[发明专利]光刻胶中金属离子的纯化方法

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种光刻胶中金属离子的纯化方法。所述光刻胶中金属离子的纯化方法只需将含有巯基官能团的固体吸附剂与光刻胶混合，通过物理搅拌或者震荡的方式使其接触一定时间，即可达到较好的纯化效果。光刻胶为液体，只需简单的物理分离，就可以将含有巯基官能团的固体吸附剂和光刻胶分离。使用后的含有巯基官能团的固体吸附剂经过酸处理、碱处理、水洗和干燥处理后，便可再重复利用，含有巯基官能团的固体吸附剂的吸附量在重复使用十次时仍能高于90％。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种光刻胶中金属离子的纯化方法及其应用。

背景技术

光刻是超大规模集成电路制备过程中最重要的工艺过程之一，用于半导体器件中精细电路图形的加工，在芯片制造过程中，光刻占整个制造成本的约40％。光刻技术按照曝光波长来分类，经历了早期的G线(436nm)光刻、I线(365nm)光刻和深紫外(248nm)光刻，目前的193nm干式和浸没式光刻，以及即将进行量产的极紫外(EUV，13.5nm)光刻，光刻技术的节点从微米级已经发展到目前的几个纳米。光刻胶是光刻工艺中使用的核心材料，半导体器件如芯片加工中要进行几十道光刻过程，需要用到不同类型的光刻胶。光刻胶通常由成膜主体材料、感光剂(如光致产酸剂)、各种助剂和溶剂等组成。随着光刻技术不断进步，半导体图形分辨率要求越来越高，业界对光刻胶的纯度要求也不断提升。光刻胶纯度控制的核心内容之一是金属离子含量的控制，微量的金属离子含量会产生可动离子玷污(MIC)，引起器件的阈值电压改变，对加工器件的性能产生严重的不利影响。按照国际半导体技术路线图的要求，193nm干式光刻胶中，单种金属离子的含量需要达到5ppb以下，193nm浸没式和极紫外光刻胶要求达到1ppb以下，在这种严格的要求条件下，如何实现对光刻胶中金属离子的纯化，是光刻胶纯度控制的重点和难点。

水相中金属离子纯化及检测方法的研究较多，金属离子纯化方法主要包括吸附法、化学还原法、溶剂萃取法、离子交换法和化学沉淀法等。其中，吸附法具有操作简单、高效低廉、环境友好、可实现循环利用等优点，成为水体系中金属离子去除非常有效的方法。但是光刻胶通常采用有机溶剂体系，有机体系中金属离子的去除方法、过程以及分析方法的研究少有文献报道。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种光刻胶中金属离子的纯化方法，所述纯化方法可以实现任一类型的光刻胶中金属离子的纯化，并达到金属离子显著降低的效果。

本发明中，所述的“金属离子”如果没有特别的定义，均是指Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pd和Sn等金属离子。

本发明通过如下技术方案实现：

一种光刻胶中金属离子的纯化方法，所述纯化方法包括如下步骤：

将含有巯基官能团的固体吸附剂和待处理的光刻胶混合，分离，得到纯化后的光刻胶。

根据本发明的实施方式，所述含有巯基官能团的固体吸附剂选自含有巯基官能团的树脂(简称巯基树脂)、含有巯基官能团的硅胶(简称巯基硅胶)、含有巯基官能团的纳米颗粒(简称巯基纳米颗粒)。

根据本发明的实施方式，所述含有巯基官能团的固体吸附剂中巯基官能团的含量为1～3mmol/g，例如为1mmol/g、1.2mmol/g、1.3mmol/g、1.4mmol/g、1.5mmol/g、1.6mmol/g、1.8mmol/g、2mmol/g、2.1mmol/g、2.2mmol/g、2.4mmol/g、2.5mmol/g、2.6mmol/g、2.7mmol/g、2.8mmol/g、2.9mmol/g或3mmol/g。

示例性地，所述含有巯基官能团的硅胶中巯基官能团的含量为1.32mmol/g；所述含有巯基官能团的树脂中巯基官能团的含量为2.56mmol/g。本发明中，所述的巯基官能团的含量为摩尔含量。