[发明专利]吸附有金属离子的二氧化硅及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种二氧化硅及其制造方法，且特别是有关于一种吸附有金属离子的二氧化硅及其制造方法。

背景技术

在超大规模集成电路(VLSI)制程中，化学机械研磨制程(chemical mechanical polishing，CMP)可提供晶圆表面全面性的平坦化(global planarization)，尤其当半导体制程进入次微米(sub-micron)领域后，化学机械研磨法更是一项不可或缺的制程技术。

现行钨基板的化学机械研磨是以费顿反应(Fenton’s reaction)(即，Fe³⁺与H₂O₂的组合)为基础来进行，然而以此方法进行化学机械研磨的缺点为容易有Fe³⁺残留且双氧水的消耗速率极快。

发明内容

本发明提供一种吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法，其可大幅地减少溶液中的金属离子的残留量。

本发明提供一种吸附有金属离子的二氧化硅，在其用于对钨基板的研磨时，能有效地降低双氧水的消耗速率。

本发明提供一种吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法，包括下列步骤：首先，提供溶液，在溶液中包括二氧化硅及过硫酸盐。接着，加热溶液，使二氧化硅与过硫酸盐进行反应，而获得通过过硫酸盐修饰的二氧化硅。然后，在溶液中加入金属离子源，金属离子源解离出金属离子，通过过硫酸盐修饰的二氧化硅吸附金属离子，而获得吸附有金属离子的二氧化硅。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，二氧化硅例如是纳米二氧化硅。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，二氧化硅的材料例如是硅溶胶(colloidal silica)、发烟二氧化硅(fumed silica)、聚合物二氧化硅核壳颗粒(polymer-silica core-shell particles)、含二氧化硅的复合溶胶(composite colloids)或上述任二者以上的组合。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，二氧化硅例如是经阳离子交换树脂纯化后的二氧化硅。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，过硫酸盐例如是过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵或上述任二者以上的组合。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，金属离子源例如是金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属卤素盐、金属有机酸盐、金属离子络合物或是上述任二者以上的组合。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，金属离子例如是Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Ag⁺或上述任两者以上的组合。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，二氧化硅的重量百分浓度例如是0.05％至50％，过硫酸盐的剂量例如是10ppm至100000ppm，金属离子源的剂量例如是0.1ppm至1500ppm。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，通过过硫酸盐修饰的二氧化硅可吸附99％至100％的金属离子。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，经加热后之溶液的温度例如是50℃至90℃。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，溶液的加热时间例如是1小时至3小时。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，在通过过硫酸盐修饰的二氧化硅吸附金属离子时，溶液的酸碱值(pH值)的范围例如是4以上且小于7。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，所使用的酸碱值调整剂例如是氢氧化钾。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，在通过过硫酸盐修饰的二氧化硅吸附金属离子时，还包括对溶液进行搅拌。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，在获得通过过硫酸盐修饰的二氧化硅之后，还包括冷却溶液。

根据本发明的一实施例所述，在上述的吸附有金属离子的二氧化硅的制造方法中，在通过过硫酸盐修饰的二氧化硅吸附金属离子时，溶液的温度例如是室温。