一种集成电路用铜钛腐蚀液及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种集成电路用铜钛腐蚀液，属于微电子化学试剂技术领域，包括以下质量百分比的原料：硫酸10

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路用铜钛腐蚀液及其生产工艺


[0001]本专利技术属于微电子化学试剂
，具体地，涉及一种集成电路用铜钛腐蚀液及其生产工艺。

技术介绍

[0002]现有的铜/钛金属薄膜腐蚀液通常是双氧水和其他酸溶液，用双氧水对铜/钛金属进行氧化，然后用酸溶液对氧化物进行溶解，达到蚀刻的目的。其中虽然加入了过氧化氢稳定剂，但双氧水仍然存在不稳定易分解的情况，且铜离子对过氧化氢的分解有催化作用，会进一步加速过氧化氢的分解，因此铜钛层叠膜蚀刻过程不稳定，同时缩短蚀刻液寿命。为提高蚀刻速率往往会加入氟离子，但是氟离子在酸性条件下会腐蚀硅材器件，对工艺生产非常不利，对操作环境造成一定的污染，不利于操作人员的健康，而且失效的蚀刻液若不进行正确的处理，还会对环境造成严重的污染，并且随着腐蚀过程的进程，较多的铜离子和钛离子进入腐蚀液中，造成腐蚀液金属离子含量较多，影响腐蚀液的稳定性，进行影响刻蚀效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种集成电路用铜钛腐蚀液及其生产工艺,通过过硫化物与硝酸的复配使铜钛复合金属层在玻璃片上的蚀刻角得到有效控制，并且加入了吸附剂，能够对腐蚀液的金属离子进行有效吸附，达到净化腐蚀液的目的。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种集成电路用铜钛腐蚀液，包括以下质量百分比的原料：硫酸10
‑
19％、硝酸5
‑
8％、乙酸28
‑
33％、过硫酸钾2
‑
5％、双氧水2
‑
4％、吸附剂0.05
‑
0.1％，余量为纯水；
[0006]该集成电路用铜钛腐蚀液的生产工艺，包括以下步骤：
[0007]第一步：将硫酸、硝酸、乙酸、过硫酸钾、双氧水、吸附剂和纯水等原料按配比称重配置；
[0008]第二步：先加入所需纯水至配料罐，在搅拌下加入过硫酸钾和双氧水，转速100
‑
200r/min条件下搅拌2
‑
4h；
[0009]第三步：再依次向配料罐加入硫酸、硝酸、乙酸，转速60
‑
80r/min搅拌2h，得到混合物；
[0010]第四步：将混合物通入过滤器中过滤2次以上，再加入吸附剂，转速不变搅拌20
‑
40min，得到所述集成电路用铜钛蚀刻液。
[0011]进一步地，所述硫酸浓度为94
‑
98％、硝酸浓度为63
‑
64％、乙酸浓度为98％；双氧水浓度为30％，第四步中过滤器的微滤膜孔径为0.03
‑
0.10μm。
[0012]进一步地，所述吸附剂由以下步骤制成：
[0013]步骤1、将正戊醇、正硅酸乙酯和正己烷加入三口烧瓶中，搅拌5min后，加入十六烷基三甲基溴化铵、尿素和蒸馏水，磁力搅拌40min后，将反应产物转移至聚四氟乙烯反应釜
中，置于120℃烘箱中保温4h，反应结束后，抽滤，滤饼用丙酮和蒸馏水各洗涤2次，然后用4000r/min转速离心15min，所得沉淀在60℃烘箱中干燥12h，最后在550℃马弗炉中焙烧6h，得到介孔载体；
[0014]步骤2、将2
‑
吡啶甲醛加入无水乙醇中，在搅拌条件下，加入2
‑
吡啶甲基胺，室温条件下搅拌2h，加入硼氢化钠，搅拌反应3h，反应结束后，过滤，滤液冷却至0℃，加入质量分数37的盐酸溶液调节pH值至4，加入析出液，室温静置24h后，过滤，滤饼用乙醚洗涤3
‑
5次，最后60℃下干燥至恒重，得到中间体1；
[0015]反应过程如下：
[0016][0017]步骤3、将6
‑
溴甲基
‑2‑
吡啶甲醇和乙腈按照1.12g：20mL混合均匀得到溶液a，向三口烧瓶中加入中间体1、三乙胺和除水乙腈，搅拌5min后，向三口烧瓶中滴加溶液a，1h内滴加结束，滴加结束后，氩气保护下搅拌反应12h，反应结束后，旋蒸去除乙腈，将产物溶于二氯甲烷中，分别用饱和碳酸氢钠溶液和氯化钠溶液洗涤2次，分液，无水硫酸钠干燥有机层，过滤，旋蒸去除二氯甲烷，得到中间体2；
[0018]反应过程如下：
[0019][0020]步骤4、将中间体2和乙腈加入三口烧瓶中，搅拌3min后，向三口烧瓶中滴加L
‑
胱氨酸的盐酸溶液，滴加结束后，转速100
‑
200r/min条件下，加入浓硫酸，控制反应温度80
‑
90℃，搅拌反应30
‑
60min，反应结束后，用乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸除去乙酸乙酯，得到中间体3；
[0021]反应过程如下：
[0022][0023]步骤5、向圆底烧瓶中加入无水乙醇、二苯胺和氢化钠，降温至0℃，搅拌10min后加入环氧氯丙烷，室温下搅拌反应6h，然后加入二甲基乙醇胺，升温至80℃，搅拌反应8h，反应结束后，过滤，滤液旋蒸除去无水乙醇，将产物于乙酸乙酯中重结晶，得到中间体4；
[0024]反应过程如下：
[0025][0026]步骤6、将间体3、三乙胺和二甲基亚砜加入三口烧瓶中，在0℃条件下加入中间体4，随后加入4
‑
二甲氨基吡啶，搅拌3min后加入N,N
’‑
二环己基碳二亚胺，升温至25℃，反应3h后，将反应液减压浓缩至1/3体积，浓缩液加入其体积2倍的乙酸乙酯中萃取摇匀放入
