环化学院研究团队最新成果：高效环保三唑衍生物缓蚀剂助力半导体CMP工艺绿色低碳转型

     近日，我院张大全教授团队在国际腐蚀领域权威期刊《Corrosion Science》（IF=8.0，中科院一区 TOP）上发表题为 “Influence of H₂O₂ on performance of corrosion inhibition of triazole derivatives for copper in alkaline chemical mechanical polishing slurry” 的研究论文，为半导体铜互连化学机械抛光（CMP）工艺中高效环保缓蚀剂的设计与开发提供了关键理论支撑，相较于传统有毒有害缓蚀剂易造成污染、处理能耗高的问题，该1,2,4-三唑衍生物缓蚀剂兼具环境友好性与高缓蚀效率，10mM浓度下ATA缓蚀效率达92.7%，能减少半导体CMP工艺废液污染与处理能耗，还可降低抛光液用量及设备损耗，为高精密制造行业低碳转型提供了高效且环保的创新路径。该研究由张大全教授担任通讯作者，我院研究生王毓欣、严梓轩为共同第一作者。

图1  铜片在含有10mM ATA、20mM MT和20mM AMTA碱性介质（0.5 wt%过氧化氢和2 wt%甘氨酸）浸泡后N1-N2键的同步辐射显微红外mapping光谱图（a1-c1），局部FITR光谱图（a2-c3），缓蚀剂粉末傅立叶红外光谱图ATA（a3）、MT（b3）、AMTA（c3）

本研究团队聚焦 1,2,4 - 三唑衍生物，系统探究了 3-氨基-1,2,4-三唑（ATA）、3-巯基-1,2,4-三唑（MT）和 3-氨基-5-巯基 1,2,4-三唑（AMTA）三种抑制剂的缓蚀性能。电化学测试表明，10mM 浓度的ATA 缓蚀效率高达92.7%，远超MT（89.9%，20mM）与 AMTA（83.7%，20mM），且三者均为以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂，解决了抛光液中的过氧化氢易引发铜的过度腐蚀、传统缓蚀剂存在环保性差、后清洗困难等问题。

 借助原子力显微镜、同步辐射红外光谱及密度泛函理论计算等技术，团队进一步揭示了缓蚀作用的微观机制，厘清了三唑衍生物官能团结构与缓蚀性能的构效关系，突破了传统苯并三唑类缓蚀剂的应用局限，为下一代半导体CMP绿色缓蚀体系的构建奠定了重要基础。

 本研究得到国家自然科学基金项⽬的资助。部分工作得到上海电力材料防护与新材料重点实验室开放基金支持和国家蛋白质科学研究（上海）设施的BL01B光源工作人员的帮助。