专利名称：提高钨酸铵储备溶液稳定性的方法及碱性的钨酸铵组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及提高钨酸铵储备溶液的稳定性的方法及碱性的钨酸铵组合物。
背景技术：
由于金属钨具有良好的导电性能，通过气相沉积也具有良好的阶梯覆盖性，因此， 在半导体集成电路的制造工艺中，常被用来做接触插塞或连接插塞的材料。形成接触插塞或连接插塞的工艺步骤一般如下首先，通过光刻和刻蚀工艺在层间介质层中形成孔，该孔的底部露出电极。接着，在孔的底部和侧壁、介质层的表面沉积金属阻挡层；然后，在金属阻挡层上沉积金属钨，沉积的金属钨填充接触孔；然后，通过化学机械抛光方法去除沉积在层间介质层表面的金属钨和金属阻挡层，仅保留孔中的金属钨和金属阻挡层，形成接触插塞或连接插塞。如图IA至ID所示，为现有方法制作钨插塞的剖面结构示意图。如图IA所示，提供前端器件结构101，前端器件结构101具有栅极、源/漏极等常规结构，为简化起见，图中均未示出。在前端器件结构101上形成层间介质层102，然后在层间介质层102上形成硬掩膜层103和光刻胶层104。如图IB所示，对光刻胶层104进行曝光和显影，形成具有图案的光刻胶层104’，然后利用光刻胶层104’作为刻蚀掩膜来刻蚀硬掩膜层103，形成具有图案的硬掩膜层103’。如图IC所示，采用灰化的方法去除光刻胶层104’后，利用硬掩膜层103’为掩膜， 刻蚀层间介质层102，形成开口图案105。如图ID所示，在开口图案105的表面，依次形成金属阻挡层106和钨插塞107。金属阻挡层106的材料可以是钽、钛等。接着采用CMP(化学机械抛光)等工艺，去除硬掩膜层103’，并使金属阻挡层106、钨插塞107以及层间介质层102的顶部齐平。除了上述的制作钨插塞的工艺中会用到钨之外，局部互连材料还有可能会用到钨。因此，在工艺过程中对芯片中的钨的控制和分析也是相关半导体行业化学分析实验室的基本项目之一。在化学分析中，通常会用到标准溶液。标准溶液是指含有某一特定浓度的参数的溶液。当用标准溶液代替样品进行测试时，得到的结果应该与已知标准溶液的浓度相符。如果得到相符的结果，则说明测试操作正确；如果结果与标准值存在任何明显的误差，就说明存在错误，需要进行分析。工艺过程中对芯片中钨的检测时通常用到的是钨酸铵标准储备溶液((NH4)2W04in H2O)，然后对钨酸铵标准储备溶液逐级稀释以制备出所需浓度的钨标准溶液。但是，这种钨酸铵标准储备溶液很不稳定，即会在放置一段时间后出现沉淀物。经检测，沉淀物中含有钨，因此可以判定溶液中钨的含量减少，这样会使得在采用该具有沉淀物的钨酸铵标准储备溶液稀释成钨标准溶液进行检测时结果出现偏差，不能精确地反应所需要得到的信息，进一步地，导致对半导体器件性能的分析出现误差。因此，在实际工业中，是不会采用出现沉淀物的钨酸铵标准储备溶液的。这样，沉淀物的出现就使得钨酸铵标准储备溶液的使用寿命缩短，造成浪费，并间接地提高了生产成本，使产品不具有竞争力。因此，需要一种新的方法来提高钨酸铵标准储备溶液的稳定性，延长其使用寿命， 不会造成生产成本的增加。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了解决钨酸铵标准储备溶液很不稳定的问题，本发明提供了一种碱性的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物包含钨酸铵和水，所述组合物的PH值不小于8。优选地，所述组合物的pH值不小于10。优选地，所述组合物是钨酸铵标准储备溶液与氨水的混合物。优选地，所述组合物是通过向钨酸铵标准储备溶液中通入氨气制备的。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为800 1200mg/L。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为1000 1100mg/L。优选地，所述氨水中的NH3 · H2O的浓度为200 400g/L。优选地，所述氨水中的NH3 · H2O的浓度为290 350g/L。优选地，所述组合物中所述钨酸铵的浓度为500 1100mg/L。本发明还一种提高钨酸铵标准储备溶液的稳定性的方法，所述方法包括向所述钨酸铵标准储备溶液中加入氨水或通入氨气以形成PH值不小于8的混合溶液。优选地，所述混合溶液的pH值不小于10。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为800 1200mg/L。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为1000 1100mg/L。优选地，所述氨水中的NH3 · H2O的浓度为200 400g/L。优选地，所述氨水中的NH3 · H2O的浓度为290 350g/L。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的体积与加入的所述氨水的体积比不大于 100 7。优选地，所述钨酸铵标准储备溶液的体积与加入的所述氨水的体积相同。优选地，所述混合溶液中所述钨酸铵的浓度为500 1100mg/L。根据本发明，通过向钨酸铵标准储备溶液加入氨水来提高该钨酸铵标准储备溶液的稳定性，使最终所配制的钨酸铵组合物(包含钨酸铵和水)呈碱性，具有良好的稳定性， 不会出现沉淀物。其方法简单，容易实施，未延长生产周期。且由于氨水较为便宜，因此也未过多地增加生产成本。通过本发明，还能够将钨酸铵标准储备溶液中的沉淀物重新溶于溶液中，使得已经发生变质的钨酸铵标准储备溶液可以被重新利用，这大大地节省了生产成本。
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图IA至图ID是现有的方法制作钨插塞的剖面结构示意图；图2为采用本发明的方法提高钨酸铵标准储备溶液稳定性的工艺流程图；图3为根据本发明的方法制备钨标准溶液的工艺流程图。
