TW201425557A

TW201425557A - Ｃｍｐ用硏磨液、儲存液及硏磨方法

Info

Publication number: TW201425557A
Application number: TW102136581A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Ono; Keisuke Inoue
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2014-07-01
Also published as: WO2014061417A1

Abstract

一種CMP用研磨液，其用以研磨包含鋁系材料之基體，該CMP用研磨液含有研磨粒、氧化劑、選自由二乙烯三胺五乙酸和其鹽所組成的群組之至少一種、及液狀介質，並且，於研磨粒的體積標準的粒度分佈中具有至少兩個峰值，第一峰值的峰值粒徑為10~50nm，第二峰值的峰值粒徑為55~140 nm。

Description

CMP用研磨液、儲存液及研磨方法

本發明有關於一種用於化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)之CMP用研磨液、用以獲得該研磨液之儲存液、及使用該等CMP用研磨液和儲存液之研磨方法。

作為鐵路車輛、飛機零件、汽車零件、電子器械的框體等的材質，自耐蝕性或強度等優異的理由而言，多使用鐵與其他金屬(鉻、鎳等)的合金亦即不銹鋼。然而，不銹鋼的密度為7.64~8.06g/cm³左右，若是不銹鋼，則對於滿足近年來對材料的輕量化的要求而言較為有限。

因此，密度為2.64~2.82g/cm³左右(約為不銹鋼的1/3)之鋁系材料受到關注。作為鋁系材料，已知有純鋁(1000系列)、Al-Cu(2000系列)、Al-Mn(3000系列)、Al-Si(4000系列)、Al-Mg(5000系列)、Al-Mg-Si(6000系列)及Al-Zn-Mg(7000系列)等。

前述鋁系材料中，純鋁(1000系列)的強度稍低，但鋁合金與不銹鋼同樣地，耐蝕性、強度優異，此外，加工性等亦優異。又，使用不銹鋼的大部分材料會因為鉻而呈現出發黑的銀色，相對於此，使用鋁合金之材料則可呈銀白色，外表亦明亮美麗。

為了獲得美麗的銀白色，可能會要求將鋁系材料的表面充分地平滑化。作為鋁系材料的研磨方法，可列舉機械研磨和化學研磨。

利用機械研磨加工而完成的鋁系材料的表面，大多會失去金屬光澤(例如，存在無方向性之圖案之表面、存在有方向性之條紋圖案之表面)。又，即便在使用可相對平滑化之拋光研磨(buffing)時，亦不可謂獲得足夠平滑的表面。於機械研磨中，存在獲得某種程度的金屬光澤之方法，但利用機械研磨所獲得的光澤有限。如此一來，當於鋁系材料的研磨中要求足夠平滑的表面時，以往的機械研磨難以滿足該要求。

另一方面，於獲得平滑的鋁系材料的表面之情況下，可能會使用化學研磨。僅利用化學研磨所實施的平滑化處理，由於在步驟上花費時間，因此可能會於已施加由前述機械研磨所實施的處理之表面上，施加由化學研磨所實施的處理。

作為化學研磨方法，已知以下方法：將以磷酸和硝酸為主要成分的研磨液或溶劑加熱至110℃以下，向其中浸漬鋁(例如，參照下述專利文獻1)。又，已知使用硫酸來代替部分磷酸，以節省高價的磷酸(例如，參照下述專利文獻2)。該等研磨僅使鋁系材料的表面溶解，且僅以化學作用移除表面的凸部來將其平滑化。

亦已知一種添加乙酸以提升待研磨面的光澤之方法，且已知一種使用例如含有磷酸50~80質量%、硝酸5~20質量%及乙酸3~20質量%之液體之手段(例如，參照下述專利文獻1)。作為用於提升待研磨面的光澤而添加的物質，除乙酸以外，亦已知草酸、檸檬酸等有機物質(例如，參照下述非專利文獻1)。然而，一般而言，化學研磨方法，例如需要在高溫下使用高濃度酸等而製程管理較難。

另一方面，亦研究利用CMP來研磨鋁系材料。此處，CMP是指利用機械作用和化學作用兩者之研磨。具體而言，有時一邊以化學作用使鋁系材料軟化或溶解，同時一邊以由鋁系材料與研磨粒(研磨粒子)的摩擦所實施的機械作用移除鋁系材料的表面的凸部來將其平滑化。

已知幾種用以研磨鋁系材料之CMP用研磨液，但並不可謂其種類豐富。其中，以下幾種較為有效：下述專利文獻3中矽溶膠(silica sol)與氧化劑的組合；下述專利文獻4中磷酸、過氧化氫與固體研磨材料的組合；及，下述專利文獻5中氧化劑與研磨粒的組合(例如膠體二氧化矽(colloidal silica)與使鋁氧化之試劑的組合)。該等是利用氧化劑於鋁系材料的表面上化學性地形成可研磨的反應層，並利用研磨粒或研磨墊機械性地移除所形成的反應層之方法。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開昭59-113199號公報

專利文獻2：日本特開2002-285360號公報

專利文獻3：日本特開昭52-81692號公報

專利文獻4：日本特許第2500842號

專利文獻5：日本特開2011-228728號公報

專利文獻6：日本特許第4062569號

(非專利文獻)

非專利文獻1：小久保定次郎著「鋁的表面處理」(第8版)，內田老鶴圃新社，昭和55年7月20日，p35~39

然而，由於前述研磨液所包含的氧化劑是具有將對象物氧化之活性的物質，因此化學上不穩定，且儲存時會漸漸分解(儲存穩定性較低)。因此，雖存在以包含除氧化劑以外的成分之研磨液用儲存液的形態來製造、保管及運輸，且於即將進行CMP之前混合氧化劑之手段，但存在作業性不佳、及需要在CMP用裝置中設置專用配管等問題。

又，為了使鋁系材料的外表明亮美麗，需要降低研磨後的表面的表面粗糙度，而需要一種具有此種特性之研磨液。進一步，對於研磨液，亦需要對於鋁系材料具有良好的研磨速度。原因是，若鋁系材料的研磨速度增加，則消除凹凸之速度將會提升，且可更高效地進行研磨處理。

然而，於以往的技術中，難以同時達成研磨速度和表面粗糙度。例如，本發明人於嘗試藉由研磨粒來同時達成研磨速度和表面粗糙度時，發現在研磨粒的粒徑較小的情況下，雖然研磨後的表面粗糙度得以提升，但存在研磨速度降低之傾向。另一方面，本發明人亦發現當研磨粒的粒徑較大時，雖然研磨速度得以提升，但存在研磨後的表面粗糙度較大的傾向。如此一來，本發明人發現當以CMP研磨鋁系材料時，存在研磨速度與表面粗糙度具有消長(取捨，trade-off)關係之傾向。

