四甲基氫氧化銨的制備與檢測(cè)

劉耀鵬

（晶瑞電子材料股份有限公司，江蘇 蘇州 050011）

引言

超凈高純?cè)噭╱ltra-clean and high-purity reagents）在國(guó)際上通稱為工藝化學(xué)品（process chemicals），美、歐和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)又稱濕化學(xué)品（wet chemicals），是超大規(guī)模集成電路（IC）制作過程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一[1]。超凈高純?cè)噭┑闹饕猛居袃深悾阂活愂怯糜谛酒那逑础⑽g刻；另一類是用于芯片摻雜和沉淀工藝。超凈高純?cè)噭┑募兌群蜐崈舳葘?duì)集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響[2]。

四甲基氫氧化銨（tetramethylammonium hydroxide，縮寫為TMAH），分子式為（CH3）4NOH。有一定的氨氣味，具有強(qiáng)堿性，易吸收空氣中的CO2，含5 個(gè)分子結(jié)晶水的四甲基氫氧化銨為無(wú)色潮解性針狀結(jié)晶，加熱到沸點(diǎn)時(shí)（120℃，0.1 MPa）易分解成三甲胺和甲醇[3]。

四甲基氫氧化銨主要用于IC 正性光刻膠的顯影工藝。正性光刻膠的顯影原理是在光照的地方發(fā)生解離，相對(duì)分子質(zhì)量由大變小。正性光刻膠比較適合線寬較小的應(yīng)用場(chǎng)合，正性光刻膠的線寬分辨率也是有限度的，大約在14 nm。對(duì)于EUV 光刻膠，需要金屬氧化物在更高的分辨率上作出突破。對(duì)于顯影液TMAH 來(lái)說(shuō)，隨著IC 線寬的不斷降低，顯影時(shí)表面張力的控制顯得尤為重要，用于90 nm 線寬以下IC 制造的顯影液需要添加表面活性劑，表面活性劑需要滿足雜質(zhì)少，同時(shí)在較高溫度下又容易分解的條件，目前TMAH 的表面活性劑一般選用非離子型表面活性劑。高純的產(chǎn)品及表面活性劑成為各個(gè)顯影液供應(yīng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 TMAH 制備方法比較

TMAH 制備主要有兩種技術(shù)路徑。采用電解四甲基氯化銨的方法簡(jiǎn)單流程如下：首先合成氨氣；……