[发明专利]用于金属电镀的包含流平剂的组合物

说明书

本发明提供一种用于金属镀敷的组合物，其包含金属离子源和至少一种流平剂，该流平剂包含至少一种包含式(I)的聚合物片段的聚氨基酰胺或其可通过完全或部分的质子化或N‑季铵化获得的衍生物。

本发明涉及一种用于金属镀敷，特别是用于铜电镀的组合物，其包含金属离子和聚氨基酰胺型流平剂。

发明背景

通过铜电镀填充小型特征如通孔和沟槽为半导体制造方法的必需部分。熟知有机物质在电镀浴中作为添加剂的存在对于在基材表面上实现均匀金属沉积物和在铜线内避免缺陷如空隙和缝隙而言可为关键的。

一种类别的添加剂为所谓的流平剂。流平剂用于在所填充的特征上方提供基本平坦的表面。在文献中，已描述多种不同流平化合物。在大多数情况下，流平化合物为含N且任选地经取代和/或季铵化的聚合物，例如聚乙烯亚胺、聚甘氨酸、聚(烯丙胺)、聚苯胺(磺化)、聚脲、聚丙烯酰胺、聚(蜜胺-共聚-甲醛)、胺与表氯醇的反应产物、胺、表氯醇和聚氧化烯的反应产物、胺与聚环氧化物的反应产物、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、多烷氧基化聚酰胺和聚烷醇胺。

US 6425996 B1公开了包含聚氨基酰胺分别与表卤代醇、二卤代醇和1-卤素-2,3-丙二醇的反应产物的流平剂。

US 2012/292193 A公开了包含聚氨基酰胺、烷氧基化聚氨基酰胺、官能化聚氨基酰胺和官能化且烷氧基化聚氨基酰胺的流平剂。US 2014/097092 A公开了用于硅穿孔(through silicon via)铜电沉积应用中的芳族PAA。在WO 2014/072885中，描述可通过使至少一种二胺与至少一种N,N'-双丙烯酰胺反应而获得的聚氨基酰胺。

本发明的一个目的为提供一种具有良好流平性能的金属电镀，特别是铜电镀的添加剂，尤其是能够使用金属电镀浴，优选铜电镀浴提供基本平坦的铜层和纳米和微米标度的填充特征而基本不形成缺陷(例如但不限于空隙)的流平剂。

发明概述

出乎意料地，现已发现使用基于环状胺的特定聚氨基酰胺显示出优异流平性能。

因此，本发明提供一种组合物，其包含金属离子和至少一种式I的流平剂或其可通过完全或部分的质子化或N-季铵化获得的衍生物：

其中

D¹选自化学键或二价基团，所述二价基团选自可任选地间隔有双键、亚氨基的C₁-C₂₀烷二基，或任选完全或部分地为一个或多个饱和或不饱和5员至8员碳环的成分，

D²、D³独立地选自(a)可任选地间隔有O、S和NR¹⁰的直链或支化C₁-C₁₂烷二基，(b)与两个N原子一起均为5员或6员芳族环体系的一部分，

D⁴对于各重复单元1至p和r，独立地选自可任选地间隔有O或S的直链或支化C₁-C₁₂烷二基，

R¹对于各重复单元1至p和r，独立地选自H、-O-(CR¹¹R¹²-O)_q-H、C₁-C₁₂烷基和C₁至C₁₅芳基烷基，所述烷基或芳基烷基可任选地经羟基或C₁至C₁₀烷氧基取代，

R¹⁰选自H和可任选地经羟基和C₁至C₁₀烷氧基取代的C₁-C₁₂烷基，