本發明有鑒於前述問題點，目的在於提供一種CMP用研磨液、用以獲得該研磨液之儲存液、及使用該等CMP用研磨液和儲存液之研磨方法，該CMP用研磨液能以良好的研磨速度將鋁系材料研磨成較為平滑，並且保管穩定性優異(保管前後，研磨特性均穩定)。

此處，一般想到以重金屬或過渡金屬為催化劑，來促進氧化劑的分解。對此，已知以下方法：添加穩定劑，以抑制氧化劑接觸重金屬等，藉此抑制氧化劑的分解(例如上述專利文獻6)。然而，一般認為氧化劑的氧化能力是藉由氧化劑分解來表現，藉此，一般認為氧化劑有助於研磨速度和平滑性。因此，一般認為由於提高氧化劑的穩定性，將會抑制氧化能力的表現，因此可能會限制氧化劑所具有的作為研磨液的構成成分之功能。自此種理由而言，以往，於包含氧化劑之研磨液中，不會進行積極地添加氧化劑的穩定劑之操作。

對此，本發明人發現：二乙烯三胺五乙酸 (diethylenetriaminepenta-acetic acid)和其鹽具有意想不到的作用，即對於氧化劑而言可作為穩定劑而發揮作用，並且充分地表現出氧化劑所具有的作為研磨液的構成成分之功能。

又，本發明人發現：於包含二乙烯三胺五乙酸或其鹽之研磨液中，藉由控制研磨粒而表現出協同效應，且可同時達成對於鋁系材料之高研磨速度、與研磨後的優異的平滑性。

本發明的CMP用研磨液，其用以研磨包含鋁系材料之基體，該CMP用研磨液含有研磨粒、氧化劑、選自由二乙烯三胺五乙酸和其鹽所組成的群組之至少一種、及液狀介質，並且，於研磨粒的體積標準的粒度分佈中具有至少兩個峰值，第一峰值的峰值粒徑為10~50nm，第二峰值的峰值粒徑為55~140nm。

根據本發明的CMP用研磨液，能以良好的研磨速度將鋁系材料研磨成較為平滑，並且保管穩定性優異。根據本發明的CMP用研磨液，例如，即便於包含氧化劑之狀態下，並以40℃儲存30天之後，研磨特性亦穩定。又，根據本發明的CMP用研磨液，能以良好的研磨速度高效地將鋁系材料研磨成較為平滑。

本發明的CMP用研磨液的pH值，較佳為8.0~12.0。藉此，可更高效地獲得足夠平滑的鋁系材料的表面。

氧化劑較佳為過氧化氫。藉此，對於鋁系材料(例如鋁合金)之研磨速度為更適當的範圍，且可於更短時間內獲得足夠平滑的鋁系材料的表面。又，可更有效地同時達成藉由使用二乙烯三胺五乙酸或其鹽所達成的氧化劑的分解抑制效果、與研磨速度和平滑性的提升效果。

以CMP用研磨液的總質量為標準，研磨粒的含量，較佳為1~30質量%。藉此，對於鋁系材料(例如鋁合金)之研磨速度為更適當的範圍，且能以短時間且低成本獲得足夠平滑的鋁系材料的表面。

以CMP用研磨液的總質量為標準，氧化劑的含量，較佳為0.05~50質量%。藉此，對於鋁系材料(例如鋁合金)之研磨速度為更適當的範圍，且可於更短時間內獲得足夠平滑的鋁系材料的表面。

本發明的儲存液是用以獲得前述CMP用研磨液之儲存液，且是藉由以液狀介質稀釋該儲存液來獲得前述CMP用研磨液。根據本發明的儲存液，可降低CMP用研磨液的儲存、運輸及保管等的成本。

本發明的一形態之研磨方法，具備以下步驟：使用前述CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體。根據此種研磨方法，能以良好的研磨速度將鋁系材料研磨成較為平滑。

本發明的另一形態之研磨方法，具備以下步驟：使用藉由以液狀介質稀釋前述儲存液而獲得的CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體。根據此種研磨方法，由於可抑制CMP用研磨液的儲存、運輸及保管等的成本，因此可降低整體的製造成本。又，能以良好的研磨速度將鋁系材料研磨成較為平滑。

前述基體，較佳為包含鋁系材料之框體的至少一部分。此時，可獲得外表明亮美麗、外觀優異的框體。又，即便當對框體施加著色、各種塗覆等時，亦可獲得外觀優異的框體。

根據本發明，可提供一種CMP用研磨液、用以獲得該研磨液之儲存液、及使用該等CMP用研磨液和儲存液之研磨方法，該CMP用研磨液能以良好的研磨速度將鋁系材料研磨成較為平滑，並且保管穩定性優異(保管前後，研磨特性均穩定)。

根據本發明，提供一種CMP用研磨液及儲存液對於包含鋁系材料之基體的研磨之應用。根據本發明，提供一種CMP用研磨液及儲存液對於包含鋁合金之基體的研磨之應用。根據本發明，提供一種CMP用研磨液及儲存液對於研磨步驟之應用，該研磨步驟是對基體進行研磨，使其由研磨前的表面粗糙度(Ra)為5.0nm以上，變成研磨後的表面粗糙度(Ra)為4.0nm以下。

以下，說明本發明的實施形態。但是，本發明絲毫不限定於下述實施形態。

[CMP用研磨液]

本實施形態的CMP用研磨液，是用以研磨包含鋁系材料之基體之CMP用研磨液。本實施形態的CMP用研磨液，含有(a)研磨粒、(b)氧化劑、(c)選自由二乙烯三胺五乙酸和其鹽所組成的群組之至少一種、及(d)液狀介質。本實施形態的CMP用研磨液，於研磨粒的體積標準的粒度分佈中具有至少兩個峰值，第一峰值的峰值粒徑為10~50nm，第二峰值的峰值粒徑為55~140nm。

根據本實施形態，提供一種CMP用研磨液對於包含鋁系材料(例如鋁合金)之基體的化學機械研磨之應用(use)，該CMP用研磨液，含有(a)研磨粒、(b)氧化劑、(c)選自由二乙烯三胺五乙酸和其鹽所組成的群組之至少一種、及(d)液狀介質，並且，於研磨粒的體積標準的粒度分佈中具有至少兩個峰值，第一峰值的峰值粒徑為10~50nm，第二峰值的峰值粒徑為55~140nm。

(粒度分佈)

