光刻技术是一种将光掩膜上的半导体电路图案转移至硅片上的方法，通过激光或电子束辐照光掩膜模版，使晶圆上的光敏物质因感光而发生材料性质的改变，从而完成图案转移的过程。专利CN114035405B公开了一种制备光刻胶用顶部抗反射膜的组合物、光刻胶用顶部抗反射膜和含氟组合物，其首次提到了在顶部抗反射层体系中加入适量酸可以抑制光刻胶中H+向抗反射膜扩散避免T型顶形成。其中酸调节剂选择了全氟己基磺酸，且全氟己基磺酸的含量通常优选为0.5‑3wt％。但是，可用于半导体行业的全氟己基磺酸对于其中的杂质金属离子具有严苛的要求。现有针对全氟己基磺酸的资料较少，基本属于空白领域，一般商购得到的全氟己基磺酸中的杂质金属离子含量相当高，不能用于制备光刻胶顶部抗反射膜。因此，对全氟己基磺酸进行提纯，将其金属杂质离子总量降至客户要求以下用于复配顶部抗反射膜具有重大意义。
制备方法
(1)取全氟己基磺酸，采用电子级纯水稀释至质量分数为2‑12％，然后滴加优级纯氢氧化钾溶液进行反应，至溶液pH为7，固液分离，得到全氟己基磺酸钾粗品；
(2)取步骤(1)中全氟己基磺酸钾粗品置于容器中，加入电子级纯水，开启搅拌，并升温至85‑95℃溶解全氟己基磺酸钾；溶解完全后，趁热过滤，滤液在1000r/min的高速搅拌速度下降温至0℃‑60℃析出全氟己基磺酸钾，趁冷二次过滤，得到1次纯化全氟己基磺酸 钾；将1次纯化全氟己基磺酸钾重复前述步骤得到2次纯化全氟己基磺酸钾，将2次纯化全氟己基磺酸钾重复前述步骤得到3次纯化全氟己基磺酸钾，将3次纯化全氟己基磺酸钾重复前述步骤得到4次纯化全氟己基磺酸钾，将4次纯化全氟己基磺酸钾重复前述步骤得到5次纯化全氟己基磺酸钾，将5次纯化全氟己基磺酸钾重复前述步骤得到6次纯化全氟己基磺酸钾，直至所有金属离子含量小于等于2ppb，得到纯品全氟己基磺酸钾；
(3)将氢型阳离子树脂装入离子交换柱，并将电子级氢氟酸稀释成质量分数5％的氢氟酸稀溶液，使用氢氟酸稀溶液逆流洗涤离子交换柱，然后使用电子级纯水顺流洗涤，直至洗水pH为6‑7；
(4)取E1级电子级硫酸，采用电子级纯水稀释至质量分数为3‑5％，置于阳极室，然后加入步骤(3)处理后的氢型阳离子树脂，阴极室装入电子级纯水连续进行五次电解，调节电解电压为30‑55V，向阴极室中滴加稀释后的电子级硫酸至电解电流为0.8‑3.2A，将各极室温度升至40‑70℃，电解0.7‑1h；单次电解结束后将阴极室溶液全部取出，加入电子级纯水洗涤至洗水中金属离子小于1ppb，然后补入电子级纯水进行下一次电解，直至电解结束；电解结束后将阳极室的电子级硫酸与树脂分离，然后将树脂使用电子级纯水洗涤至洗液pH 为6‑7；
(5)将步骤(4)中洗涤后的树脂装入离子交换柱，然后使用加热至90℃的电子级纯水循环通过树脂，将树脂预热至85℃，然后在离子交换柱中通入高纯氮气将树脂中的水分压出；在步骤(2)六级纯化全氟己基磺酸钾中加入电子级纯水配制成浆料，然后升温至85‑90℃，形成全氟己基磺酸钾水溶液，趁热通过前述离子交换柱进行除杂以及全氟己基磺酸的转化，连续通过2次，得到全氟己基磺酸；
(6)将0.05μm、0.02μm、0.01μm、0.01μm的滤芯串联，先使用电子级纯水动态循环洗涤24‑50h，再测试水中的颗粒数，当水中0.5μm颗粒数＜10ea/ml，0.3μm颗粒数＜50ea/ml， 0.2μm颗粒数＜100ea/ml时，将步骤(5)中全氟己基磺酸动态循环过滤，即得到电子级全氟己基磺酸[1]。
参考文献
[1]甘肃睿思科新材料有限公司. 一种用于光刻胶顶部抗反射膜的电子级全氟己基磺酸及其制备方法:CN202510100703.X[P]. 2025-05-13.