经衍生的聚氨基酸制造技术

组合物，其包含包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物、由包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物组成、或基本上由包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物组成。包括以下的化学机械抛光组合物：基于水的液体载剂；分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒；以及具有经衍生的氨基酸单体单元的阳离子型聚合物。包括以下的化学机械抛光方法：利用该化学机械抛光组合物自基板移除金属层或介电层的至少一部分并由此抛光该基板。板。板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经衍生的聚氨基酸
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]无


[0003]所公开的实施方式涉及经衍生的聚氨基酸。特定的实施方式涉及包括经衍生的聚氨基酸(诸如经衍生的ε
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聚赖氨酸)的化学机械抛光浆料。

技术介绍

[0004]许多化学机械抛光(CMP)操作用于半导体器件的生产线前道(front
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the
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line；FEOL)及生产线后道(back
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line；BEOL)处理这两者中。举例而言，浅沟槽隔离(shallow trench isolation；STI)为在形成晶体管之前使用的FEOL制程，以在硅晶片中形成嵌入的原硅酸四乙酯(TEOS)图案。钨插塞及互连体以及铜互连体及双金属镶嵌制程为用于形成连接器件晶体管的金属线的网路的BEOL制程。在这些制程中，金属层沉积于在介电材料(例如，TEOS)中形成的开口中。化学机械抛光(CMP)用于自介电质移除过量金属，且由此形成导电插塞及/或其中的互连体。层间介电(ILD)材料(诸如TEOS)沉积于金属互连体层级之间以在层级之间提供电绝缘。
[0005]随着半导体器件的特征尺寸持续缩减，在CMP操作中(尤其在金属CMP操作中)符合局部及全局平面度需求已变得越来越困难。已知阵列侵蚀(也简称为侵蚀或氧化物侵蚀)以及插塞及线的凹入(也称为凹陷)将损害平面度及总体器件完整性(integrity)。此外，局部金属蚀刻/腐蚀损耗可能引起可降低电效能的电接触问题。工业中需要在金属CMP操作期间提供经改善的平面度及减小的金属损耗的金属CMP浆料(或组合物)，例如钨CMP组合物。
[0006]此外，如半导体制造中的普通技术人员已知，由于改善的电气效能，有时选择钴而非钨作为一级(第一层级，level one)互连体材料。然而，钴可极易受到腐蚀。因此，钴腐蚀的抑制在钴CMP抛光组合物中具有重要意义。钴腐蚀的抑制还可对钨CMP操作具有重要意义(用于防止钴腐蚀，如果钨抛光组合物迁移至层叠体中的较低的钴结构体的话)。对能够有效地平面化钴且抑制钴腐蚀的CMP浆料的需求正在出现。