本實施形態的CMP用研磨液，於研磨粒的體積標準的粒度分佈(例如粒度分佈曲線)中具有至少兩個峰值(粒度分佈峰值)。第一峰值的峰值粒徑(峰頂的粒徑)測定為10~50nm的範圍。第二峰值的峰值粒徑(峰頂的粒徑)測定為55~140nm的範圍。再者，粒度分佈亦可具有3個以上的峰值。又，亦可於10~50nm的範圍或55~140nm的範圍內存在複數個峰值。

此處，當使用在粒度分佈中具有單一峰值之研磨液時，以良好的研磨速度將鋁系材料的表面加工為足夠平滑是困難的。本發明人發現：研磨粒的粒徑越大，研磨速度則提升，但研磨後表面的平滑性降低；相反，研磨粒的粒徑越小，研磨後表面的平滑性則提升，但研磨速度降低。由於此種消長關係，於以往技術中，難以同時達成研磨速度與研磨後表面的平滑性。

對此，本發明人發現：使用如在將CMP用研磨液所包含的研磨粒作為測定對象而獲得的粒度分佈中具有至少兩個峰值之CMP用研磨液，且小粒徑的研磨粒的峰值粒徑與大粒徑的研磨粒的峰值粒徑分別在特定範圍內，此時，可在維持研磨速度之狀態下，將研磨後的表面加工為足夠平滑。亦即，本發明人發現：當小粒徑的研磨粒的峰值粒徑與大粒徑的研磨粒的峰值粒徑分別在特定範圍內時，可同時達成小粒徑的研磨粒所具有的「提升研磨後表面的平滑性之功能」、與大粒徑的研磨粒所具有的「提升研磨速度之功能」。

自獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，第一峰值的峰值粒徑為10nm以上。自易獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，第一峰值的峰值粒徑較佳為12nm以上，更佳為15nm以上，進一步較佳為18nm以上。

自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性優異的觀點而言，第一峰值的峰值粒徑為50nm以下。自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優異的觀點而言，第一峰值的峰值粒徑較佳為45nm以下，更佳為42nm以下，進一步較佳為40nm以下，尤其較佳為35nm以下。

自獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，第二峰值的峰值粒徑為55nm以上。自易獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，第二峰值的峰值粒徑較佳為60nm以上，更佳為65nm以上，進一步較佳為70nm以上，尤其較佳為75nm以上。

自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性優異的觀點而言，第二峰值的峰值粒徑為140nm以下。自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優異的觀點而言，第二峰值的峰值粒徑較佳為135nm以下，更佳為130nm以下，進一步較佳為125nm以下。

自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優異，且易獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，較佳為，第一峰值的峰值粒徑為12~48nm，且第二峰值的峰值粒徑為55~135nm；更佳為，第一峰值的峰值粒徑為15~46nm，且第二峰值的峰值粒徑為58~130nm；進一步較佳為，第一峰值的峰值粒徑為18~45nm，且第二峰值的峰值粒徑為60~125nm。

CMP用研磨液所包含的研磨粒的粒度分佈，可藉由動態光散射方式(dynamic light scattering)的粒度分佈儀測定。粒度分佈的測定方法的具體例如下所述。再者，此測定方法不僅可應用於包含研磨粒之CMP用研磨液，亦可應用於研磨粒的分散液。

首先，量取適量的測定對象(CMP用研磨液等)，視需要以水加以稀釋，以滿足動態光散射方式的粒度分佈儀所需要的散射光強度，來製備測定樣本。繼而，將此測定樣本投入至動態光散射方式的粒度分佈儀中，進行粒度分佈的測定。對所獲得的粒度分佈資料進行粒度分佈處理程序(Size Distribution Processor，SDP)分析，根據其體積模式求出各個峰值的峰值粒徑。於高速的處理即單分散模式(UNIMODAL)分析中，由於粒度分佈被強制性地轉換為單一峰值，因此不適合分離分析各個峰值之情況。作為前述動態光散射方式的粒度分佈儀，可列舉貝克曼庫爾特公司(BECKMAN COULTER)製造的型號：N5型等。

(研磨粒)

本實施形態的CMP用研磨液含有研磨粒。作為研磨粒，可列舉例如：氣相二氧化矽(熱解二氧化矽，fumed silica)、膠體二氧化矽(colloidal silica)等二氧化矽(silicon oxide)；氣相氧化鋁(熱解氧化鋁，fumed alumina)及膠體氧化鋁等氧化鋁(aluminum oxide)；燒成氧化鈰、膠體氧化鈰等氧化鈰(二氧化鈰，Cerium oxides)；及，氧化鋯(二氧化鋯)。其中，自易謀求同時達成對於鋁系材料之高研磨速度、與表面的平滑化之觀點而言，較佳為二氧化矽，更佳為膠體二氧化矽。

粒度分佈中的第一峰值及第二峰值，存在由研磨粒所引起的傾向。本實施形態中所使用的研磨粒亦可包含有助於第一峰值之第一粒子、與有助於第二峰值之第二粒子。此時，研磨粒的體積標準的粒度分佈具有至少兩個峰值。第一粒子的較佳的平均粒徑的範圍是與第一峰值的峰值粒徑相關的上述範圍。第二粒子的較佳的平均粒徑的範圍是與第二峰值的峰值粒徑相關的上述範圍。分散於CMP用研磨液中的狀態的研磨粒的粒度分佈和平均粒徑，可藉由使用動態光散射方式的粒度分佈儀之上述測定方法來測定。

自易達成充分的研磨速度之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，CMP用研磨液中的研磨粒的含量(研磨粒的總量)較佳為1質量%以上，更佳為2質量%以上，進一步較佳為3質量%以上，尤其較佳為4質量%以上，極佳為5質量%以上。自易獲得與含量相對應的研磨速度的提升效果之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，研磨粒的含量較佳為30質量%以下，更佳為20質量%以下，進一步較佳為15質量%以下。自上述觀點而言，研磨粒的含量較佳為1~30質量%。

自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優異的觀點而言，以研磨粒的總質量為標準，第一粒子的含量較佳為10質量%以上，更佳為15質量%以上，進一步較佳為20質量%以上。當使研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優先時，第一粒子的含量尤其較佳為30質量%以上，極佳為40質量%以上，非常佳為50質量%以上。自易獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，以研磨粒的總質量為標準，第一粒子的含量較佳為90質量%以下，更佳為85質量%以下，進一步較佳為80質量%以下。

自易獲得對於鋁系材料之充分的研磨速度之觀點而言，以研磨粒的總質量為標準，第二粒子的含量較佳為10質量%以上，更佳為15質量%以上，進一步較佳為20質量%以上。當使對於鋁系材料之充分的研磨速度更優先時，第二粒子的含量尤其較佳為30質量%以上，極佳為40質量%以上，非常佳為50質量%以上。自研磨後的鋁系材料的表面的平滑性更優異的觀點而言，以研磨粒的總質量為標準，第二粒子的含量較佳為90質量%以下，更佳為85質量%以下，進一步較佳為80質量%以下。