‑
1℃冰箱中5h，再用乙酸乙酯萃取三次，有机相依次用质量分数5％碳酸氢钠溶液和浓度1mmol/L盐酸溶液洗涤后，再用无水硫酸钠干燥，得到中间体5；
[0027]反应过程如下：
[0028][0029]步骤7、将介孔载体、无水乙醇和去离子水加入圆底烧瓶中，频率40
‑
50kHz下超声分散15min后，加入偶联剂KH
‑
560，超声分散10min后，加入中间体5，搅拌反应1
‑
2h，反应结束后，转速1000
‑
1200r/min离心3
‑
5次，沉淀用蒸馏水洗涤3
‑
5次，最后于60℃下干燥至恒重，得到吸附剂。
[0030]进一步地，步骤1中正戊醇、正硅酸乙酯、正己烷、十六烷基三甲基溴化铵、尿素和蒸馏水的用量比为2.5mL：5.6
‑
7.9mL：30mL：3.1
‑
3.9g：0.6g：30mL。
[0031]进一步地，步骤2中2
‑
吡啶甲醛、无水乙醇、2
‑
吡啶甲基胺、硼氢化钠的用量比为0.2mol：100mL：0.2mol：0.37
‑
0.41mol，析出液为0℃的无水乙醇和乙醚按照体积比3:1混合而成。
[0032]进一步地，步骤3中溶液a、中间体1、三乙胺和除水乙腈的用量比为20mL：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路用铜钛腐蚀液，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：硫酸10
‑
19％、硝酸5
‑
8％、乙酸28
‑
33％、过硫酸钾2
‑
5％、双氧水2
‑
4％、吸附剂0.05
‑
0.1％，余量为纯水；其中，吸附剂由以下步骤制成：步骤1、将正戊醇、正硅酸乙酯和正己烷加入三口烧瓶中，搅拌5min后，加入十六烷基三甲基溴化铵、尿素和蒸馏水，磁力搅拌40min后，将反应产物转移至聚四氟乙烯反应釜中，置于120℃烘箱中保温4h，反应结束后，抽滤，滤饼洗涤，离心，干燥，焙烧，得到介孔载体；步骤2、将2
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吡啶甲醛加入无水乙醇中，搅拌，加入2
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吡啶甲基胺，搅拌2h，加入硼氢化钠，搅拌反应3h，过滤，滤液冷却至0℃，加入盐酸溶液调节pH值至4，加入析出液，室温静置24h后，过滤，滤饼洗涤，干燥，得到中间体1；步骤3、将6
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溴甲基
‑2‑
吡啶甲醇和乙腈按照1.12g：20mL混合均匀得到溶液a，向三口烧瓶中加入中间体1、三乙胺和除水乙腈，搅拌5min后，滴加溶液a，滴加结束后，氩气保护下搅拌反应12h，旋蒸，洗涤，纯化，得到中间体2；步骤4、将中间体2和乙腈加入三口烧瓶中，搅拌3min后，滴加L
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胱氨酸的盐酸溶液，滴加结束后，加入浓硫酸，控制反应温度80
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90℃，搅拌反应30
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60min，反应结束后，萃取，旋蒸，得到中间体3；步骤5、向圆底烧瓶中加入无水乙醇、二苯胺和氢化钠，降温至0℃，搅拌10min后加入环氧氯丙烷，室温下搅拌反应6h，然后加入二甲基乙醇胺，升温至80℃，搅拌反应8h，过滤，滤液旋蒸后重结晶，得到中间体4；步骤6、将间体3、三乙胺和二甲基亚砜加入三口烧瓶中，在0℃条件下加入中间体4，随后加入4
‑
二甲氨基吡啶，搅拌3min后加入N,N
’‑
二环己基碳二亚胺，升温至25℃，反应3h后，减压浓缩，萃取，洗涤，干燥，得到中间体5；步骤7、将介孔载体、无水乙醇和去离子水加入圆底烧瓶中，超声分散15min后，加入偶联剂KH
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560，超声分散10min后，加入中间体5，搅拌反应1
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2h，反应结束后，离心3
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5次，洗涤，干燥，得到吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种集成电路用铜钛腐蚀液，其特征在于，步骤1中正戊醇、正硅酸乙酯、正己烷、十六烷基三甲基溴化铵、尿素和蒸馏水的用量比为2.5mL：5.6
‑
7.9mL：30mL：3.1
‑
3.9g：0.6g：30mL。3.根据权利要求1所述的一种集成电路用铜钛腐蚀液，其特征在于，步骤2中2
‑
吡啶甲醛、无水乙醇、2
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【专利技术属性】
技术研发人员：戈烨铭，何珂，汤晓春，
申请(专利权)人：江阴润玛电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：