[發(fā)明專(zhuān)利]用于金屬電鍍的包含調(diào)平劑的組合物

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380058525.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104797633A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·P·基恩勒;D·邁耶;C·勒格爾-格普費(fèi)特;A·哈格;C·埃姆內(nèi)特;A·弗魯格爾;M·阿諾德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G73/14
• 分類(lèi)號(hào): C08G73/14;C25D3/38
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 王丹丹;劉金輝

本發(fā)明涉及一種用于金屬電鍍的組合物，以便由下而上無(wú)空隙填充電子基底上的特征，尤其具有納米尺寸及高縱橫比的那些特征。

發(fā)明背景

通過(guò)銅電鍍填充小特征(如信道和溝槽)為半導(dǎo)體制造過(guò)程的基本部分。熟知有機(jī)物質(zhì)作為添加劑存在于電鍍?cè)≈锌稍诨妆砻嫔蠈?shí)現(xiàn)均一金屬沉積及避免銅線內(nèi)的如空隙和裂縫的瑕疵方面為關(guān)鍵的。

一類(lèi)添加劑為所謂調(diào)平劑。調(diào)平劑用于在所填充的特征上提供實(shí)質(zhì)上平坦的表面。在文獻(xiàn)中，已描述多種不同調(diào)平化合物。在大多數(shù)情況下，調(diào)平化合物為含N及任選地經(jīng)取代和/或季銨化的聚合物。

US?6425996?B1公開(kāi)包含聚氨基酰胺分別與表鹵醇、二鹵醇及1-鹵素-2,3-丙二醇的反應(yīng)產(chǎn)物的調(diào)平劑。

EP?1978134?A1公開(kāi)包含聚乙氧基化聚酰胺或聚乙氧基化聚氨基酰胺的調(diào)平劑。在實(shí)施方案中，端基皆用25、40或20個(gè)烷氧基重復(fù)單元聚烷氧基化。

WO?2011/064154公開(kāi)下式的調(diào)平劑

未公開(kāi)的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第PCT/IB2012/052727號(hào)公開(kāi)一種包含聚氨基酰胺的組合物，該聚氨基酰胺包含連接于聚合物主鏈或位于聚合物主鏈內(nèi)的芳族部分。

本發(fā)明的一目的為提供一種具有良好調(diào)平特性的銅電鍍添加劑，尤其在金屬電鍍?cè)　⑻貏e銅電鍍?cè)〉那闆r下，能夠提供實(shí)質(zhì)上平坦的金屬層且填充納米及微米尺度的特征而實(shí)質(zhì)上不形成瑕疵，如(但不限于)空隙的調(diào)平劑。

本發(fā)明的另一目的為提供一種能夠沉積低雜質(zhì)金屬層的銅電鍍?cè)　?/p>

發(fā)明概述

已發(fā)現(xiàn)如本文中所定義的特定聚氨基酰胺及其衍生物可用作金屬電鍍?cè)　⒂绕溷~電鍍?cè)≈械奶砑觿⒂绕湔{(diào)平劑，展示改進(jìn)的效能。

因此，本發(fā)明提供一種組合物，包含金屬離子源和至少一種添加劑，該添加劑包含至少一種聚氨基酰胺，該聚氨基酰胺包含由式I表示的結(jié)構(gòu)單元

或通過(guò)使用非芳族反應(yīng)物進(jìn)行完全或部分質(zhì)子化、N-官能化或N-季銨化可獲得的式I的聚氨基酰胺的衍生物，

其中

對(duì)于重復(fù)單元1至s的每一個(gè)，D⁶獨(dú)立地為選自飽和或不飽和C₁-C₂₀有機(jī)基團(tuán)的二價(jià)基團(tuán)，

D⁷選自直鏈或支化C₂-C₂₀烷二基，其可任選地雜有選自O(shè)、S和NR¹⁰的雜原子或二價(jià)基團(tuán)，

對(duì)于重復(fù)單元1至s的每一個(gè)，R¹獨(dú)立地選自H、C₁-C₂₀烷基和C₁-C₂₀烯基，其可任選地經(jīng)羥基、烷氧基或烷氧基羰基取代，或連同R²一起形成二價(jià)基團(tuán)D⁸，且

對(duì)于重復(fù)單元1至s的每一個(gè)，R²獨(dú)立地選自H、C₁-C₂₀烷基和C₁-C₂₀烯基，其可任選地經(jīng)羥基、烷氧基或烷氧基羰基取代，或連同R¹一起形成二價(jià)基團(tuán)D⁸，且

D⁸選自直鏈或支化C₁-C₁₈烷二基，其可任選地雜有選自O(shè)、S和NR¹⁰的雜原子或二價(jià)基團(tuán)，且

s為1至250的整數(shù)，且

R¹⁰選自H、C₁-C₂₀烷基和C₁-C₂₀烯基，其可任選地經(jīng)羥基、烷氧基或烷氧基羰基取代。

本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案為如本文所述的聚氨基酰胺在用于沉積含金屬層的浴中的用途。

本發(fā)明的又一具體實(shí)施方案為一種在基底上沉積金屬層的方法，該方法通過(guò)使如本文所述的電鍍液與基底接觸，且向基底施加電流以使金屬層沉積于基底上。該方法尤其適用于使金屬、尤其銅層沉積于包含微米和/或納米大小特征的基底上。

已發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的組合物進(jìn)行電鍍提供過(guò)度鍍覆減少、尤其堆積減少的沉積金屬層，尤其銅層。由本發(fā)明提供的金屬層甚至在顯示出極寬范圍的不同口孔大小(尺度：低于或等于130納米至2微米)的口孔的基底上也實(shí)質(zhì)上為平坦的。此外，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明提供金屬層而實(shí)質(zhì)上在特征中不形成額外的瑕疵(如空隙)。