(pH值)

本實施形態的CMP用研磨液的pH值(25℃)為8.0以上，藉此，鋁系材料的研磨速度有進一步提升之傾向。自同樣的觀點而言，pH值更佳為8.2以上，進一步較佳為8.4以上，尤其較佳為8.6以上。本實施形態的CMP用研磨液的pH值(25℃)為12.0以下，藉此，可防止鋁系材料的過量腐蝕。自同樣的觀點而言，pH值更佳為11.8以下，進一步較佳為11.6以下，尤其較佳為11.4以下，極佳為11.2以下。自上述觀點而言，本實施形態的CMP用研磨液的pH值較佳為8.0~12.0。

CMP用研磨液的pH值，能以pH計(例如橫河電機股份有限公司，Yokogawa Electric Corporation)製造的商品名：Model PH81)測定。例如，使用標準緩衝溶液(鄰苯二甲酸鹽(phthalate)pH緩衝溶液、pH值：4.21(25℃)；中性磷酸鹽(neutral phosphate)pH緩衝溶液、pH值：6.86(25℃))進行2點校準之後，將電極放入至CMP用研磨液中，測定經過2分鐘以上並穩定後的值。

(氧化劑)

本實施形態的CMP用研磨液含有具有將金屬氧化之能力之氧化劑(金屬氧化劑)。若使用不含有氧化劑之研磨液，則於研磨例如Al-Mg-Si系合金(6000系列合金)中的一種亦即A6063合金時，將產生相對較大的凹凸。一般認為產生此凹凸的原因在於：在合金表面上，所包含的Mg、Si及Fe等元素比周邊的鋁部分(固溶相)多的部分(雜質析出相)，其研磨速度比固溶相的研磨速度慢。另一方面，若是使用氧化劑之研磨液，則獲得凹凸較小的研磨後表面，且鋁合金的研磨速度提升。此理由雖不明確，但可認為是因為對於合金表面上的固溶相與雜質析出相兩者，氧化劑相同程度地發揮作用。

作為氧化劑，可列舉：過氧化氫、過硫酸鹽(例如過硫酸銨、過硫酸鈉及過硫酸鉀)、硝酸、過碘酸鹽(例如過碘酸銨、過碘酸鈉及過碘酸鉀)、次氯酸及臭氧水等，其中，較佳為過氧化氫。作為氧化劑，可單獨使用一種，或混合二種以上使用。過氧化氫由於可以作為過氧化氫水溶液的形式而容易取得，因此亦可用作CMP用研磨液的稀釋液。

自更有效地消除鋁系材料(例如鋁合金)的表面的凹凸、及防止鋁系材料(例如鋁合金)的氧化不充分而導致CMP速度降低之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，氧化劑的含量較佳為0.05質量%以上，更佳為0.10質量%以上，進一步較佳為0.15質量%以上。自易防止待研磨面產生粗糙之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，氧化劑的含量較佳為50質量%以下，更佳為30質量%以下，進一步較佳為10質量%以下。自上述觀點而言，氧化劑的含量較佳為0.05~50質量%。再者，亦可使用過氧化氫水溶液作為氧化劑。此時，過氧化氫最後換算為前述範圍，來調配過氧化氫水溶液。

(氧化劑的分解抑制劑：二乙烯三胺五乙酸和其鹽)

氧化劑由於藉由氧化劑自身還原，而具有使對象物氧化之作用，因此易分解，且易失去活性。由於氧化劑若於儲存期間失去活性，則研磨液的特性可能會受損，因此較佳為抑制氧化劑的分解。作為影響氧化劑的分解速度之因素，可列舉溫度、儲存時的容器的材質或形狀、pH值、重金屬濃度、還原劑或分解酶的存在等，但重金屬的封鎖對氧化劑的分解抑制尤其有效。

本實施形態的CMP用研磨液含有選自由二乙烯三胺五乙酸(diethylene triamine pentaacetic acid，DTPA)和其鹽所組成的群組之至少一種，來作為可適宜地封鎖重金屬之「氧化劑的分解抑制劑」(以下，視情況稱作「分解抑制劑」)。藉此，可獲得以下效果：充分獲得氧化劑的分解抑制能力、不妨礙鋁系材料的研磨、及容易取得等。作為二乙烯三胺五乙酸的鹽，可列舉：二乙烯三胺五乙酸鈉、二乙烯三胺五乙酸鉀及二乙烯三胺五乙酸鈣三鈉等。再者，前述鹽包含部分鹽。

除二乙烯三胺五乙酸或其鹽以外，本實施形態的CMP用研磨液亦可進一步含有選自由氨基羧酸系螯合劑(但是，二乙烯三胺五乙酸和其鹽除外)、磷酸化合物、膦酸系螯合劑、矽酸和其鹽、及有機酸和其鹽所組成的群組之至少一種，來作為可封鎖重金屬之分解抑制劑。

作為氨基羧酸系螯合劑，可列舉：乙二胺-N,N’-二琥珀酸(ethylene diamine-N,N'-disuccinic acid，EDDS)、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)、丙二胺四乙酸(propylene diamine tetraacetic acid，PDTA)、N-羥乙基乙二胺三乙酸(N-hydroxy ethylene diamine triacetic acid)、氨三乙酸(nitrilotriacetic acid，NTA)、乙二胺四丙酸(ethylene diamine tetrapropionic acid)、乙二胺-N,N’-二麩氨酸(ethylene diamine-N,N’-diglutamic acid)、2-羥基丙二胺-N,N’-二琥珀酸(2-hydroxypropylene diamine-N,N’-disuccinic acid)、三乙四胺六乙酸(triethylene tetramine hexaacetic acid)、反式-1,2-二氨基環己烷-N,N,N’,N’-四乙酸(trans-1,2-diaminocyclohexane-N,N,N’,N’-tetraacetic acid)及羥乙基亞胺二乙酸(ethanol diglycine)等聚氨基羧酸及該等的鹽；2-羥乙基二乙酸(2-hydroxyethyl diacetic acid)和其鹽；及，甘油亞氨基二乙酸(glyceryl iminodiacetic acid)等亞氨基二乙酸(iminodiacetic acid)和其鹽等。

作為磷酸化合物，可列舉：正磷酸、焦磷酸、三聚磷酸及該等的鹽等。作為膦酸系螯合劑，可列舉：氨基三(亞甲基膦酸)(amino tri(methylene phosphonic acid))、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、乙二胺四(亞甲基膦酸)、六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)及該等的鹽等。作為有機酸，可列舉：草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸及該等的鹽等。