具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便说明本发明是如何提高钨酸铵标准储备溶液的稳定性的。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外， 本发明还可以具有其他实施方式。钨酸铵标准储备溶液一般是从厂家直接买回的、已经配制好的、具有特定浓度的溶液，在需要使用时，被逐级稀释配制成不同浓度的钨标准溶液去应用到电感耦合等离子体质谱法和原子吸收光谱法等仪器分析方法中去测定钨的含量。钨酸铵标准储备溶液中钨酸铵的浓度一般为800 1200mg/L，优选为1000 1100mg/L。由于发生沉淀的钨酸铵标准储备溶液的沉淀物中含有钨，因此，发明人认为可能是由于在放置了一段时间后，钨酸铵标准储备溶液中的(NH4)2WO4与H2O进行反应生成了沉淀物，例如
(NH4)2WO4+ H2O ^ WO3 j + 2ΝΗ3· H2O还有可能是
(NH4)2WO4 + 2H20 ^ H2WO41 + 2NH3. H2O极有可能是发生了上述反应而生成了沉淀物，使得现有钨酸铵标准储备溶液中钨的含量减少，发生变质。下面，将通过实验进一步证明出现了沉淀物的钨酸铵标准储备溶液中钨的含量减少了。除非另有说明，在本实验中以及下面所述实施例中仅使用认可的高纯试剂和超纯水，本发明中所使用的各种材料如表1所示表1
名称规格钨酸铵标准储备溶液800 1200mg/L氨水(NH3 · H2O)200 400g/L去离子水18 20M Ω /cm
主要仪器及参数Agilent 7500s ICP-MS——电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦公司Brand Transferpette (0. 1 ImL ;1 IOmL)-移液器，德国普兰德公司表2ICP-MS工作参数
权利要求
1.一种碱性的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物包含钨酸铵和水，所述组合物的 PH值不小于8。
2.如权利要求1所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物的PH值不小于10。
3.如权利要求1所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物是钨酸铵标准储备溶液与氨水的混合物。
4.如权利要求1所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物是通过向钨酸铵标准储备溶液中通入氨气制备的。
5.如权利要求3或4所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为800 1200mg/L。
6.如权利要求5所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为1000 1100mg/L。
7.如权利要求3所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述氨水中的NH3· H2O的浓度为 200 400g/L。
8.如权利要求7所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述氨水中的NH3· H2O的浓度为 290 350g/L。
9.如权利要求1所述的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物中所述钨酸铵的浓度为 500 1100mg/L。
10.一种提高钨酸铵标准储备溶液的稳定性的方法，所述方法包括向所述钨酸铵标准储备溶液中加入氨水或通入氨气以形成pH值不小于8的混合溶液。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述混合溶液的pH值不小于10。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为800 1200mg/L。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的钨酸铵浓度为 1000 1100mg/L。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述氨水中的NH3· H2O的浓度为 200 400g/L。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述氨水中的NH3· H2O的浓度为290 350g/Lo
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的体积与加入的所述氨水的体积比不大于100 7。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述钨酸铵标准储备溶液的体积与加入的所述氨水的体积相同。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中所述钨酸铵的浓度为 500 1100mg/L。
全文摘要
本发明提供了一种碱性的钨酸铵组合物，其特征在于，所述组合物包含钨酸铵和水，所述组合物的pH值不小于8。本发明还提供了一种提高钨酸铵标准储备溶液的稳定性的方法，所述方法包括向所述钨酸铵标准储备溶液中加入氨水或通入氨气以形成pH值不小于8的混合溶液。根据本发明，通过向钨酸铵标准储备溶液加入氨水来提高该钨酸铵标准储备溶液的稳定性，使最终所配制的钨酸铵组合物(包含钨酸铵和水)呈碱性，具有良好的稳定性，不会出现沉淀物。其方法简单，容易实施，未延长生产周期。且由于氨水较为便宜，因此也未过多地增加生产成本。
文档编号C01G41/00GK102381728SQ20101027511
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者胡华志 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司