技术实现思路

[0007]组合物，其包含包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物、由包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物组成、或基本上由包括经衍生的氨基酸单体单元的聚合物组成。该聚合物可溶解于液体载剂中。包括以下的用于抛光基板的化学机械抛光组合物：基于水的液体载剂；分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒；以及具有经衍生的氨基酸单体的阳离子型聚合物。在一个示例性的实施方式中，该研磨剂颗粒可包括胶体氧化硅且该阳离子型聚合物可包括经衍生的聚赖氨酸。进一步公开了用于化学机械抛光基板的方法。该方法可包括：使该基板与上述抛光组合物接触，相对于该基板移动该抛光组合物，及研磨该基板以自该基板移除金属层或介电层的一部分并由此抛光该基板。
附图说明
[0008]为更完整理解所公开的主题及其优势，现在参考以下结合图1的描述，图1描绘了实施例1中的组合物1A的质子NMR频谱。
具体实施方式
[0009]公开了这样的组合物，其包含经衍生的聚氨基酸、由经衍生的聚氨基酸组成、或基本上由经衍生的聚氨基酸组成。举例而言，该组合物可包括具有经衍生的氨基酸单体的聚合物(即，经衍生的聚氨基酸)。在某些实施方式中，经衍生的聚氨基酸可溶解于液体载剂(例如，水性液体载剂)中。组合物可有利地抑制金属腐蚀，尤其是钨和钴的金属及合金的腐蚀。
[0010]还公开了用于抛光基板的化学机械抛光(CMP)组合物。该抛光组合物包括基于水的液体载剂、分散于液体载剂中的研磨剂颗粒及具有经衍生的氨基酸单体的阳离子型聚合物(在本文中也称为经衍生的聚氨基酸或经衍生的聚氨基酸化合物)。CMP组合物可基本上包括含有经衍生的氨基酸单体单元的任何阳离子型聚合物(包括均聚物及共聚物)。如普通技术人员所知，共聚物包括两个或更多个不同的单体单元。在适合的共聚物中，单体单元中的至少一者为经衍生的氨基酸。
[0011]所公开的组合物及方法可提供优于现有技术的各种技术优势及改善。举例而言，所公开的组合物可抑制金属的腐蚀及/或蚀刻(尤其是钨及钴的金属层的腐蚀及/或蚀刻)。所公开的组合物可进一步在金属CMP操作中提供经改善的钨移除速率以及经改善的构形(经改善的图案化晶片效能)。
[0012]应了解，所公开的CMP组合物可有利地用于金属或介电质CMP操作，包括钨CMP操作、钴CMP操作及先进(advanced)介电质CMP操作。所公开的组合物可尤其较适合于批量(块状，bulk)移除及/或磨光(buff)金属CMP操作(其有时在本领域中称作第一步及第二步CMP操作)。如本领域技术人员已知，批量移除操作可需要较高的移除速率而磨光操作可需要较低的缺陷水平。所公开的CMP组合物还可有利地用于单步CMP操作。虽然所公开的实施方式可尤其较适用于钨及钴CMP操作，但所述实施方式并不意欲受限于任何特定的金属CMP操作或介电质CMP操作。
[0013]抛光组合物含有悬浮于液体载剂中的研磨剂颗粒。使用液体载剂以便于将研磨剂颗粒及任何任选的化学添加剂施加至待抛光(例如，平坦化)的基板的表面。液体载剂可为任何适合的载剂(例如，溶剂)，包括低级醇(例如，甲醇、乙醇等)、醚(例如，二烷、四氢呋喃等)、水及其混合物。优选地，液体载剂包含水(更优选地，去离子水)，基本上由水(更优选地，去离子水)组成，或由水(更优选地，去离子水)组成。
[0014]悬浮于液体载剂中的研磨剂颗粒可基本上包括任何适合的研磨剂材料，诸如金属氧化物颗粒、金刚石颗粒及/或陶瓷颗粒。金属氧化物颗粒可包括例如氧化硅、氧化铈及/或氧化铝研磨剂颗粒(包括胶体及/或热解(fumed)金属氧化物颗粒)。陶瓷颗粒可包括诸如立方氮化硼或碳化硅的材料。所公开的实施方式在研磨剂颗粒方面明确地不受限制。
[0015]在某些实施方式中(诸如在下文公开的实施例1至9中)，研磨剂可包括胶体氧化硅。如本文中所使用，术语胶体氧化硅颗粒是指经由湿法而非产生结构上不同颗粒的火成(pyrogenic)或火焰(flame)水解制程制备的氧化硅颗粒。胶体氧化硅颗粒可为聚集或非聚
集的。非聚集的颗粒为单独的离散颗粒，其形状可为球形或近似球形，但也可具有其它形状(诸如，大体椭圆形、正方形或矩形的横截面)。聚集的颗粒为这样的颗粒，在所述颗粒中，多个离散颗粒簇集或粘结在一起以形成具有大体不规则形状的聚集体。聚集的胶体氧化硅颗粒公开于例如共同转让的美国专利9,309,442中。
[0016]在某些其它实施方式中(诸如在下文公开的实施例10中)，研磨剂可包括氧化铈颗粒。使用氧化铈颗粒可有利于例如某些介电质及先进介电质CMP操作。可利用基本上任何适合的氧化铈研磨剂颗粒，例如包括湿法氧化铈(诸如可购自Rhodia的HC60
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.化学机械抛光组合物，其包含：基于水的液体载剂；分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒；及具有经衍生的氨基酸单体单元的阳离子型聚合物。2.权利要求1的组合物，其中该研磨剂颗粒包含具有至少10mV正电荷的胶体氧化硅研磨剂。3.权利要求1的组合物，其中该经衍生的氨基酸单体单元包含结合至该单体单元中的α氨基的衍生基团。4.权利要求1的组合物，其中该阳离子型聚合物包含经衍生的聚赖氨酸、经衍生的聚精氨酸及经衍生的聚组氨酸中的至少一者。5.权利要求4的组合物，其中该阳离子型聚合物包含经衍生的ε
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聚
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L
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赖氨酸。6.权利要求1的组合物，其包含约1至约1000ppm的该阳离子型聚合物。7.权利要求1的组合物，其中该阳离子型聚合物具有范围介于约6至约11的酸解离常数(pK
a
)。8.权利要求1的组合物，其中该阳离子型聚合物包含根据下式的化合物：其中Q为任选的键联基团，X1及X2基本上为任何基团，R1为H、OH或烷基，且R2为衍生基团。9.权利要求8的组合物，其中R2包含烷基羰基、二价碳酰基、烷基脲基、及烷基磺酸根基团、烷基砜基、及烷基酯基中的至少一者。10.权利要求9的组合物，其中该烷基羰基包含乙酰基、三甲基乙酰基及乙基羰基中的至少一者。11.权利要求9的组合物，其中该二价碳酰基包含丁二酰基、辛烯基丁二酰基、戊二酸基团及甲基丁二酰基中的至少一者。12.权利要求9的组合物，其中该烷基脲基包含乙基脲基、丁基脲基及环己基脲基中的至少一者。13.权利要求9的组合物，其中该烷基磺酸根基团包含甲基磺酸根基团、二甲基磺酸根基团、乙基磺酸根基团、丙基磺酸根基团、丁基磺酸根基团及戊基磺酸根基团。14.权利要求9的组合物，其中该烷基砜基包含甲基砜基、及乙基砜基、丙基砜基、丁基砜基、及戊基砜基中的至少一者。15.权利要求9的组合物，其中该烷基酯基包含甲基酯基、乙基酯基、丙基酯基、丁基酯基以及戊基酯基中的至少一者。16.权利要求8的组合物，其中：该阳离子型聚合物包含经衍生的ε
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聚
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L
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赖氨酸，使得Q为C2H4且X1、X2及R1为H；且R2包含乙酰基、丁二酰基、乙基脲基、丁基脲基、及环己基脲基、或丙基磺酸根基团中的
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【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，D贝利，KP多克里，RA伊万诺夫，D舒克拉，
申请(专利权)人：CMC材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：