作為氨基羧酸系螯合劑、磷酸化合物或膦酸系螯合劑而於上文中所說明的化合物的鹽、矽酸的鹽及有機酸的鹽，可列舉例如鈉鹽(磷酸氫鈉、草酸鈉等)。

該等中，例如除了二乙烯三胺五乙酸和其鹽以外的氨基羧酸系螯合劑、磷酸化合物、膦酸系螯合劑、矽酸和其鹽、有機酸和其鹽，由於氧化劑的分解抑制能力不高，因此相較於二乙烯三胺五乙酸和其鹽，氧化劑的分解抑制的效果存在較低的傾向。因此，當使用不包含二乙烯三胺五乙酸或其鹽、而包含除二乙烯三胺五乙酸和其鹽以外的氨基羧酸系螯合劑、磷酸化合物、膦酸系螯合劑、矽酸或其鹽、有機酸或其鹽之研磨液時，難以獲得充分的保管穩定性。

自易獲得充分的氧化劑的分解抑制能力之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，二乙烯三胺五乙酸和其鹽的含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.002質量%以上，進一步較佳為0.003質量%以上。自易獲得與含量對應的氧化劑的分解抑制能力之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，二乙烯三胺五乙酸和其鹽的含量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.5質量%以下，進一步較佳為0.3質量%以下，尤其較佳為0.1質量%以下。自上述觀點而言，二乙烯三胺五乙酸和其鹽的含量較佳為0.001~1.0質量%。當並用二乙烯三胺五乙酸和二乙烯三胺五乙酸的鹽時，較佳為，各化合物的含量的總計滿足上述範圍。

自易獲得充分的氧化劑的分解抑制能力之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，分解抑制劑(包含二乙烯三胺五乙酸和其鹽)的含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.002質量%以上，進一步較佳為0.003質量%以上。自易獲得與含量對應的氧化劑的分解抑制能力之觀點而言，以CMP用研磨液的總質量為標準，分解抑制劑的含量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.5質量%以下，進一步較佳為0.3質量%以下，尤其較佳為0.1質量%以下。自上述觀點而言，分解抑制劑的含量較佳為0.001~1.0質量%。

(液狀介質)

本實施形態的CMP用研磨液包含用以將分解抑制劑溶解、且使研磨粒分散之液狀介質。作為液狀介質，可廣泛使用習知的液狀介質亦即水和有機溶劑。若為可將研磨粒分散之液體，則液狀介質並無特別限制。但是，自pH值調整的容易性、安全性和與待研磨面之反應性等觀點而言，液狀介質較佳是以水為主要成分。作為液狀介質，較佳為去離子水、離子交換水及超純水等。作為可用作液狀介質之有機溶劑，並無特別限制，但較佳為可與水任意混合之溶劑。作為具體的有機溶劑，可列舉：乙酸、二醇類、二醇單醚類、二醇二醚類、醇類、碳酸酯類、內酯類、醚類、酮類、苯酚、二甲基甲醯胺、n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乳酸乙酯及環丁碸等。液狀介質可單獨使用一種，或混合二種以上使用。

除研磨粒、氧化劑、分解抑制劑及液狀介質以外，本實施形態的CMP用研磨液亦可含有界面活性劑、防腐劑等。

[儲存液]

自抑制儲存、運輸及保管等的成本之觀點而言，本實施形態的CMP用研磨液能以儲存液的形式來保管，該儲存液於使用時以液狀介質加以稀釋而使用。本實施形態的儲存液是用以獲得CMP用研磨液之儲存液，且藉由以液狀介質稀釋(例如，以質量為標準稀釋2倍以上)該儲存液來獲得CMP用研磨液。於本實施形態中，亦可於即將研磨之前，以液狀介質稀釋儲存液來製備CMP用研磨液。又，亦可向平台(platen)(研磨平板)上供應儲存液和液狀介質，並於平台上製備CMP用研磨液。又，亦可不將氧化劑及/或分解抑制劑調配於儲存液中，而是於使用時添加該等。

作為儲存液的稀釋倍率(質量標準)的下限，自倍率越高則儲存、運輸及保管等的成本的抑制效果越高之觀點而言，較佳為2倍以上，更佳為3倍以上。作為稀釋倍率的上限，並無特別限制，但較佳為10倍以下，更佳為7倍以下，進一步較佳為5倍以下。當為此種稀釋倍率的上限值時，存在以下傾向：儲存液所包含的成分(酸及氧化劑等化學成分、研磨粒等)的含量過高得以被抑制，易於維持保管中的儲存液的穩定性。再者，於稀釋倍率為d倍時，儲存液所包含的成分的含量是CMP用研磨液所包含的成分的含量的d倍。

[包含鋁系材料之基體]

本實施形態的CMP用研磨液，適用於至少包含鋁系材料之基體的CMP。作為鋁系材料，可列舉：純鋁(1000系列)；Al-Cu(2000系列)、Al-Mn(3000系列)、Al-Si(4000系列)、Al-Mg(5000系列)、Al-Mg-Si(6000系列)及Al-Zn-Mg(7000系列)等鋁合金等。再者，純鋁是指未故意添加不同種類元素之鋁。該等鋁系材料的名稱遵照日本工業規格(JIS)或國際鋁合金名。

又，本實施形態的CMP用研磨液適用於具有比純鋁更硬的部分之鋁合金的研磨。作為具有比純鋁更硬的部分之鋁合金的具體例，可列舉：Al-Cu(2000系列)、Al-Mn(3000系列)、Al-Si(4000系列)、Al-Mg(5000系列)、Al-Mg-Si(6000系列)及Al-Zn-Mg(7000系列)等。自易活用本實施形態的CMP用研磨液的特性之觀點而言，該等中，較佳為Al-Mg-Si(A6063系列)或Al-Mg(A5052)等。

作為包含鋁系材料之基體，並無特別限制，但可列舉：半導體基板等基板；飛機零件、汽車零件等零件；鐵路車輛等車輛；及，電子器械(便攜式電子器械等)的框體等。基體亦可為包含鋁系材料之框體的至少一部分。根據使用本實施形態的CMP用研磨液之研磨，可將包含前述鋁系材料(例如鋁合金)之基體的表面研磨成足夠平滑。藉由此種研磨，可獲得呈現美麗的銀白色之基體的表面。又，即便當對此種表面進行塗裝等著色處理時，亦可獲得美麗的外觀。因此，本實施形態的CMP用研磨液尤其適合要求美麗外觀之基體(例如框體)的研磨。

