物，研磨速率提高，能效率良好地對前述具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料進行研磨。
orpx比orpy高100mv以上即可，從研磨效率等觀點出發，優選高200mv以上(例如300mv以上)。另外，從容易獲得更高品質的表面等觀點出發，orpx減去orpy的值(orpx-orpy)優選為1000mv以下、更優選為800mv以下、進一步優選為500mv以下。例如通過使orpx-orpy的值為100mv以上且500mv以下，能以更高水平實現兼顧研磨效率和研磨后的表面平滑性。
對于orpx，只要與orpy之間滿足前述(1)式的關系就沒有特別限制，從研磨效率等觀點出發，優選為750mv以上、更優選為800mv以上(例如900mv以上)。對orpx的上限沒有特別限定，從容易獲得更高品質的表面等觀點出發，優選為1500mv以下、更優選為1200mv以下、進一步優選為1000mv以下。
orpx可以通過例如改變研磨用組合物中所含的磨粒和/或研磨助劑(例如在拋光中表現出使研磨對象物表面氧化變質的作用的助劑)的種類、或改變磨粒與研磨助劑的含量比來調整。即，通過適當地選擇磨粒及研磨助劑的種類、磨粒與研磨助劑的含量比，可以將orpx調整為此處公開的適當的前述關系及前述范圍。此外，作為將orpx調整為適當的前述關系及前述范圍的方法，可以采用改變該組合物的ph等方法。控制上述orpx的方法可以單獨使用或組合使用。
(磨粒)
此處公開的研磨用組合物典型而言包含磨粒。對于磨粒的材質、性狀，只要研磨用組合物與研磨對象材料之間氧化還原電位滿足前述(1)式的關系，就沒有特別限制。例如，磨粒可以為無機顆粒、有機顆粒及有機無機復合顆粒中任意種。例如可列舉出實質上由二氧化硅顆粒、氧化鋁顆粒、氧化鈰顆粒、氧化鉻顆粒、二氧化鈦顆粒、氧化鋯顆粒、氧化鎂顆粒、二氧化錳顆粒、氧化鋅顆粒、氧化鐵顆粒等氧化物顆粒；氮化硅顆粒、氮化硼顆粒等氮化物顆粒；碳化硅顆粒、碳化硼顆粒等碳化物顆粒；金剛石顆粒；碳酸鈣、碳酸鋇等碳酸鹽；等中任意者構成的磨粒。磨粒可以單獨使用1種，也可以組合使用2種以上。其中，二氧化硅顆粒、氧化鋁顆粒、氧化鈰顆粒、氧化鉻顆粒、氧化鋯顆粒、二氧化錳顆粒、氧化鐵顆粒等氧化物顆粒由于能效率良好地形成良好的表面，因此優選。其中，更優選氧化鋁顆粒、氧化鋯顆粒、氧化鉻顆粒、氧化鐵顆粒，特別優選氧化鋁顆粒。
需要說明的是，在本說明書中，關于磨粒的組成，“實質上由x形成”或“實質上由x構成”是指，x在該磨粒中所占的比率(x的純度)以重量基準計為90％以上(優選95％以上、更優選97％以上、進一步優選98％以上、例如99％以上)。
使用氧化鋁顆粒作為磨粒的情況下，研磨用組合物中所含的氧化鋁顆粒在全部磨粒中所占的比率大體較高時是有利的。例如，研磨用組合物中所含的氧化鋁顆粒在全部磨粒中所占的比率優選為70重量％以上、更優選為90重量％以上、進一步優選為95重量％以上(例如95～100重量％)。
另外，此處公開的研磨用組合物優選實質上不含金剛石顆粒作為磨粒。金剛石顆粒由于其高硬度而可能成為限制平滑性提高的主要因素。另外，由于金剛石顆粒通常昂貴，因此在性價比方面不能說是有利的材料，從實用方面出發，理想的是對金剛石顆粒等高價材料的依賴度低。
從研磨效率等觀點出發，磨粒的維氏硬度優選為800hv以上、更優選為1200hv以上、進一步優選為1500hv以上。對磨粒的維氏硬度的上限沒有特別限定，從兼顧研磨效率和研磨后的表面平滑性的觀點出發，優選為3000hv以下、更優選為2000hv以下、進一步優選為1700hv以下。需要說明的是，在本說明書中，磨粒的維氏硬度采用基于上述jisr1610：2003對作為磨粒使用的材料進行測定而得到的值。
