腐蚀抑制剂以及相关的组合物及方法技术

本发明专利技术涉及腐蚀抑制剂以及相关的组合物及方法。具体地说，本发明专利技术提供抑制含有金属的基板的腐蚀的方法。该基板可呈任何适合的形式。在一些实施方式中，该金属为钴。在一些实施方式中，所述方法可用于半导体晶片。本发明专利技术还提供抛光基板的化学机械抛光组合物及方法。可在本文所公开的所述方法及组合物中使用腐蚀抑制剂。该抑制剂包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合。或其任意组合。或其任意组合。

【技术实现步骤摘要】
腐蚀抑制剂以及相关的组合物及方法
[0001]本申请是中国专利技术专利申请(专利技术名称：腐蚀抑制剂以及相关的组合物及方法，申请日：2015年10月21日；申请号：201580057443.7)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本专利申请要求美国临时专利申请No.62/066,484(2014年10月21日提交)和62/198,013(2015年7月28日提交)的优先权，这两篇美国临时专利申请被引入作为参考。

技术介绍

[0004]在存在水的情况下的金属的腐蚀在许多行业中是具有挑战性且常见的问题。腐蚀可为普遍化的或局部化的。腐蚀可为严重的问题，这是由于其可通过损坏制品的结构且最终甚至致使一些产品无用而造成制品的劣化。允许腐蚀是不具有成本效益的且可抑制生产率。对于维护经受腐蚀的基础结构、机械及产品，理解及防止腐蚀已被证实为困难的挑战。
[0005]举例而言，其中腐蚀可为问题的一个领域是在集成电路及其它电子器件的制造中。典型地，多个导电、半导电及介电的材料层沉积至基板表面上或自基板表面移除。随着材料层依序地沉积至基板上及自基板移除，基板的最上部表面可变得非平坦且需要进行平坦化。对表面进行平坦化或对表面进行“抛光”是这样的工艺，通过该工艺，自基板的表面移除材料以形成总体上均匀平坦的表面。平坦化可用于移除不合乎期望的表面形貌(topography)及表面缺陷，诸如粗糙表面、经团聚的材料、晶格损伤、刮痕、以及受污染的层或材料。平坦化也可用于通过移除过量的沉积材料而在基板上形成特征，该沉积材料用于填充所述特征并提供用于后续的加工及金属化水平的均匀表面。
[0006]用于对基板表面进行平坦化或抛光的组合物及方法在本领域中是公知的。化学机械平坦化或化学机械抛光(CMP)是用于使基板平坦化的常用技术。CMP采用被称为CMP组合物或更简单地被称为抛光组合物(也被称作抛光浆料)的化学组合物以用于自基板选择性地移除材料。典型地，通过使基板的表面与饱含抛光组合物的抛光垫(例如，抛光布或抛光盘)接触而将抛光组合物施加至基板。典型地，通过抛光组合物的化学活性和/或悬浮于抛光组合物中或结合到抛光垫(例如，固定研磨剂式抛光垫)中的研磨剂的机械活性而进一步辅助基板的抛光。
[0007]钴(Co)的化学机械抛光在先进电路集成技术中正变得愈加重要。尽管经设计用于抛光铜(Cu)的组合物在本领域中是已知的，但这些抛光组合物并不始终针对钴提供令人满意的抛光性能同时将腐蚀控制至所需水平的组合。铜腐蚀抑制剂可能未充分地保护钴表面免于不合乎期望的化学侵蚀及蚀刻。
[0008]仍需要抑制基板(包括(例如)含有钴的基板)的腐蚀的方法。还需要提供有效的钴移除速率同时遏止钴的腐蚀的抛光组合物及方法。本专利技术提供这样的抛光组合物及方法。本专利技术的这些及其它优势以及其它的专利技术特征将自本文中所提供的本专利技术的描述而明晰。