本實施形態的CMP用研磨液亦可用於對基體進行研磨，使其由例如研磨前的表面粗糙度(Ra)為5.0nm以上，變成研磨後的表面粗糙度(Ra)為4.0nm以下。自易獲得平滑的表面之觀點而言，基體的表面粗糙度(Ra)於研磨前較佳為未達20.0nm，更佳為未達15.0nm，進一步較佳為未達10.0nm。又，基體的表面粗糙度(Ra)於研磨前較佳為5.0nm以上，更佳為6.0nm以上，進一步較佳為7.0nm以上。

[研磨方法]

本實施形態的研磨方法可具備以下研磨步驟：使用CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體；亦可具備以下研磨步驟：使用藉由以液狀介質稀釋儲存液(例如以質量為標準稀釋2倍以上)而獲得的CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體。

於研磨步驟中，基體的研磨前的表面粗糙度(Ra)例如為5.0nm以上，基體的研磨後的表面粗糙度(Ra)例如為4.0nm以下。亦即，研磨步驟亦可為以下步驟：例如使用CMP用研磨液，研磨具有5.0nm以上的表面粗糙度(Ra)之基體，而獲得具有4.0nm以下的表面粗糙度(Ra)之基體。自易獲得平滑的表面之觀點而言，基體的表面粗糙度(Ra)於研磨前較佳為未達20.0nm，更佳為未達15.0nm，進一步較佳為未達10.0nm。又，基體的表面粗糙度(Ra)於研磨前較佳為5.0nm以上，更佳為6.0nm以上，進一步較佳為7.0nm以上。

於本實施形態的研磨方法中，可廣泛使用公知的研磨裝置。例如，作為研磨裝置，可列舉普通的研磨裝置，且該研磨裝置具有保持基體之支架、及貼附有研磨墊(研磨布)之平台。於平台上，例如亦可安裝有用以變更平台的旋轉數之馬達等。

作為研磨墊，並無特別限定，但可列舉：普通的不織布、發泡聚氨酯(foamed polyurethane)及多孔質氟樹脂等。較佳為，於該等研磨墊的表面上，形成使CMP用研磨液積存之槽。基體的研磨條件並無限制，但自易於防止基體彈出之觀點而言，較佳為，平台的旋轉數為200min^-1以下。自易抑制研磨後的基體表面發生損傷之觀點而言，較佳為，研磨負荷為34.5kPa(5psi)以下。

於本實施形態的研磨方法中，例如，在貼附於平台上的研磨墊上，按壓包含鋁系材料之基體，於此狀態下，藉由泵等，向基體與研磨墊之間供應CMP用研磨液，使基體與平台相對活動。藉由該等操作，可對基體表面進行化學機械研磨。若將CMP用研磨液供應給研磨裝置之方法是於研磨期間，可連續地將CMP用研磨液供應給研磨墊之方法，則並無特別限定。CMP用研磨液的供應量並無限制，但較佳為，研磨墊的表面始終被CMP用研磨液所覆蓋。亦可於基體與研磨墊之間供應儲存液和液狀介質，一邊於台板上稀釋儲存液(例如以質量為標準稀釋2倍以上)一邊進行研磨。

較佳為，於流水中仔細清洗研磨結束後的基體，然後利用旋轉乾燥器(spin dryer)等將附著於基體上的水滴拂落，使基板乾燥。

[實施例]

以下，藉由實施例進一步詳細說明本發明，但於不脫離本發明的技術思想之範圍內，本發明並非受限於該等實施例。再者，pH值的測定是使用橫河電機股份有限公司製造的商品名：Model PH81來進行。

[製備儲存液及研磨液] (實施例1)

於去離子水中，添加膠體二氧化矽A(二氧化矽含量為 49質量%之水分散液、pH值：9.3、比重(以4℃的水為標準之比重，以下相同。)：1.4、黏度：18mPa‧s)和膠體二氧化矽B(二氧化矽含量為41質量%之水分散液、pH值：10.1、比重：1.3、黏度：2.8mPa‧s)後，添加二乙烯三胺五乙酸(DTPA)和30質量%過氧化氫水溶液。進一步，適量添加25質量%氨水以將pH值調整為10.1後，再添加剩餘部分的去離子水，製作用以獲得實施例1的CMP用研磨液1之儲存液1。

分別單獨使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定膠體二氧化矽A和膠體二氧化矽B，此時的平均粒徑的測定值為30nm和112nm。於儲存液1的製備步驟中，添加各成分，以儲存液1的總質量為標準，使膠體二氧化矽A的含量調整為12質量%，膠體二氧化矽B的含量調整為8質量%，過氧化氫的含量調整為0.5質量%(以30質量%過氧化氫水溶液換算，為1.67質量%)及DTPA的含量調整為0.01質量%，來製備儲存液1。

藉由以水將儲存液1稀釋2倍(將儲存液1和與儲存液1相同質量之去離子水混合，以下相同。)，來製備實施例1的CMP用研磨液1。亦即，以實施例1的研磨液1的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%，過氧化氫的含量為0.25質量%，DTPA的含量為0.005質量%。又，所獲得的研磨液1的pH值為10.0。

(實施例2)

於實施例2中，以儲存液的總質量為標準，將膠體二氧化矽A的含量調整為4質量%，將膠體二氧化矽B的含量調整為16質量%，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液2及研磨液2。以研磨液2的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為2質量%，膠體二氧化矽B的含量為8質量%。又，所獲得的研磨液2的pH值為10.1。

(實施例3)

於實施例3中，以儲存液的總質量為標準，將膠體二氧化矽A的含量調整為8質量%，將膠體二氧化矽B的含量調整為12質量%，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液3及研磨液3。以研磨液3的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為4質量%，膠體二氧化矽B的含量為6質量%。又，所獲得的研磨液3的pH值為10.1。

(實施例4)

於實施例4中，以儲存液的總質量為標準，將膠體二氧化矽A的含量調整為16質量%，將膠體二氧化矽B的含量調整為4質量%，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液4及研磨液4。以研磨液4的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為8質量%，膠體二氧化矽B的含量為2質量%。又，所獲得的研磨液4的pH值為10.1。

(實施例5)

於實施例5中，將儲存液中的膠體二氧化矽A變更為膠體二氧化矽C(二氧化矽含量為41質量%之水分散液、pH值：9.0、比重：1.3、黏度：6.8mPa‧s)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液5及研磨液5。以研磨液5的總質量為標準，膠體二氧化矽B的含量為4質量%，膠體二氧化矽C的含量為6質量%。又，所獲得的研磨液5的pH值為10.1。再者，僅於膠體二氧化矽C中使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定，此時的平均粒徑的測定值為20nm。

(實施例6)