另外，磨粒的維氏硬度優選與構成研磨對象物的表面的材料(研磨對象材料)的維氏硬度同等或比其低。通過使磨粒的硬度在與研磨對象材料的硬度的相對關系方面受到限制，從而有抑制平滑性的劣化的傾向。磨粒的維氏硬度更優選比研磨對象材料的維氏硬度低300hv以上(例如500hv以上)。從提高平坦性的觀點出發，磨粒的維氏硬度與研磨對象材料的維氏硬度的差異優選為1000hv以內(例如800hv以內)。
磨粒的平均二次粒徑通常為20nm以上，從研磨效率等觀點出發，優選為100nm以上、更優選為200nm以上(例如400nm以上)。利用具有上述平均二次粒徑的磨粒，能實現更高的研磨速率。從充分確保每單位重量的個數的觀點出發，磨粒的平均二次粒徑的上限設為大致5000nm以下是適當的。從更高度地兼顧研磨效率及研磨后的表面平滑性的觀點出發，上述平均二次粒徑優選為3000nm以下、更優選為2000nm以下(例如800nm以下)。
對于磨粒的平均二次粒徑，對于小于500nm的顆粒，例如可以通過使用了日機裝株式會社制的型號“upa-ut151”的動態光散射法、以體積平均粒徑(體積基準的算術平均粒徑；mv)的形式來測定。另外，對于500nm以上的顆粒，可以通過使用了beckmancoulter,inc.制的型號“multisizer3”的小孔電阻法等以體積平均粒徑的形式來測定。
對于研磨用組合物中的磨粒的含量w，只要研磨用組合物與研磨對象材料之間氧化還原電位滿足前述(1)式的關系，就沒有特別限制，通常設為1重量％以上是適當的，優選為2重量％以上、更優選為超過3重量％、進一步優選為4重量％以上、特別為優選5重量％以上。若為這樣的磨粒的含量w，則orpx有效地提高，其結果orpx-orpy變大，因此能夠效率良好地提高研磨速率。另外，從高度兼顧研磨效率和研磨后的表面平滑性的觀點、獲得良好的分散性的觀點出發，研磨用組合物中的磨粒的含量w通常設為50重量％以下是適當的，優選為20重量％以下、更優選為10重量％以下、進一步優選為8重量％以下。
(研磨助劑)
此處公開的研磨用組合物優選包含研磨助劑。研磨助劑為增進基于拋光的效果的成分，典型而言可以使用水溶性物質。對研磨助劑不做特別限定性的解釋，認為通過在拋光中表現出使研磨對象物表面變質(典型而言氧化變質)的作用并帶來研磨對象物表面的脆化，從而有助于基于磨粒的研磨。
作為研磨助劑的種類，只要研磨用組合物與研磨對象材料之間氧化還原電位滿足前述(1)式的關系，就沒有特別限制。例如，作為研磨助劑，可列舉出：過氧化氫等過氧化物；硝酸、作為其鹽的硝酸鐵、硝酸銀、硝酸鋁、作為其絡合物的硝酸鈰銨等硝酸化合物；過一硫酸、過二硫酸等過硫酸、作為其鹽的過硫酸銨、過硫酸鉀等過硫酸化合物；氯酸、其鹽、高氯酸、作為其鹽的高氯酸鉀等氯化合物；溴酸、作為其鹽的溴酸鉀等溴化合物；碘酸、作為其鹽的碘酸銨、高碘酸、作為其鹽的高碘酸鈉、高碘酸鉀等碘化合物；鐵酸、作為其鹽的鐵酸鉀等鐵酸類；高錳酸、作為其鹽的高錳酸鈉、高錳酸鉀等高錳酸類；鉻酸、作為其鹽的鉻酸鉀、二鉻酸鉀等鉻酸類；釩酸、作為其鹽的釩酸銨、釩酸鈉、釩酸鉀等釩酸類；高釕酸或其鹽等釕酸類；鉬酸、作為其鹽的鉬酸銨、鉬酸二鈉等鉬酸類；高錸酸或其鹽等錸酸類；鎢酸、作為其鹽的鎢酸二鈉等鎢酸類。它們可以單獨使用1種，也可以適宜組合使用2種以上。其中，優選高錳酸或其鹽、鉻酸或其鹽、鐵酸或其鹽，特別優選高錳酸鈉、高錳酸鉀。通過采用這些化合物作為研磨助劑，從而orpx有效地提高，能夠效率良好地提高研磨速率。
優選的一個方案中，研磨用組合物包含復合金屬氧化物作為研磨助劑。作為上述復合金屬氧化物，可列舉出：硝酸金屬鹽、鐵酸類、高錳酸類、鉻酸類、釩酸類、釕酸類、鉬酸類、錸酸類、鎢酸類。其中，更優選鐵酸類、高錳酸類、鉻酸類，進一步優選高錳酸類。
