微电子光致抗蚀剂的发展及应用

光致抗蚀剂,又称光刻胶,是微电子工业中制作大规模和超大规模集成电路不可或缺的核心材料,因其在国民经济和国防建设中具有战略地位而备受研究者关注.本文梳理了光致抗蚀剂从早期的聚乙烯醇肉桂酸酯、环化橡胶-叠氮化合物、近紫外G线(436-nm)和I线(365-nm)酚醛树脂-重氮萘醌类光致抗蚀剂,到深紫外(248-nm和193-nm)、真空紫外(157-nm)光致抗蚀剂,再到极紫外(13.5-nm)、电子束、纳米压印、嵌段共聚物自组装、扫描探针等下一代光刻技术用光致抗蚀剂的发展脉络,综述了其研究进展.重点对深紫外化学增幅型光致抗蚀剂体系进行了总结,包括主体成膜树脂、光产酸剂以及溶解抑制剂、碱性化合物等添加剂,并介绍了下一代光刻技术用光致抗蚀剂的最新研究成果.最后对光致抗蚀剂未来的发展前景和方向进行了展望.     

高灵敏度的酯型光敏聚酰亚胺

通过液－固逐步溶解缩聚的方法,合成了几种有较高分子量的光敏聚酰胺酸酯,并对它们的光刻性能进行了研究和讨论。其中,米赤酮或双叠氮对以联苯二酐间苯二胺残在为主的链结构的光敏ＰＩ前体的感光性能有最大的影响,由这种ＰＩ前体配制的光敏聚酰亚胺光刻胶具有最高的灵敏度。     

辛巴蓝FEG—A固载的交联聚乙烯醇作为亲和色谱填料

以乙酸丁酯和正庚烷作为致孔剂,乙酸乙烯酯与异氰酸三烯丙基酯进行悬浮共聚、经碱性水解得到大孔交联聚乙烯醇树脂。交联聚乙烯醇与环氧氯丙烷在碱性条件下反应,得到含有环氧基的树脂。含有环氧基的树脂与6-氨基已基-N'-辛巴蓝FEG-A反应,制得固载辛巴蓝FEG-A（一种三嗪染料）的交联聚乙烯醇树脂。将固载辛巴蓝FEG-A的交联聚乙烯醇树脂作为亲和色谱填料,对五种蛋白质（细胞色素c、溶菌酶、牛血清白蛋白、胰岛素和乳酸脱氢酶）进行了色谱分离。     

正性光刻胶的成膜剂或粘附剂对其性能的影响

线型间-甲酚-甲醛树脂是正性光刻胶的成膜剂或粘附剂,在正胶中除了有成膜作用外还能在显影液中与邻迭氮萘醌磺酸酯型光敏剂偶合^[1]而提高未曝光区正胶的耐碱性与耐腐蚀性。本文研究了树脂分子量大小对正胶抗化学试剂性能的影响。若树脂分子量太小,则正胶的耐碱性与耐腐蚀性就差,若分子量太大,则正胶的粘附性就差。     

辛巴蓝F3G-A固载的交联聚乙烯醇作为亲和色谱填料

以乙酸丁酯和正庚烷作为致孔剂,乙酸乙烯酯与异氰酸三烯丙基酯进行悬浮共聚、经碱性水解得到大孔交联聚乙烯醇树脂。交联聚乙烯醇与环氧氯丙烷在碱性条件下反应,得到含有环氧基的树脂。含有环氧基的树脂与6-氨基己基-N'-辛巴蓝F3G-A反应,制得固载辛巴蓝F3G-A (一种三嗪染料) 的交联聚乙烯醇树脂。将固载辛巴蓝F3G-A的交联聚乙烯醇树脂作为亲和色谱填料,对五种蛋白质 (细胞色素c、溶菌酶、牛血清白蛋白、胰岛素和乳酸脱氢酶) 进行了色谱分离。     

一种低分子量带有羧基的聚丙烯酸酯丙烯酸树脂的制备和性质

制备了一种紫外光固化预聚物——带有羧基的低分子量聚丙烯酸酯丙烯酸树脂(Polyacrylate acrylic resin, PAAR).其主链由丙烯酸烷基酯和丙烯酸进行共聚而得,当采用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸(摩尔比1:1:1)作为共聚单体,引发剂AIBN为1.5%,链转移剂十二硫醇为2.5%时,聚合得到的聚丙烯酸酯(Polyacrylate, PA)分子量在1100-1400之间,多分散性小于2,反应速率快,转化率高;由这种PA和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行酯化反应,制备得到最终产物聚丙烯酸酯丙烯酸树脂,酯化率可以达到80%以上,其光固化膜具有较好的涂膜硬度和柔韧性,光泽度饱满.     

