Hydroxyde de tétraméthylammonium. Base organique sans ions métalliques, utilisée comme révélateur de résine photosensible. Attention à l'intoxication par absorption cutanée.
Nom japonais: TMAH
« TMAH » apparaît dans 4 questions d'entraînement réparties sur 3 thèmes, dont Matériaux de procédé (gaz et produits chimiques), Environnement, santé et sécurité, Lithographie.
Le TMAH (hydroxyde de tétraméthylammonium, (CH3)4N+ OH−) est un hydroxyde d'ammonium quaternaire, une base forte qui ne contient aucun atome métallique. L'hydroxyde de sodium ou de potassium dissoudrait aussi la résine exposée, mais les ions alcalins qui atteignent l'oxyde de grille deviennent des ions mobiles qui dérivent sous l'effet des champs électriques et décalent les tensions de seuil, problème qui rendait instables les premiers dispositifs MOS. Une base organique sans métal évite cette voie de contamination, c'est pourquoi le TMAH est devenu le révélateur standard des résines photosensibles positives dans la fabrication des semi-conducteurs.
Le révélateur standard de l'industrie est le TMAH aqueux à 2,38 % en masse, soit environ 0,26 N. Dans une résine positive, l'exposition rend les zones irradiées solubles en milieu alcalin : dans les résines novolaques pour la ligne i, le composé photoactif se transforme en acide carboxylique, et dans les résines à amplification chimique pour KrF et ArF, la déprotection catalysée par l'acide fait apparaître des groupes acides sur le polymère. Ces zones se dissolvent dans le TMAH tandis que les zones non exposées subsistent. L'utilisation d'une concentration commune à toutes les usines assure des vitesses de dissolution reproductibles. Le développement de tonalité négative est différent : c'est un solvant organique qui dissout alors les zones non exposées.
Le TMAH est dangereux au-delà de son caractère d'alcali caustique. Les ions tétraméthylammonium absorbés par la peau perturbent la transmission des signaux des nerfs aux muscles et peuvent provoquer un arrêt respiratoire ; des accidents mortels après contact cutané ont été signalés. Les solutions mères concentrées, autour de 25 %, sont bien plus dangereuses que le révélateur à 2,38 %, car la dose absorbée augmente avec la concentration et la surface de contact. La manipulation exige des gants résistants aux produits chimiques, une protection du visage et des tabliers, et tout contact impose un rinçage immédiat à l'eau et des soins médicaux rapides, même si la peau semble intacte.
Le TMAH grave aussi le silicium de façon anisotrope, comme le KOH : les plans (100) se gravent beaucoup plus vite que les plans (111), ce qui produit des rainures en V et des cavités délimitées par des facettes inclinées. Étant sans métal et compatible avec les procédés CMOS, les solutions de TMAH sont largement utilisées dans la fabrication des MEMS pour libérer des structures ou former des membranes. La vitesse de gravure et la régularité de surface dépendent de la concentration et de la température, et la gravure ralentit fortement sur le silicium fortement dopé au bore, qui peut servir de couche d'arrêt.
Réponse : C. Pour éviter la contamination par des ions métalliques comme le sodium
Les ions de métaux alcalins comme le sodium ou le potassium deviennent des ions mobiles qui se déplacent sous champ électrique dans l'oxyde et font dériver la tension de seuil des transistors. Cette contamination au sodium fut la principale cause de l'instabilité des premiers composants MOS. Le TMAH, alcali organique sans métal, écarte ce risque. Ni la couleur ni le prix ne motivent ce choix, et le TMAH n'est pas toujours moins cher.
Réponse : B. Parce qu'il est absorbé par la peau, perturbe le fonctionnement des nerfs et des muscles et peut provoquer une intoxication systémique, comme un arrêt respiratoire
Le TMAH est une base forte qui lèse la peau, mais en outre, les ions tétraméthylammonium absorbés par la peau perturbent la transmission des signaux des nerfs vers les muscles et peuvent provoquer un arrêt respiratoire. La solution concentrée à environ 25 %, proche du produit pur, est bien plus dangereuse que la solution à 2,38 % utilisée pour le développement ; des décès par contact ont été signalés, notamment à Taïwan. Le port d'équipements de protection ainsi que le rinçage et la consultation immédiats en cas de contact sont essentiels.
La norme est le TMAH à 2,38 % en masse dans l'eau, soit environ 0,26 N, qui donne des vitesses de développement reproductibles et est utilisé par la plupart des usines.
Le NaOH laisse des ions sodium qui peuvent migrer dans l'oxyde de grille sous forme de charges mobiles et décaler les tensions de seuil. Le TMAH est une base organique sans métal : il développe la résine sans cette contamination.
Outre les brûlures alcalines, le TMAH est absorbé par la peau et ses ions tétraméthylammonium bloquent la transmission des signaux des nerfs aux muscles, ce qui peut provoquer une insuffisance respiratoire, en particulier avec les solutions concentrées.
Le TMAH, alcali organique sans métal, écarte ce risque.
Pourquoi utilise-t-on un alcali organique comme le TMAH plu…Le TMAH est une base forte qui lèse la peau, mais en outre, les ions tétraméthylammonium absorbés par la peau perturbent la transmission des signaux des nerfs vers les muscles et peuvent provoquer un arrêt respiratoire.
Pourquoi le contact cutané avec une solution concentrée de …Les exemples types sont les résines novolaques pour la raie i et les résines à amplification chimique pour le KrF et l'ArF, développées dans un développeur alcalin (solution aqueuse de TMAH).
Quelle description d'une résine photosensible positive est …Le développement des résines positives utilise comme standard industriel une solution aqueuse de TMAH à 2,38 % (environ 0,26 N).
Quelle solution aqueuse est couramment utilisée pour le dév…Ions mobiles Tension de seuil Contact Résine photosensible positive Arsine (AsH3) Débitmètre massique régulateur (MFC) Eau ultrapure Gaz spéciaux NF3 (trifluorure d'azote) Phosphine (PH3)