[发明专利]氢氧化四甲铵显影液的回收系统及其方法

说明书

本发明申请是基于申请日为2003年06月27日，申请号为03148411.5，发明名称为“氢氧化四甲铵显影液的回收系统及其方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体厂的回收系统，特别涉及氢氧化四甲铵(TMAH)显影液的回收系统与方法。

背景技术

一般微影制程主要涉及光阻层的曝光与显影步骤。当光阻层经由光罩微影转移图案后，则利用碱性显影液与经曝光的有机酸性光阻层形成酸碱中和反应而溶解，留下未经曝光的光阻层结构。有机碱氢氧化四甲铵(tetra-methyl-ammonia hydroxide，TMAH)则为常见的碱性显影液之一。

而对于制造厂而言，由于显影步骤后，其排放液中仍以碱性显影剂为主，为了环保与成本等种种考虑，通常会设计适当的回收系统，将显影过程排放的显影剂氢氧化四甲铵(以下简称TMAH)回收再利用。已知的TMAH显影液的回收系统，通常利用导电度计(conductivity meter)或紫外光-可见光分光光度计(UV-visible spectrometer)测定显影回收液中的TMAH浓度，并根据所测定的浓度判断，以适当添加高浓度TMAH，校正溶液中的TMAH达到一定碱性浓度，作为下一批显影步骤中的显影液。若测定的TMAH浓度过低时，也可判定不进入显影液回收系统，而直接排放至厂务废液系统。

因此，对于显影液回收系统而言，TMAH的浓度测定是否准确，直接影响显影液的品质。然而TMAH的测定经常受到回收液中其它离子的干扰，例如光阻剂与显影剂酸碱中和后所形成的物质，它们仍会微量解离产生OR₁^-、OR₂^-或(CH₃)₄NOR⁺等离子，而制程残留的金属离子Al³⁺、Mo²⁺、K⁺或Na⁺等也可能在显影时，溶入显影液形成干扰。以已知的导电度计测定为例，当回收液中的TMAH的实际导电度为a％时，导电度计的测定值为b％。而由于回收液中有其它离子存在形成干扰，使得TMAH导电度测定值b％大于实际值a％。亦即，回收液中的TMAH浓度将被高估，使得后续校正TMAH浓度也随之发生偏差，使得校正后的显影液碱性低于默认值。

另外，以已知的紫外光-可见光分光光度计(UV-Vis spectrometer)为例，欲测定回收液的TMAH吸光值时，会受到回收液中的光阻剂的吸光值影响，使得测定吸光值较实际吸光值偏高。因此直接以回收液吸光度调整TMAH浓度时，也使调整后回收液中TMAH浓度偏低。

无论是已知的导电度计或紫外光-可见光分光光度计等测定方式，均无法排除回收液中其它离子的干扰，使得测定的TMAH浓度被高估，严重影响校正显影液浓度的可靠性，使得显影过程的品质降低。

因此，在已知技术中，亦有人尝试以精密度高的离子层析仪(IonChromatography，IC)，以离子层析管柱分离测定回收液中的TMAH，并测定其浓度。其优点在于通过离子层析管柱，可以排除回收液中其它离子的干扰，可测定得到TMAH浓度的实际值。然而，其缺点也由于离子层析仪(IC)属于实验室级分析仪器，仅供进行批次分析，对于显影液回收系统所需要的长时间连续性实时在线分析(in-line analysis)，仍无法适用。且离子层析仪价格高昂，耗材费用与维护成本均高昂，并不适用于一般厂务的显影液回收系统使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种快速、经济而准确的氢氧化四甲铵显影液的回收系统及其方法，以低成本而准确地估算出回收液中的氢氧化四甲铵(TMAH)的浓度，以控制回收显影液浓度的稳定性。