[发明专利]离子交换树脂、纯化方法和制备离子树脂的方法

说明书

离子交换树脂包含交联树脂和与所述树脂的碳共价键合的盐，其中所述盐包含第一非金属阳离子和第一抗衡阴离子，其中所述第一抗衡阴离子包含第二非金属阳离子和硫代硫酸根抗衡阴离子，且其中所述离子交换树脂基本上不含金属。所述离子交换树脂特别适用于从可用于制造半导体装置的溶液中除去杂质。

背景技术

本发明一般涉及用离子树脂纯化化学品。更具体地，本发明涉及离子交换树脂、其制备方法、由这种离子交换树脂形成的纯化介质、以及使用这种离子交换树脂的纯化方法。本发明特别适用于电子工业中使用的材料的纯化。

在半导体制造工业中，装置制造中使用的工艺材料和其相关的原材料可能含有过氧化物杂质，例如过氧化氢或有机过氧化物。这些过氧化物杂质可以作为化学制造过程的结果存在，或者可以在材料储存期间产生。有机溶剂(如醚和酯)在大气氧存在下特别容易形成有机过氧化物。在敏感溶剂中包括乳酸乙酯、PGME和PGMEA，它们通常用于平版印刷材料中。

从安全角度来看，半导体工艺化学品中存在过氧化物可能是有问题的。特别地，过氧化物会造成严重的火灾和爆炸危险，而且还可能具有毒性和腐蚀性。除了它们带来这种安全隐患之外，工艺材料中过氧化物的存在会对所得到的半导体装置具有有害影响。

致力于将溶剂中过氧化物的形成降至最低，已知向溶剂中加入过氧化物抑制剂。还已知使用过氧化物清除剂从有机溶剂中除去过氧化物。(参见例如美国专利第3,221,030号)。然而，向溶剂、原料和组合物中添加添加剂抑制剂或清除剂会在材料中产生未反应的添加剂和氧化副产物。这些添加剂的存在会对工艺材料的性能产生不利影响，并且可能需要原始的无添加剂材料，特别是在先进的半导体装置制造的情况下，其中工艺化学品中杂质的减少变得越来越重要。

半导体制造中的另一个问题涉及工艺化学品中金属污染物的存在。虽然金属材料在制造过程中占有一席之地，例如在互连结构的形成中，许多工艺中的金属污染可能对所形成的装置造成严重问题，例如关于由电特性改变造成的低装置良率和不佳性能。因此，将希望允许工艺化学品中的金属污染物水平降低。

因此，本领域中需要改进的离子树脂、纯化介质和纯化方法，其解决了与现有技术水平相关的一个或多个问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种离子交换树脂。离子交换树脂包含交联树脂和与树脂的碳共价键合的盐，其中盐包含第一非金属阳离子和第一抗衡阴离子，其中第一抗衡阴离子包含第二非金属阳离子和硫代硫酸根抗衡阴离子，且其中离子交换树脂基本上不含金属。

根据本发明的另一方面，提供了一种离子交换介质。离子交换介质包含如本文所述的离子交换树脂，并且可以采用例如珠粒、膜、过滤器、离子交换柱或其组合的形式。

根据本发明的另一方面，提供纯化方法。纯化方法包含使包含溶剂和杂质的组合物与如本文所述的离子交换树脂接触，从而降低组合物中杂质的含量。

根据本发明的另一方面，提供了制备离子交换树脂的方法。所述方法包含：(a)提供离子树脂，其包含交联树脂和与交联树脂的碳共价键合的盐，其中盐包含第一阳离子和第一抗衡阴离子；和(b)使离子树脂与包含第二阳离子和包含硫代硫酸根基团的第二抗衡阴离子的盐接触，从而交换第一抗衡阴离子和第二抗衡阴离子。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且无意限制本发明。除非上下文另有指示，否则单数形式“一(a/an)”以及“所述”意图包括单数和复数形式。

附图说明

将参照以下附图描述本发明，其中相同的元件符号表示相同的特征，且其中：

图1说明了用根据本发明的离子交换树脂处理之前和之后的三丙二醇甲醚(TPM)的GC-MS谱；且

图2说明了用根据本发明的离子交换树脂处理之前和之后的乳酸乙酯的GC-MS谱。

具体实施方式