進一步優選的一個方案中，作為上述復合金屬氧化物，使用具有1價或2價的金屬元素(其中，不包括過渡金屬元素在內。)、和周期表的第4周期過渡金屬元素的復合金屬氧化物cmo。通過包含所述復合金屬氧化物cmo作為研磨助劑，從而orpx有效地提高，結果orpx-orpy變大，因此能夠效率良好地提高研磨速率。作為上述1價或2價的金屬元素的適宜的例子，可列舉出：na、k、mg、ca。其中，更優選na、k。作為周期表的第4周期過渡金屬元素的適宜的例子，可列舉出：fe、mn、cr、v、ti。其中，更優選fe、mn、cr，進一步優選mn。
此處公開的研磨用組合物包含復合金屬氧化物(優選復合金屬氧化物cmo)作為研磨助劑的情況下，可以還包含除復合金屬氧化物以外的研磨助劑、也可以不包含。此處公開的技術也可以優選以實質上不包含除復合金屬氧化物(優選復合金屬氧化物cmo)以外的研磨助劑(例如過氧化氫)作為研磨助劑的形態實施。
對于研磨用組合物中的研磨助劑的含量c，只要研磨用組合物與研磨對象材料之間氧化還原電位滿足前述(1)式的關系，就沒有特別限制，通常設為0.1重量％以上是適當的。從研磨效率等觀點出發，上述含量c優選0.5重量％以上、更優選1重量％以上。另一方面，若研磨助劑的含量c過多，則有提高研磨速率的效果鈍化的傾向，而且有時該組合物的穩定性可能會降低。從研磨用組合物的穩定性等觀點出發，上述研磨助劑的含量c通常設為10重量％以下是適當的，優選設為3重量％以下、更優選設為2重量％以下。
(其他成分)
此處公開的研磨用組合物在不損害本發明的效果的范圍內，根據需要還可以含有螯合劑、增稠劑、分散劑、ph調節劑、表面活性劑、有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、防銹劑、防腐劑、防霉劑等研磨用組合物(典型而言為高硬度材料研磨用組合物、例如碳化硅基板拋光用組合物)中可使用的公知的添加劑。上述添加劑的含量根據其添加目的進行適宜設定即可，由于并非對本發明賦予特征的成分，因此省略其詳細說明。
(溶劑)
研磨用組合物中使用的溶劑只要能夠使磨粒分散即可，沒有特別限制。作為溶劑，可以優選使用離子交換水(去離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。此處公開的研磨用組合物根據需要還可以含有能與水均勻混合的有機溶劑(低級醇、低級酮等)。通常優選研磨用組合物中所含的溶劑的90體積％以上為水、更優選95體積％以上(典型而言99～100體積％)為水。
此處公開的研磨用組合物的優選的一個方案中，研磨用組合物中的磨粒的含量w[重量％]與研磨助劑的含量c[重量％]的關系滿足下述式(2)。
w/c≥1.5(2)
即，優選磨粒與研磨助劑的含量比(w/c)為1.5以上。上述w/c優選為2以上、更優選為3以上、進一步優選為4以上、特別優選為5以上。若為這樣的磨粒與研磨助劑的含量比(w/c)，則能更適當地發揮提高研磨速率的效果。對w/c的上限沒有特別限定，從研磨用組合物的穩定性等觀點出發，優選為20以下、更優選為15以下、進一步優選為10以下、特別優選為8以下。
優選的又一個方案中，研磨用組合物中的磨粒的含量w[重量％]、研磨用組合物的orpx[mv]、以及研磨對象材料的orpy[mv]的關系滿足下述式(3)。
(orpx-orpy)×w≥1000(3)
即，優選“(orpx-orpy)×w”的值(以下，有時記載為“α”。)為1000以上。例如，適當地選擇磨粒及研磨助劑的種類、磨粒與研磨助劑的含量比，由此將磨粒的含量w調整為滿足前述(1)式的關系、并且滿足α≥1000的關系，從而能更適當地發揮提高研磨速率的效果。從研磨效率等觀點出發，優選滿足α≥1200、進一步優選滿足α≥1500、特別優選滿足α≥1800。對α的上限沒有特別限制。從研磨后的表面平滑性的觀點出發，通常滿足α≤4000以下是適當的，優選滿足α≤3500、更優選滿足α≤2500。例如，從高度兼顧研磨效率和表面平滑性的觀點出發，滿足1200≤α≤2000的研磨用組合物是適當的。
