最後更新:2026年10月8日曝光・微影圖案化・光罩・光阻中國大陸:TMAH(四甲基氢氧化铵)

TMAH(氫氧化四甲基銨)是什麼

Tetramethylammonium Hydroxide

TMAH(氫氧化四甲基銨)是化學式為(CH₃)₄NOH的強鹼性有機化合物,是最廣泛使用的光阻顯影液。由於不含鈉或鉀,不會造成金屬汙染,濃度2.38wt%的水溶液是全球標準。也用於矽的非等向性蝕刻,但具有經皮膚吸收會引起嚴重中毒的毒性。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide:氫氧化四甲基銨)是化學式為(CH₃)₄NOH的強鹼性有機化合物,在半導體製造中是最廣泛使用的光阻顯影液。它會溶解因曝光而變得可溶於鹼的光阻部分,使圖案顯現出來。與氫氧化鈉或氫氧化鉀不同,它不含鈉・鉀等金屬,因此不會造成使電晶體特性失常的金屬離子汙染,這就是它成為半導體標準的原因。

作為光阻顯影液,濃度2.38wt%(0.26N)的TMAH水溶液已成為全球標準,許多光阻都設計成在此濃度下發揮最佳性能。在塗佈顯影機(coater/developer)內,將顯影液覆蓋在晶圓上(puddle),或一邊旋轉一邊噴灑進行顯影,再以超純水沖洗。顯影時間、溫度或濃度的些微差異都會影響線寬,因此使用濃度經嚴格控管的高純度品。顯影不足時,圖案底部會殘留光阻殘渣(Scum)。

TMAH也用於矽的非等向性濕式蝕刻。高濃度的TMAH水溶液幾乎不蝕刻矽的{111}面,卻能快速蝕刻{100}面,因此可製作V形溝槽或具斜面的孔洞,用於MEMS加工。與氫氧化鉀不同,它不含金屬,優點是容易與CMOS製程整合。另一方面,TMAH經皮膚吸收後會作用於神經與呼吸,引起嚴重中毒,毒性很強,日本國內外都曾有死亡事故的報告。操作時會徹底要求穿戴防護具,並在沾附時迅速沖洗。使用後的廢液會回收再生或處理。

TMAH(氫氧化四甲基銨)的常見問題

TMAH顯影液的濃度為何是2.38%?
因為2.38wt%(0.26N)的TMAH水溶液已確立為業界標準濃度,許多光阻都設計成在此濃度下發揮最佳的解析度與感度。由於已標準化,不同廠商的光阻也能使用同一種顯影液。
TMAH為何危險?
因為TMAH容易經皮膚吸收,在體內妨礙神經與呼吸功能而引起嚴重中毒。濃溶液大面積沾附時可能危及生命,日本國內外都曾有死亡事故的報告。操作時必須穿戴防護具,一旦沾附需立即以大量清水沖洗。

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