一种多官能团金属腐蚀抑制剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种多官能团金属腐蚀抑制剂，如式(I

【技术实现步骤摘要】
一种多官能团金属腐蚀抑制剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术可应用于电子工业等领域，尤其涉及一种多官能团金属腐蚀抑制剂、其制备方法及其在电子工业等领域包括但不限于半导体集成电路晶圆清洗剂的应用。

技术介绍

[0002]清洗剂的使用贯穿在整个电子工业包括但不限于显示屏、太阳能电池、发光二极管、印刷电路板以及半导体集成电路晶圆等生产、制造工艺中，然而绝大多数的清洗剂都带有腐蚀性，应用在干法刻蚀工艺后残留物的清除时，晶圆等表面的金属衬底介质容易被腐蚀，造成表面缺陷、关键尺寸偏移等问题。并且由于电子器件尤其是半导体集成电路晶圆制造工艺十分复杂，往往需要经过离子注入、金属或介质层引入、光刻及刻蚀等工艺的反复进行，得到带有多层结构的芯片内核，在这过程通常会引入多种活性不同的金属，导致在清洗过程中，清洗剂对金属不是简单的化学腐蚀，而是作为电解质引发了金属的电化学腐蚀。因此在完全去除残留物的同时，保护晶圆表面等金属衬底介质不受到清洗剂的攻击，是一项十分重要且具有挑战性的工作。
[0003]为了保护晶圆上金属衬底介质，减少其遭受清洗剂的攻击，在清洗剂中引入缓蚀剂是简单有效的手段。一般来说，含有N、O、S等杂原子的氨类、醛类和杂化化合物可以通过与金属发生物理和化学吸附作用，在金属表面形成吸附型的保护层，防止清洗剂中可以与金属发生化学反应的有关成分与金属直接接触，中断或减缓金属表面的电化学腐蚀。但目前在现有的清洗剂产品中，大多使用的为带单一活性官能团的腐蚀抑制剂，为了提高对金属的防腐蚀效率以及应用范围，需要较高的添加量或者采取多种抑制剂复配的方式来实现，存在着成本高、作用效率低的问题。
[0004]腐蚀抑制剂中活性官能团的数量与种类是影响防腐蚀效率的重要因素。席夫碱是指含有亚胺或甲亚胺特性基团的有机化合物，可通过氨基和醛基经过Kabachnik
‑
Fields反应得到，由于亚胺键上氮原子的π平面度和孤对电子的存在，使得其吸附效果会优于同类结构的氨基或醛基化合物。因此通过分子设计制备带有席夫碱或其衍生结构的多官能团抑制剂，可以有效提高抑制剂的防腐蚀效果。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种多官能团金属腐蚀抑制剂、其制备方法及应用，该多官能团金属腐蚀抑制剂在较低添加量下即可发挥较高的防腐蚀效率。
[0006]本专利技术提供了一种多官能团金属腐蚀抑制剂，如式(I
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a)～式(I
‑
c)所示的一种或多种：
[0007][0008]优选的，如式(II
‑
a)～式(II
‑
c)所示的一种或多种：
[0009][0010]本专利技术还提供了一种多官能团金属腐蚀抑制剂的制备方法，包括：
[0011]将式(III)所示的二羟基苯甲醛与式(IV)所示的氨基苯硫酚反应，得到多官能团金属腐蚀抑制剂；
[0012][0013]优选的，所述式(III)所示的二羟基苯甲醛选自3,4
‑
二羟基苯甲醛、2,3
‑
二羟基苯甲醛；所述式(IV)所示的氨基苯硫酚选自2
‑
氨基苯硫酚、3
‑
氨基苯硫酚与4
‑
氨基苯硫酚中的一种或多种。
[0014]优选的，所述式(III)所示的二羟基苯甲醛与式(IV)所示的氨基苯硫酚的摩尔比为(0.1～10)：(0.1～10)；所述反应的温度为5℃～100℃；所述反应的时间为0.1～48h。
[0015]优选的，所述反应在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、乙醇、甲醇与氯仿中的一种或多种；所述式(III)所示的二羟基苯甲醛与有机溶剂的比例为1g：(5～200)mL。
[0016]本专利技术还提供了一种清洗剂，包括上述多官能团金属腐蚀抑制剂。
[0017]优选的，所述清洗剂为水性清洗剂；所述清洗剂包括水、权利要求1或2所述的多官能团金属腐蚀抑制剂或权利要求3～6任意一项制备方法所制备的多官能团金属腐蚀抑制剂、有机溶剂、蚀刻剂与缓冲体系。
[0018]优选的，所述水、上述多官能团金属腐蚀抑制剂、有机溶剂、蚀刻剂与缓冲体系的
质量比为(5～95)：(0.1～5)：(5～95)：(0.1～5)：(0.1～10)。
[0019]优选的，所述有机溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、1,4
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丁内酯、二乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、N，N
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二甲基乙酰胺与N