對于研磨用組合物的ph，只要研磨用組合物與研磨對象材料之間氧化還原電位滿足前述(1)式的關系，就沒有特別限定。通常將研磨用組合物的ph設為2～12左右是適當的。若研磨用組合物的ph在上述范圍內，則容易達成實用的研磨速率。從更好地發揮此處公開的技術的應用效果的觀點出發，研磨用組合物的ph優選為6～10、更優選為8～11、特別優選為8.5～9.5。
對此處公開的研磨用組合物的制備方法沒有特別限定。例如，使用葉片式攪拌機、超聲波分散機、均質混合器等周知的混合裝置對研磨用組合物中所含的各成分進行混合為宜。對混合這些成分的方式沒有特別限定，例如可以將全部成分一次性混合，也可以按照適宜設定的順序進行混合。
<研磨方法>
此處公開的研磨用組合物可以以例如包括以下操作的形態用于研磨對象物的研磨。
即，準備包含此處公開的任意研磨用組合物的研磨液(漿料)。準備上述研磨液可包括對研磨用組合物施加濃度調節(例如稀釋)、ph調節等操作來制備研磨液。或者也可以將上述研磨用組合物直接用作研磨液。另外，在多組分研磨用組合物的情況下，準備上述研磨液可包括將所述組分混合、在該混合前將1個或多個組分稀釋、在該混合后將該混合物稀釋等。
接著，將該研磨液供給至作為研磨對象物的高硬度材料表面，通過常規方法進行研磨。例如，將研磨對象物安裝在通常的研磨裝置上，通過該研磨裝置的研磨墊，向該研磨對象物的高硬度表面(研磨對象面)供給上述研磨液。典型而言，一邊連續供給上述研磨液，一邊將研磨墊按壓在研磨對象物的高硬度表面上并使兩者相對移動(例如旋轉移動)。經所述拋光工序完成研磨對象物的研磨。
根據該說明書，提供對具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料進行研磨的研磨方法及使用該研磨方法的研磨物的制造方法。上述研磨方法通過包括使用此處公開的研磨用組合物對研磨對象物進行研磨的工序而賦予特征。優選的一個方案的研磨方法包括進行預拋光的工序(預拋光工序)和進行精加工拋光的工序(精加工拋光工序)。此處所說的預拋光工序是指對至少表面(研磨對象面)由具有1500hv以上的維氏硬度的材料構成的研磨對象物進行預拋光的工序。典型的一個方案中，預拋光工序是配置在即將進行精加工拋光工序之前的拋光工序。預拋光工序可以為1段拋光工序，也可以為2段以上的多段拋光工序。另外，此處所說的精加工拋光工序是對進行了預拋光的研磨對象物進行精加工拋光的工序，是指在使用包含磨粒的拋光用漿料進行的拋光工序中配置在最后(即最下游側)的研磨工序。在這樣包括預拋光工序和精加工拋光工序的研磨方法中，此處公開的研磨用組合物可以在預拋光工序中使用，可以在精加工拋光工序中使用，也可以在預拋光工序及精加工拋光工序這兩者中使用。
在優選的一個方案中，使用上述研磨用組合物的拋光工序為預拋光工序。預拋光工序中，與精加工拋光工序相比，所要求的研磨速率大。因此，此處公開的研磨用組合物作為高硬度材料表面的預拋光工序中使用的研磨用組合物(預拋光用組合物)是適當的。預拋光工序包含2段以上的多段的拋光工序的情況下，此處公開的研磨用組合物可以優選應用于前段(上游側)的預拋光。其中，可優選在經過了后述打磨工序的最初的預拋光工序(典型而言為1次研磨工序)中使用。
預拋光工序包含2段以上的多段拋光工序的情況下，也可以使用此處公開的任意研磨用組合物來實施其中2段以上的拋光工序。在這種情況下，對于上述2段以上的拋光工序的各自中使用的研磨用組合物，優選以下游側的預拋光中使用的研磨用組合物的相對于標準氫電極的氧化還原電位比上游側的預拋光中使用的研磨用組合物的相對于標準氫電極的氧化還原電位低的方式進行選擇。利用這樣的研磨用組合物的組合，有在高硬度材料的預拋光中以短時間實現平滑性更高的研磨面的傾向。