於實施例6中，將儲存液中的膠體二氧化矽B變更為膠體二氧化矽D(二氧化矽含量為41質量%之水分散液、pH值：10.1、比重：1.3、黏度：4.0mPa‧s)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液6及研磨液6。以研磨液6的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽D的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液6的pH值為10.0。再者，僅於膠體二氧化矽D中使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定，此時的平均粒徑的測定值為60nm。

(實施例7)

於實施例7中，將儲存液中的膠體二氧化矽A變更為膠體二氧化矽E(二氧化矽含量為41質量%之水分散液、pH值：10.3、比重：1.3、黏度：4.4mPa‧s)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液7及研磨液7。以研磨液7的總質量為標準，膠體二氧化矽B的含量為4質量%，膠體二氧化矽E的含量為6質量%。又，所獲得的研磨液7的pH值為10.0。再者，僅於膠體二氧化矽E中使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定，此時的平均粒徑的測定值為45nm。

(比較例1)

於比較例1中，僅添加以儲存液的總質量為標準為20質量%之膠體二氧化矽A，而不添加作為研磨粒之膠體二氧化矽B，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液8及研磨液8。以研磨液8的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為10質量%。又，所獲得的研磨液8的pH值為10.0。

(比較例2)

於比較例2中，僅添加以儲存液的總質量為標準為20質量%之膠體二氧化矽B，而不添加作為研磨粒之膠體二氧化矽A，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液9及研磨液9。以研磨液9的總質量為標準，膠體二氧化矽B的含量為10質量%。又，所獲得的研磨液9的pH值為10.0。

(比較例3)

於比較例3中，不添加過氧化氫，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液10及研磨液10。以研磨液10的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液10的pH值為10.1。

(比較例4)

於比較例4中，不添加DTPA，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液11及研磨液11。以研磨液11的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液11的pH值為10.0。

(比較例5)

於比較例5中，不添加膠體二氧化矽A，取而代之，添加膠體二氧化矽D，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液12及研磨液12。以研磨液12的總質量為標準，膠體二氧化矽B的含量為4質量%，膠體二氧化矽D的含量為6質量%。又，所獲得的研磨液12的pH值為10.0。

(比較例6)

於比較例6中，將儲存液中的膠體二氧化矽B變更為膠體二氧化矽F(二氧化矽含量為20質量%之水分散液、pH值：7.2、比重：1.1、黏度：4.0mPa‧s)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液13及研磨液13。以研磨液13的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽F的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液13的pH值為10.0。再者，僅於膠體二氧化矽F中使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定，此時的平均粒徑的測定值為163nm。

(比較例7)

於比較例7中，將儲存液中的膠體二氧化矽A變更為膠體二氧化矽G(二氧化矽含量為20質量%之水分散液、pH值：10.4、比重：1.1、黏度：2.8mPa‧s)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液14及研磨液14。以研磨液14的總質量為標準，膠體二氧化矽B的含量為4質量%，膠體二氧化矽G的含量為6質量%。又，所獲得的研磨液14的pH 值為10.0。再者，僅於膠體二氧化矽G中使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定，此時的平均粒徑的測定值為5nm。

(比較例8)

於比較例8中，將儲存液中的膠體二氧化矽B變更為膠體二氧化矽E，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液15及研磨液15。以研磨液15的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽E的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液15的pH值為10.0。

(比較例9)

於比較例9中，不添加DTPA，取而代之，添加以儲存液的總質量為標準為0.01質量%之乙二胺四乙酸(EDTA)，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液16及研磨液16。以研磨液16的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液16的pH值為10.0。

(比較例10)

於比較例10中，不添加DTPA，取而代之，添加以儲存液的總質量為標準為0.1質量%之焦磷酸，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液17及研磨液17。以研磨液17的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液17的pH值為10.0。

(比較例11)

於比較例11中，不添加DTPA，取而代之，添加以儲存液的總質量為標準為0.1質量%之檸檬酸，除此以外，與實施例1同樣地進行，製作儲存液18及研磨液18。以研磨液18的總質量為標準，膠體二氧化矽A的含量為6質量%，膠體二氧化矽B的含量為4質量%。又，所獲得的研磨液18的pH值為10.0。

[研磨液的粒度分佈測定]

研磨液1~18的粒度分佈的測定結果示於表1和表2。研磨液的粒度分佈是使用BECKMAN COULTER公司製造的粒度分佈儀(型號：N5型)來測定。由表2可知，於添加單一膠體二氧化矽之研磨液8、9中，峰值的數量僅為一個，相對於此，於添加二種膠體二氧化矽之研磨液1~7、10~18中，測定出由各個膠體二氧化矽所引起的兩個峰值。

[儲存液及研磨液的特性評價]

利用下述方法，對前述製作而成的儲存液及研磨液進行特性評價。

(CMP方法及研磨特性的評價方法)

以下述順序，使用研磨裝置來進行由CMP用研磨液所實施的基體的化學機械研磨。

在貼附於平台上的研磨墊上，按壓下述基體，於此狀態下，一邊利用泵，於基體與研磨墊之間供應CMP用研磨液，一邊使平台旋轉。藉由該等操作，進行基體表面的化學機械研磨。

使用Al-Mg-Si系合金的薄板亦即A6063，來作為研磨之基體。基體的尺寸為寬30mm×長30mm×厚5mm。CMP前的薄板的表面有損傷(初期凹凸)。此初期凹凸導致薄板的表面完全模糊，而無法充分地映出物體之狀態。

作為研磨裝置，使用Nano Factor股份有限公司(Nano Factor Co.,Ltd.)製造的類型：FACT-200。作為研磨墊，使用具有獨立氣泡之發泡聚氨酯樹脂。研磨條件如下所述。

<研磨條件>

研磨負荷：9.0kPa(1.3psi)

平台的旋轉數：150min^-1

CMP用研磨液的流量(供應量)：3mL/min

研磨時間：10min

(研磨速度)

藉由測定基體的CMP前後的質量，求出研磨的質量，由此使用基體的待研磨面(被研磨面)的面積和密度的值(假設基體為純鋁(Al)，使用密度為2.70g/cm³之值)來換算為膜厚，算出研磨速度。將50nm/min以上的研磨速度評價為良好。評價結果示於表1及表2。

(CMP後的基體表面有無損傷)

目測觀察使用各研磨液之CMP後的各基體的表面狀態。將於CMP後完全不存在初期凹凸(損傷)之情況評價為「無損傷」。將於CMP後殘留部分損傷之情況、或損傷完全殘留之情況評價為「有損傷」。若為無損傷，則評價為良好。評價結果示於表1及表2。

(CMP後的基體表面的平均表面粗糙度)

