【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学机械抛光，具体涉及一种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液及其应用。
技术介绍
1、随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。二十世纪八十年代，由ibm公司首创的化学机械抛光(cmp)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。
2、化学机械抛光(cmp)由化学作用、机械作用以及这两种作用结合而成。它通常由一个带有抛光垫的研磨台，及一个用于承载芯片的研磨头组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正面压在抛光垫上。当进行化学机械抛光时，研磨头在抛光垫上线性移动或与研磨台同向旋转。与此同时，含有研磨剂的浆液被滴到抛光垫上，并因离心作用平铺在抛光垫上。芯片表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。
3、对金属层化学机械抛光(cmp)的主要机制被认为是：氧化剂先将金属表面氧化成膜，以二氧化硅和氧化铝为代表的研磨剂将该层氧化膜机械去除，产生新的金属表面继续被氧化，这两种作用协同进行。
4、作为化学机械抛光(cmp)对象之一的金属钨，在芯片中主要的应用为钨插塞，而钨插塞的形成是在绝缘层上面通过光刻、刻蚀等工艺在绝缘层表面形成一个具有纵深比的孔洞，然后在孔洞上面通过cvd等工艺逐渐沉积ti/tin、w等金属，形成初步的钨插塞结构，然后通过cmp技术对绝缘层表面多余的钨去除，在去除到一定程度后，会同时对钨与绝缘层共同cmp，这个过程中通常钨的去除速率要远大于绝缘层的去除速率，两者去除速率差距之大会导致钨去除过多，在插塞处形成凹陷，使芯
5、因此，在在钨插塞平坦化过程中要尽量减少凹陷的发生是非常有必要的。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液，通过添加一种特殊结构的腐蚀抑制剂，能够有效实现在钨插塞平坦化过程中减少凹陷的产生，从而提高wafer的良率。
2、本专利技术的另一目的在于提供这种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液在钨化学机械抛光中的应用。
3、为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
4、一种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液，包含如下质量百分含量的组分：2％-20％研磨剂、0.5％～5％氧化剂、0.01％～0.5％钨催化剂，0.01％-0.05％腐蚀抑制剂，其余部分为去离子水。
5、在一个优选的实施方案中，所述减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液包含如下质量百分含量的组分：5％-15％研磨剂、1％～3％氧化剂、0.05％～0.2％钨催化剂，0.01％-0.035％腐蚀抑制剂，余量为去离子水。
6、在一个具体的实施方案中，所述腐蚀抑制剂选自以含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质。
7、在一个优选的实施方案中，所述含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质为1,4-二亚硝基哌嗪、1-甲基-4-亚硝基哌嗪中的至少任一种。
8、在一个具体的实施方案中，所述研磨剂为胶体二氧化硅，优选为超高纯胶体二氧化硅。
9、在一个优选的实施方案中，所述胶体二氧化硅为气相二氧化硅，比表面积为80-120m2/g；进一步优选地，所述气相二氧化硅在水溶液中的粒径为100-180nm。
10、在一个具体的实施方案中，所述的氧化剂选自过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或多种；优选为过氧化氢。
11、在一个具体的实施方案中，所述钨催化剂为铁盐，优选为硝酸铁。
12、在一个具体的实施方案中，所述去离子水为超纯水，所述超纯水的电阻率不低于18兆欧。
13、在一个具体的实施方案中，所述钨插塞化学机械抛光液的ph值为2.0-2.5。
14、本专利技术的再一方面，前述的减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液在钨化学机械抛光中的应用。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
16、本专利技术的减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液通过添加上述特定结构的腐蚀抑制剂的手段来减少钨插塞在抛光期间造成的凹陷，有效提高了wafer的良率，从而实现在半导体领域特别是化学机械抛光中的应用。
17、本专利技术的腐蚀抑制剂为含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质，其之所以可以作为腐蚀抑制剂的主要原因在于，其中，含有硝基且含有非共轭结构的杂环氮物质能减少钨插塞的去除速率主要是两个因素：其一为硝基具有还原性能与羟基自由基进行反应，从而降低钨插塞被氧化成较软的氧化层，最终使抛光速率降低；其二为含有非共轭结构使得杂环氮物质能具有很强的质子化能力，表面带正电荷，有效地吸附在钨表面形成保护层，从而抑制钨的化学反应，以上两个因素叠加会有效减少凹陷的产生，对平坦化的效果有着积极促进作用。
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1.一种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，包含如下质量百分含量的组分：2％-20％研磨剂、0.5％～5％氧化剂、0.01％～0.5％钨催化剂，0.01％-0.05％腐蚀抑制剂，余量为去离子水；优选地，包含如下质量百分含量的组分：5％-15％研磨剂、1％～3％氧化剂、0.05％～0.2％钨催化剂，0.01％-0.035％腐蚀抑制剂，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述腐蚀抑制剂选自以含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质。
3.根据权利要求2所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质为1,4-二亚硝基哌嗪、1-甲基-4-亚硝基哌嗪中的至少任一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述研磨剂为胶体二氧化硅，优选为超高纯胶体二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述胶体二氧化硅为气相二氧化硅，比表面积为80-120m2/g；进一步优选地，所述气相二氧化硅在水溶液中的粒径为100-180n
6.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述的氧化剂选自过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠或次氯酸钾中的一种或多种；优选为过氧化氢。
7.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述钨催化剂为铁盐，优选为硝酸铁。
8.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述去离子水为超纯水，所述超纯水的电阻率不低于18MΩ/cm。
9.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述钨插塞化学机械抛光液的pH值为2.0-2.5。
10.权利要求1～9任一项所述的钨插塞化学机械抛光液在钨化学机械抛光中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种减少凹陷的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，包含如下质量百分含量的组分：2％-20％研磨剂、0.5％～5％氧化剂、0.01％～0.5％钨催化剂，0.01％-0.05％腐蚀抑制剂，余量为去离子水；优选地，包含如下质量百分含量的组分：5％-15％研磨剂、1％～3％氧化剂、0.05％～0.2％钨催化剂，0.01％-0.035％腐蚀抑制剂，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述腐蚀抑制剂选自以含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质。
3.根据权利要求2所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述含有硝基且含有非共轭结构的杂环物质为1,4-二亚硝基哌嗪、1-甲基-4-亚硝基哌嗪中的至少任一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的钨插塞化学机械抛光液，其特征在于，所述研磨剂为胶体二氧化硅，优选为超高纯胶体二氧化硅。
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓坤，卞鹏程，王庆伟，徐贺，李国庆，王瑞芹，王永东，卫旻嵩，
申请(专利权)人：万华化学集团电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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