將此處公開的研磨用組合物用于預拋光工序及精加工拋光工序這兩者的情況下，對于預拋光用組合物及精加工拋光工序中使用的研磨用組合物(精加工拋光用組合物)，優選以精加工拋光用組合物的氧化還原電位orpfin[mv]與orpy[mv]的差(orpfin-orpy)比預拋光用組合物的氧化還原電位orppre[mv]與orpy[mv]的差(orppre-orpy)小的方式進行選擇。利用這樣的預拋光用組合物與精加工拋光用組合物的組合，有在高硬度材料的研磨中以短時間實現具有期望的平滑性的研磨面的傾向。
此處公開的研磨方法可以優選以依次包括如下工序的形態實施：使用具有氧化還原電位orppre[mv]且orppre-orpy為100mv以上的預拋光用組合物進行研磨對象物的預拋光的工序、使用具有氧化還原電位orpfin[mv]且orpfin-orpy小于100mv的精加工拋光用組合物進行上述研磨對象物的精加工拋光的工序。利用這樣的預拋光用組合物與精加工拋光用組合物的組合，有在高硬度材料的研磨中以更短時間實現平滑性更高的研磨面的傾向。
作為上述精加工拋光用組合物，可以優選使用orpfin-orpy為50mv以下的拋光用組合物。通過這樣使用orpfin-orpy的值較小的精加工拋光用組合物，從而能以高水平實現兼顧高硬度材料表面的平滑性和平坦性。從研磨效率等觀點出發，orpfin-orpy的值優選為-500mv以上、更優選為-200mv以上。例如，通過組合使用滿足-200mv≤orpfin-orpy≤0mv的精加工拋光用組合物和滿足orppre-orpy≥100mv的預拋光用組合物，從而能有效地得到具有兼顧了平滑性和平坦性的高硬度材料表面的研磨物。雖然沒有特別限制，但精加工拋光用組合物的氧化還原電位orpfin例如可以為300mv～750mv(優選400mv～700mv)。
預拋光及精加工拋光可以應用于利用單面研磨裝置的研磨、利用雙面研磨裝置的研磨中的任意者。在單面研磨裝置中，用蠟將研磨對象物貼合在陶瓷板上，使用被稱作承載器的保持具保持研磨對象物，邊供給拋光用組合物邊將研磨墊按壓在研磨對象物的單面并使兩者相對移動(例如旋轉移動)，由此對研磨對象物的單面進行研磨。在雙面研磨裝置中，使用被稱作承載器的保持具保持研磨對象物，邊從上方供給拋光用組合物，邊將研磨墊按壓在研磨對象物的相對面并使它們沿相反方向旋轉，由此同時對研磨對象物的雙面進行研磨。
對此處公開的各拋光工序中使用的研磨墊沒有特別限定。例如，可以使用無紡布型、絨面革型、硬質發泡聚氨酯型、包含磨粒的研磨墊、不含磨粒的研磨墊等中的任意種。
通過此處公開的方法進行了研磨的研磨物典型而言在拋光后被清洗。該清洗可以使用適當的清洗液進行。對使用的清洗液沒有特別限定，可以適宜選擇公知、慣用的清洗液。
需要說明的是，此處公開的研磨方法除了包括上述預拋光工序及精加工拋光工序以外，還可以包括任意其它的工序。作為那樣的工序，可列舉出在預拋光工序前進行的打磨工序。上述打磨工序為通過將研磨對象物按壓在研磨平板(例如鑄鐵平板)的表面來進行研磨對象物的研磨的工序。因此，打磨工序中不使用研磨墊。打磨工序典型而言是向研磨平板與研磨對象物之間供給磨粒(典型而言金剛石磨粒)而進行的。另外，此處公開的研磨方法可以包含在預拋光工序前、預拋光工序與精加工拋光工序之間追加的工序(清洗工序、拋光工序)。
<研磨物的制造方法>
此處公開的技術中例如可包含提供研磨物(例如基板)的制造方法。即，根據此處公開的技術，提供一種研磨物的制造方法，其包括向至少表面由具有1500hv以上的維氏硬度的研磨對象材料構成的研磨對象物供給此處公開的任意研磨用組合物來對該研磨對象物進行研磨。上述制造方法可以通過優選使用此處公開的任意研磨方法的內容來實施。根據上述制造方法，能有效地提供具有高硬度材料表面的研磨物(例如基板)。
以下，對本發明相關的幾個實施例進行說明，但并不意在將本發明限定于實施例所示出的情況。需要說明的是，在以下的說明中，“％”只要沒有特別說明就是重量基準。
