[發(fā)明專利]腐蝕抑制劑以及相關(guān)的組合物及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580057443.7
• 申請日: 2015-10-21
• 公開（公告）號: CN107148496A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.卡瓦諾;S.克拉夫特;A.沃爾夫;P.W.卡特;E.西克馬;J.克羅斯
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉柏微電子材料股份公司
• 主分類號: C23F3/04
• 分類號: C23F3/04;C23F3/06;C23F11/10;C09G1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 邢岳

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求美國臨時專利申請No.62/066,484(2014年10月21日提交)和62/198,013(2015年7月28日提交)的優(yōu)先權(quán)，這兩篇美國臨時專利申請被引入作為參考。

背景技術(shù)

在存在水的情況下的金屬的腐蝕在許多行業(yè)中是具有挑戰(zhàn)性且常見的問題。腐蝕可為普遍化的或局部化的。腐蝕可為嚴重的問題，這是由于其可通過損壞制品的結(jié)構(gòu)且最終甚至致使一些產(chǎn)品無用而造成制品的劣化。允許腐蝕是不具有成本效益的且可抑制生產(chǎn)率。對于維護經(jīng)受腐蝕的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、機械及產(chǎn)品，理解及防止腐蝕已被證實為困難的挑戰(zhàn)。

舉例而言，其中腐蝕可為問題的一個領(lǐng)域是在集成電路及其它電子器件的制造中。典型地，多個導電、半導電及介電的材料層沉積至基板表面上或自基板表面移除。隨著材料層依序地沉積至基板上及自基板移除，基板的最上部表面可變得非平坦且需要進行平坦化。對表面進行平坦化或?qū)Ρ砻孢M行“拋光”是這樣的工藝，通過該工藝，自基板的表面移除材料以形成總體上均勻平坦的表面。平坦化可用于移除不合乎期望的表面形貌(topography)及表面缺陷，諸如粗糙表面、經(jīng)團聚的材料、晶格損傷、刮痕、以及受污染的層或材料。平坦化也可用于通過移除過量的沉積材料而在基板上形成特征，該沉積材料用于填充所述特征并提供用于后續(xù)的加工及金屬化水平的均勻表面。

用于對基板表面進行平坦化或拋光的組合物及方法在本領(lǐng)域中是公知的。化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)是用于使基板平坦化的常用技術(shù)。CMP采用被稱為CMP組合物或更簡單地被稱為拋光組合物(也被稱作拋光漿料)的化學組合物以用于自基板選擇性地移除材料。典型地，通過使基板的表面與飽含拋光組合物的拋光墊(例如，拋光布或拋光盤)接觸而將拋光組合物施加至基板。典型地，通過拋光組合物的化學活性和/或懸浮于拋光組合物中或結(jié)合到拋光墊(例如，固定研磨劑式拋光墊)中的研磨劑的機械活性而進一步輔助基板的拋光。

鈷(Co)的化學機械拋光在先進電路集成技術(shù)中正變得愈加重要。盡管經(jīng)設(shè)計用于拋光銅(Cu)的組合物在本領(lǐng)域中是已知的，但這些拋光組合物并不始終針對鈷提供令人滿意的拋光性能同時將腐蝕控制至所需水平的組合。銅腐蝕抑制劑可能未充分地保護鈷表面免于不合乎期望的化學侵蝕及蝕刻。

仍需要抑制基板(包括(例如)含有鈷的基板)的腐蝕的方法。還需要提供有效的鈷移除速率同時遏止鈷的腐蝕的拋光組合物及方法。本發(fā)明提供這樣的拋光組合物及方法。本發(fā)明的這些及其它優(yōu)勢以及其它的發(fā)明特征將自本文中所提供的本發(fā)明的描述而明晰。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面中，本發(fā)明提供一種抑制含有金屬的基板的腐蝕的方法。該方法包括以下步驟、由以下步驟組成或基本上由以下步驟組成：使該基板與包含抑制劑的水性組合物接觸，該抑制劑包含兩性表面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羥乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯(sulfocinnimate)、或其任意組合。在一些實施方式中，該組合物具有自約3至約8.5的pH。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種化學機械拋光組合物。該組合物包含以下物質(zhì)、由以下物質(zhì)組成或基本上由以下物質(zhì)組成：(a)研磨劑；(b)速率促進劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性表面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羥乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種拋光基板的方法。該方法包括以下步驟、由以下步驟組成或基本上由以下步驟組成：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對于該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。該化學機械拋光組合物可包含：(a)研磨劑；(b)速率促進劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性表面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、氨基酸衍生物、磷酸酯、羥乙基磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、或其任意組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。