依據日本JIS B 0601：2001評價表面粗糙度。使用非接觸表面形狀測定機，來測定使用各研磨液之CMP後的各基體的平均表面粗糙度(Ra)。使用利用掃描白光干涉法之Zygo公司製造的商品名：NewView7200(「NewView」為註冊商標)，來作為非接觸表面形狀測定機，於物鏡×10(10倍)的模式下3點測定基體中央，將所獲得的值的平均值作為Ra。再者，測定範圍為0.70mm×0.53mm，光源為白色LED。CMP前的基體的Ra為9.4nm。若CMP後的基體的Ra為4.0nm以下，則評價為良好。評價結果示於表1及表2。

(儲存液保管後的過氧化氫的殘存率測定)

以40℃將除儲存液10以外的各儲存液儲存30天之後，測定過氧化氫的殘存率。儲存後的過氧化氫的殘存率由下述式算出。評價結果示於表1及表2。

過氧化氫的殘存率(%)=(以40℃儲存30天之儲存液中的過氧化氫濃度)/(剛製作儲存液後的過氧化氫濃度)×100

再者，儲存液的過氧化氫濃度是利用碘滴定法來測定。具體的測定順序示於以下。

<利用碘滴定法之過氧化氫濃度測定>

(1)於容器中量取約1.0g的儲存液。

(2)將包含0.05質量%的七鉬酸六銨四水合物之10質量%硫酸水溶液加入至5.0g容器中。

(3)將5.0g的1.0mol/L的碘化鉀水溶液和30g的純水加入至容器中。

(4)使用0.01mol/L的硫代硫酸鈉(Na₂S₂O₃)水溶液來作為滴定液，對因過氧化氫的氧化作用而游離之碘進行滴定。隨著滴定的進行，由紅色變為透明。再者，於滴定中，使用平沼產業股份有限公司(Hiranuma Sangyo Co.,Ltd.)製造的電位差滴定裝置、商品名：COM-2500，基於電位的變化來決定終點。

(5)藉由下述式算出過氧化氫(H₂O₂)濃度。

H₂O₂濃度(ppm)=D×K×F×M×1000/S

D：加入的Na₂S₂O₃水溶液的體積(L)

K：過氧化氫相對於1mol的Na₂S₂O₃之質量當量=17(g/mol)

F：Na₂S₂O₃水溶液的因數(無單位)

M：Na₂S₂O₃水溶液的濃度(0.01mol/L)

S：樣本的質量(g)

(儲存液保管後的研磨特性評價)

以40℃將各儲存液儲存30天之後，以去離子水稀釋2倍來製備研磨液。以與前述(CMP方法及研磨特性的評價方法)相同的方法及評價標準，評價儲存液保管後的研磨特性。評價結果示於表1及表2。

[評價結果] (剛製作後的研磨結果)

關於研磨液1~7，研磨速度良好，研磨後的基體表面亦無損傷，平均表面粗糙度為足夠小的值，且獲得良好的平滑面。

關於僅使用膠體二氧化矽A之研磨液8、將平均粒徑為5nm之膠體二氧化矽G與膠體二氧化矽B混合起來使用之研磨液14、及使用粒徑均較小的膠體二氧化矽A和膠體二氧化矽E之研磨液15，結果為，雖然平均表面粗糙度良好，但研磨速度較小，且雖然研磨後的部分基體表面具有金屬光澤，但稍微發白，有損傷殘留。

關於僅使用膠體二氧化矽B之研磨液9、將平均粒徑為60nm之膠體二氧化矽D與膠體二氧化矽B混合起來使用之研磨液12、及將平均粒徑為163nm之膠體二氧化矽F與膠體二氧化矽A混合起來使用之研磨液13，研磨速度足夠大，亦未殘留損傷，但平均表面粗糙度不良，研磨後的基體表面外觀模糊。

關於不含有過氧化氫之研磨液10，研磨速度、平均表面粗糙度及損傷均不足，且研磨後的基體表面外觀殘留損傷且模糊。

(保管後的過氧化氫殘存率及研磨結果)

相較於添加過氧化氫和DTPA之研磨液1~9、12~15，於未添加DTPA之研磨液11、16~18中，以40℃將儲存液保管30天之後的過氧化氫的殘存率大幅降低。又，於研磨液1 ~9、12~15中保管後的研磨特性亦未大幅變化，相對於此，關於研磨液11、16~18，研磨速度及平均表面粗糙度大幅降低。關於研磨液16~18，是添加具有重金屬的封鎖能力之化合物來代替DTPA，但無法確認過氧化氫的分解抑性效果。進一步，於使用磷酸化合物亦即焦磷酸之比較例10中，研磨速度低於實施例1。

根據以上結果得以確認，當CMP用研磨液於粒度分佈中具有至少兩個適當的峰值，且含有氧化劑、與氧化劑的分解抑制劑亦即DTPA時，可獲得研磨後的基體的良好的表面狀態、及儲存液保管後的穩定的研磨特性。

(產業上之可利用性)

本發明的CMP用研磨液、儲存液、及使用該等CMP用研磨液和儲存液之研磨方法適合於半導體基板等基板、飛機零件、汽車零件等零件、鐵路車輛等車輛及電子器械(可攜式電子器械等)的框體等的CMP。

Claims

一種CMP用研磨液，其用以研磨包含鋁系材料之基體，該CMP用研磨液含有研磨粒、氧化劑、選自由二乙烯三胺五乙酸和其鹽所組成的群組之至少一種、及液狀介質，並且，於前述研磨粒的體積標準的粒度分佈中具有至少兩個峰值，第一峰值的峰值粒徑為10~50nm，第二峰值的峰值粒徑為55~140nm。
如請求項1所述之CMP用研磨液，其中，pH值為8.0~12.0。
如請求項1或2所述之CMP用研磨液，其中，前述氧化劑為過氧化氫。
如請求項1~3中任一項所述之CMP用研磨液，其中，以CMP用研磨液的總質量為標準，前述研磨粒的含量為1~30質量%。
如請求項1~4中任一項所述之CMP用研磨液，其中，以CMP用研磨液的總質量為標準，前述氧化劑的含量為0.05~50質量%。
一種儲存液，其用以獲得如請求項1~5中任一項所述之CMP用研磨液，藉由以液狀介質稀釋該儲存液來獲得前述CMP用研磨液。
一種研磨方法，其具備以下步驟：使用如請求項1~5中任一項所述之CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體。
一種研磨方法，其具備以下步驟：使用藉由以液狀介質稀釋如請求項6所述之儲存液而獲得的CMP用研磨液，來研磨包含鋁系材料之基體。
如請求項7或8所述之研磨方法，其中，前述基體為包含鋁系材料之框體的至少一部分。