<研磨用組合物的制備>
(實施例1)
將作為磨粒的氧化鋁(平均二次粒徑：500nm)、作為研磨助劑的高錳酸鉀(kmno4)以及去離子水混合，制備研磨用組合物。研磨用組合物中的磨粒的含量(w)設為6％、kmno4的含量(c)設為1.2％。對于研磨用組合物的ph，用koh調節至9.0。
(實施例2)
使用高碘酸鈉(naio4)替換kmno4，并且研磨用組合物中的naio4的含量設為1.2％，除此以外，與實施例1同樣地操作，制備研磨用組合物。
(實施例3)
磨粒的含量設為2％，除此以外，與實施例1同樣地操作，制備研磨用組合物。
(比較例1)
使用釩酸鈉(navo3)及過氧化氫(h2o2)替換kmno4，并且研磨用組合物中的navo3的含量設為1.9％、h2o2的含量設為1.2％，除此以外，與實施例1同樣地操作，制備研磨用組合物。
(比較例2)
使用過氧化氫(h2o2)替換kmno4，并且研磨用組合物中的h2o2的含量設為1.2％，除此以外，與實施例1同樣地操作，制備研磨用組合物。
(比較例3)
使用鎢酸二鈉(na2wo4)及過氧化氫(h2o2)替換kmno4，并且研磨用組合物中的na2wo4的含量設為1.9％、h2o2的含量設為1.2％，除此以外，與實施例1同樣地操作，制備研磨用組合物。
(氧化還原電位的測定)
對于各例的研磨用組合物，使用horiba,ltd.制的氧化還原電位計(主體型號：f-52、電極型號：9300)，在液溫25℃的條件下測定相對于標準氫電極的氧化還原電位orpx[mv]。另外，對于作為研磨對象材料的sic，測定相對于標準氫電極的氧化還原電位orpy。具體而言，使sic的粉末分散于水中而制成漿料，用koh將該漿料調節至與上述研磨用組合物相同的ph(＝9.0)后，使用上述氧化還原電位計測定該漿料的氧化還原電位，將其值作為sic的氧化還原電位orpy[mv]。sic的氧化還原電位orpy為607mv。由這些測定值及各例的研磨用組合物的組成，算出orpx-orpy、w/c及α(即，(orpx-orpy)×w)。
<研磨速率的評價>
將準備的研磨用組合物直接作為研磨液使用，對使用平均粒徑5μm的金剛石磨粒預先實施了打磨的sic晶圓的表面，在下述的條件下實施拋光。然后，根據以下的計算式(1)、(2)算出研磨速率。將結果示于表1的該欄中。
(1)研磨加工余量[cm]＝研磨前后的sic晶圓的重量之差[g]/sic的密度[g/cm3](＝3.21g/cm3)/研磨對象面積[cm2](＝19.62cm2)
(2)研磨速率[nm/小時]＝研磨加工余量[cm]×107/研磨時間(＝1小時)
[拋光條件]
研磨裝置：engisjapancorporation制的單面研磨裝置、型號“ej-380in”
研磨墊：nittahaasincorporated.制“suba800”
研磨壓力：300g/cm2
平板轉速：80轉/分鐘
研磨時間：1小時
研磨頭轉速：40轉/分鐘
研磨液的供給速率：20ml/分鐘(流掛)
研磨液的溫度：25℃
研磨對象物：sic晶圓(傳導型：n型、結晶型4h4°off)2英寸
[表1]
表1
如表1所示，利用[orpx-orpy]的值為100mv以上的實施例1～3的研磨用組合物，與比較例1～3的研磨用組合物相比，研磨速率大幅提高。由該結果可確認：通過使研磨用組合物的氧化還原電位orpx比研磨對象材料的氧化還原電位orpy高100mv以上，能提高研磨速率。對于實施例1、2的研磨用組合物，與實施例3相比，實現了更高的研磨速率。
以上，詳細地對本發明的具體例進行了說明，但這些僅僅是例示，不限定權利要求書的范圍。權利要求書中記載的技術包括對以上例示出的具體例進行各種變形、變更。
產業上的可利用性
根據本發明，能夠提供能提高研磨速率的研磨用組合物。