六甲基二硅氮烷性质、用途与生产工艺
六甲基二硅氮烷，英文缩写HMDS，一种重要的有机硅化合物，最常用来增加光刻胶在品圆表面附着力的底漆层，易燃且燃点为6.7℃，当在空气中的浓度为0.8%-16%时具有爆炸性，HMDS会强烈地与水、酒精和矿物质酸反应释放出氨水NH3，生成六甲基二硅醚。在催化剂存在下，与醇或酚反应，生成三甲基烷氧基硅烷或三甲基芳氧基硅烷。与无水氯化氢反应，放出NH3或NH4Cl，生成三甲基氯硅烷。
六甲基二硅氮烷 (HMDS) 底涂通常在应用光刻胶之前使用。1970 年，IBM 的 RH Collins 和 FT Devers 在美国专利 3,549,368 中首次描述了 HMDS 作为光刻胶粘合促进剂的用途。该工艺已从基于将晶圆浸入 HMDS 溶液中的做法逐步发展为基于蒸汽的过程。尽管可以通过旋涂将 HMDS 涂敷在晶圆上，但通常不推荐这样做，因为 HMDS 厚层的蒸汽蒸发会在后期造成问题。最典型的 HMDS 应用在真空室中，该真空室将基板的加热与暴露于 HMDS 蒸气相结合。
HMDS提高了光刻胶的附着力
由于从环境湿度中吸收了一层水，硅晶片的表面通常是亲水的。为了光刻胶的适当粘附，需要使表面更疏水以更好地匹配光刻胶的化学性质。该过程的第一步称为脱水烘烤。顾名思义，该步骤的目的是去除晶圆表面的水分。此步骤通常在真空中进行，需要大约 140 至 160 °C 的温度。如果不去除水层，则在后续显影或化学蚀刻过程中存在光刻胶分层的风险。然而，在这一步之后，晶圆表面仍然是亲水的，因为脱水使表面恢复到自然状态。在原生状态下，硅晶片的顶部有一层薄薄的天然氧化物，当暴露在大气湿度下时会形成。在化学上，这被视为硅表面的 OH 基团。为了使光刻胶正确粘附，表面需要更疏水（防水）。
脱水烘烤从晶圆表面去除多余的材料（即吸附的水），而 HMDS 处理将添加单层材料，使其对光刻胶更具吸引力。脱水烘烤后，表面暴露于蒸汽 HMDS，通常在设置为 130 至 160 °C 的热底漆烘箱中。晶圆表面的 OH 基团会与 HMDS 的甲基发生反应，从而使表面更加疏水。表面会更好地与光刻胶的化学成分相匹配，但也不易吸水。
六甲基二硅氮烷是主危3类副危6.1类/8类的危险货物，具有以下危险性质：
易燃液体和蒸气，吞咽有害、皮肤接触会中毒，吸入会中毒。
其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸，爆炸极限范围0.8%-16.3%。
与氧化剂接触猛烈反应。遇水和甲醇发生化学反应而分解。
化学性质
无色透明易流动液体。沸点125℃，相对密度0.76（20/4℃）。溶于有机溶剂，与空气接触会迅速被水解生成三甲硅烷醇和六甲基二硅醚。闪点-1℃。
用途
六甲基二硅氮烷在有机硅氮烷化学中，可以用作与氯硅烷单体进行氯交换，从而获得聚硅氮烷。这种方法比直接通氨法在合成上有巨大优势。
用途
用于生产橡胶、药物、羟基及氨基保护剂、无机填料处理剂。该品是消减气相色谱载体表面吸附活的减尾剂。特种有机合成。六甲基二硅氮烷是碱性硅烷化保护剂，用于西胺卡那霉素、阿米卡星、盘尼西林、头孢霉素、氟尿嘧啶及各种青霉素衍生物等合成过程中的甲硅烷基化。硅藻土、白炭黑、钛等粉末的表面处理。半导体工业中光致刻蚀剂的粘结助剂。
生产方法
将109g（1.0mol）三甲基氯硅烷溶于500ml无水乙醚，通入氨气，立即出现白色沉淀。加热至回流，慢慢通氨维持6h，使氯化铵沉降、过滤，取乙醚溶液先蒸出乙醚，再蒸出六甲基二硅氨烷，得52.5g，收率65%。
类别
易燃液体
毒性分级
中毒
急性毒性
口服- 大鼠 LD50: 850 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LDL0: 850 毫克/ 公斤
可燃性危险特性
遇明火、高温、氧化剂易燃; 遇水分解有毒硅化物气体; 燃烧产生有毒氮氧化物烟雾
储运特性
库房通风低温干燥; 与氧化剂、酸类分开存放
灭火剂
干粉、干砂、二氧化碳、泡沫、1211灭火剂
六甲基二硅氮烷
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