技术实现思路

[0009]在一个方面中，本专利技术提供一种抑制含有金属的基板的腐蚀的方法。该方法包括
以下步骤、由以下步骤组成或基本上由以下步骤组成：使该基板与包含抑制剂的水性组合物接触，该抑制剂包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯(sulfocinnimate)、或其任意组合。在一些实施方式中，该组合物具有自约3至约8.5的pH。
[0010]在另一方面中，本专利技术提供一种化学机械抛光组合物。该组合物包含以下物质、由以下物质组成或基本上由以下物质组成：(a)研磨剂；(b)速率促进剂；(c)腐蚀抑制剂，其包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合；(d)氧化剂；及(e)水性载剂。
[0011]在另一方面中，本专利技术提供一种抛光基板的方法。该方法包括以下步骤、由以下步骤组成或基本上由以下步骤组成：(i)提供基板；(ii)提供抛光垫；(iii)提供化学机械抛光组合物；(iv)使该基板与该抛光垫及该化学机械抛光组合物接触；及(v)相对于该基板移动该抛光垫及该化学机械抛光组合物以磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。该化学机械抛光组合物可包含：(a)研磨剂；(b)速率促进剂；(c)腐蚀抑制剂，其包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合；(d)氧化剂；及(e)水性载剂。
[0012]在另一方面中，本专利技术提供一种抛光基板的方法。该方法包括以下步骤、由以下步骤组成或基本上由以下步骤组成：(i)提供基板，其中该基板包含钴层；(ii)提供抛光垫；(iii)提供化学机械抛光组合物；(iv)使该基板与该抛光垫及该化学机械抛光组合物接触；及(v)相对于该基板移动该抛光垫及该化学机械抛光组合物，从而磨除该钴层的至少一部分以抛光该基板。该化学机械抛光组合物可包含：(a)研磨剂；(b)速率促进剂；(c)腐蚀抑制剂，其包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合；(d)氧化剂；及(e)水性载剂。
[0013]具体地说，本专利技术包括：
[0014]1.抑制含有金属的基板的腐蚀的方法，该方法包括：
[0015]使该基板与包含抑制剂的水性组合物接触，该抑制剂包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合。
[0016]2.条目1的方法，其中，该金属为钴。
[0017]3.条目1的方法，其中，该金属为含钴合金。
[0018]4.条目1
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3中任一项的方法，其中，该基板为半导体晶片。
[0019]5.条目1
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4中任一项的方法，其中，该抑制剂具有自约60g/mol至约500g/mol的分子量。
[0020]6.条目1
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5中任一项的方法，其中，该氨基酸衍生物为氨基酸酰胺。
[0021]7.条目6的方法，其中，该氨基酸酰胺为肌氨酸N
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椰油酰基酯、肌氨酸N
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月桂酰基酯、肌氨酸N
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十八烷酰基酯、肌氨酸N
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油酰基酯、肌氨酸N
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肉豆蔻酰基酯、N
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月桂酰基甘氨酸、N
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肉豆蔻酰基甘氨酸、N
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棕榈酰基甘氨酸、谷氨酸N
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月桂酰基酯、谷氨酸N
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椰油酰基酯、N
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椰油酰基谷氨酸钾、N
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月桂酰基肌氨酸钾、丙氨酸N
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月桂酰基酯、丙氨酸N
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肉豆蔻酰基酯、N
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椰油酰基丙氨酸钾、谷氨酸N
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椰油酰基酯、其任意盐、或其任意组合。
[0022]8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抑制含有金属的基板的腐蚀的方法，该方法包括：使该基板与包含抑制剂的水性组合物接触，该抑制剂包含两性表面活性剂、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羟乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意组合，其中，该抑制剂以自约0.004重量％至约0.010重量％的量存在。2.权利要求1的方法，其中，该金属为钴。3.权利要求1的方法，其中，该金属为含钴合金。4.权利要求1的方法，其中，该基板为半导体晶片。5.权利要求1的方法，其中，该抑制剂具有自约60g/mol至约500g/mol的分子量。6.权利要求1的方法，其中，该氨基酸衍生物为氨基酸酰胺。7.权利要求6的方法，其中，该氨基酸酰胺为肌氨酸N
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椰油酰基酯、肌氨酸N
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月桂酰基酯、肌氨酸N
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十八烷酰基酯、肌氨酸N
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油酰基酯、肌氨酸N
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肉豆蔻酰基酯、N
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月桂酰基甘氨酸、N
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肉豆蔻酰基甘氨酸、N
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棕榈酰基甘氨酸、谷氨酸N
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月桂酰基酯、谷氨酸N
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椰油酰基酯、N
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椰油酰基谷氨酸钾、N
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月...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：CMC材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：