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甲基吡咯烷酮中的一种或多种；
[0020]所述蚀刻剂选自氟化铵、氢氟酸与有机胺类化合物中的一种或多种；
[0021]所述缓冲体系选自氯化铵
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氨水体系、Tris
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甘氨酸体系、甲酸
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甲酸铵体系与乙酸
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乙酸铵体系中的一种。
[0022]本专利技术提供了一种多官能团金属腐蚀抑制剂，如式(I
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a)～式(I
‑
c)所示的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术提供的金属腐蚀抑制剂为带有席夫碱或其衍生结构、邻苯二酚基团、巯基基团的多官能团金属腐蚀抑制剂，引入多种活性官能团，一方面可增加抑制剂的活性吸附位点，另一方面三种官能团的协同作用可增强抑制剂与金属的吸附作用，还可适配于多种金属的吸附，从而使抑制剂可在较低添加量下发挥较高的防腐蚀效率，对多种金属提供防护作用。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1中得到的金属腐蚀抑制剂的核磁共振氢谱图；
[0024]图2为本专利技术实施例3中得到的金属腐蚀抑制剂的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性工作前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供了一种多官能团金属腐蚀抑制剂，如式(I
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a)～式(I
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c)所示的一种或多种：
[0027][0028]进一步优选的，如式(II
‑
a)～式(II
‑
c)所示的一种或多种：
[0029][0030]更进一步优选的，如下面所示结构的一种或多种：
[0031][0032]本专利技术提供的金属腐蚀抑制剂为带有席夫碱或其衍生结构、邻苯二酚基团、巯基基团的多官能团金属腐蚀抑制剂，引入多种活性官能团，一方面可增加抑制剂的活性位点，另一方面多种官能团的协同作用可增强抑制剂与金属的吸附作用，适配于多种金属的吸附，从而使抑制剂可在较低添加量下发挥较高的防腐蚀效率，还可对多种金属提供防护作用。
[0033]本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多官能团金属腐蚀抑制剂，其特征在于，如式(I
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a)～式(I
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c)所示的一种或多种：2.根据权利要求1所述的多官能团金属腐蚀抑制剂，其特征在于，如式(II
‑
a)～式(II
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c)所示的一种或多种：3.一种多官能团金属腐蚀抑制剂的制备方法，其特征在于，包括：将式(III)所示的二羟基苯甲醛与式(IV)所示的氨基苯硫酚反应，得到多官能团金属腐蚀抑制剂；4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述式(III)所示的二羟基苯甲醛选自3,4
‑
二羟基苯甲醛、2,3
‑
二羟基苯甲醛；所述式(IV)所示的氨基苯硫酚选自2
‑
氨基苯硫酚、3
‑
氨基苯硫酚与4
‑
氨基苯硫酚中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述式(III)所示的二羟基苯甲醛与式(IV)所示的氨基苯硫酚的摩尔比为(0.1～10)：(0.1～10)；所述反应的温度为5℃～100℃；所述反应的时间为0.1～48h。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、乙醇、甲醇与氯仿中的一种或多种；所述式(III)所示的二羟基苯甲醛与有机溶剂的比例为1g：(5～200)mL。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱强，陈婷，马克，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：