极紫外(EUV)光刻胶树脂及合成方法进展

极紫外光刻(EUVL)是实现22 nm及以下节点集成电路制造最为高效的工艺技术。本文介绍了EUV光刻胶树脂的结构特点及其对光刻性能的影响,并着重整理了近年来化学增幅型和非化学增幅型EUV光刻胶树脂的合成方法。最后,对EUV光刻胶树脂的结构设计进行了分析与展望。     

感光性聚合物研究进展

许多高分子物质,如阿拉伯树胶、蛋白、明胶、聚乙烯醇、肉桂酸聚乙烯醇酯等都可作为感光性材料使用。将阿拉伯树胶与重铬酸盐的配制液,或将肉桂酸聚乙烯醇酯与适当增感剂的配制液,涂布在锌合金板上,烘干,通过照相底片,在弧光下,曝光数分钟,见光部分,由于光化交联,变为不溶物,而未见光部分,仍是可溶     

可生物降解聚酯的合成和交联产物性质研究

由丙三醇、丙交酯和反丁烯二酸制得一含碳碳双健的低分子量聚经。该聚酯由于存在不饱和键,可热引发或引发剂引发交联,可望成为环境友发材料或生物降解复合一个有用的热固性树脂。     

可生物降解聚酯的合成和交联产物性质研究(英)

由丙三醇、丙交酯和反丁烯二酸制得一含碳碳双健的低分子量聚酯。该聚酯由于存在不饱和键,可热引发或引发剂引发交联,可望成为环境友好材料或生物降解复合材料领域的一个有用的热固性树脂。     

聚对羟基苯甲酸酯分子量分布的理论研究

本文从理论上研究了聚对羟基苯甲酸酯(简称PHB或PHBA)的分子量分布。理论分析表明,由对羟基苯甲酸酯缩聚制得的PHB的分子量分布与Flory分布稍有不同,可以认为是修正的Flory分布;而由对羟基苯甲酸制得的PHBA仍可用Flory分布表征。由于未发现上述聚合物的溶剂,故不可能对其分子量分布进行实验研究。     

硫杂蒽酮衍生物对聚乙烯醇肉桂酸酯光增感作用的研究

用12种硫杂蒽酮衍生物对聚乙烯醇肉桂酸酯的增感作用进行了研究,发现2,4-二异丙基硫杂蒽酮(DITX)等具有良好的增感效果,其相对感度与5-硝基苊同水平,当用化学荧光灯(黑光灯)曝光时,最低固化光量约为5mj/cm²。对其增感固化机理也进行了研究,初步推证其属于三线态DITX向基志聚乙烯醇肉桂酸酯传递能量进行增感所导致的光二聚化交联过程。     

肉桂酸苄酯的合成

以肉桂酸为原料,经两步反应合成肉桂酸苄酯。第一步将肉桂酸制成肉桂酰氯,第二步将肉桂酰氯与苄醇反应制得肉桂酸苄酯。结构经IR,^1H NMR和MS确证。制备肉桂酰氯的最佳反应条件为：肉桂酸240mmol,n(肉桂酸)：n(亚硫酰氯)=1．00：1．08,反应温度60℃,反应时间30min。制备肉桂酸苄酯的最佳反应条件为：肉桂酰氯230mmol,n(肉桂酰氯)：n(苄醇)=1．0：1．2,反应温度15℃～20℃,反应时间1．5h,产率在91％以上。     

微波协同大孔树脂催化合成肉桂酸酯的扩大实验研究(Ⅰ)

研究了微波协同大孔树脂催化合成肉桂酸正丙酯和异丁酯的扩大实验。结果表明,合成肉桂酸正丙酯的优化工艺条件为：肉桂酸7．4g,正丙醇19mL,CAT-600大孔树脂6．8g,微波功率400W,反应时间为25min,酯化率92．89％;合成肉桂酸异丁酯的优化工艺条件为：肉桂酸10g,异丁醇45mL,NKC-9大孔树脂14g,微波功率600W,反应时间为35min,酯化率90．18％。     

强酸性大孔树脂催化合成肉桂酸苄酯

以肉桂酸和苄醇为原料,用强酸性大孔树脂NKC-9作催化剂合成肉桂酸苄酯,确定了最佳的合成工艺为：0．01mol肉桂酸,0．08mol苄醇,酸醇比为1：8,催化剂用量1．52g,反应时间7h,肉桂酸的转化率为70．7％。大孔树脂作为清洁、环保的绿色酯合成催化剂,具有广阔的应用前景。     

酸酐改性PVA树脂用于阴图PS版成膜树脂的性能研究

聚乙烯醇(PVA)首先与丁醛进行缩醛反应,再与酸酐进行酯化反应合成了酸酐改性PVA树脂.将此树脂与进口重氮树脂、染料和有机溶剂以一定比例混合形成了阴图PS版感光胶.本文研究了B/P以及酸酐改性PVA树脂的分子量、缩醛度、酯化度等因素对阴图PS版成像性能的影响.结果表明酸酐改性PVA树脂对阴图PS版的显影性能,亲油墨性和耐磨性都起关键作用,对阴图PS版的感度和保存稳定性也有一定影响.因此其分子量、酯化度和缩醛度的确定,必须综合考虑各项性能之间的平衡.缩醛度为60-80 mol%,酯化度10-15mol%,羟基5-25 mol%,分子量约为4-8万,B/P为4-4.5时,制得的阴图PS版的感度、显影性、着墨性和耐磨性都较好.     

硅溶胶改性水性超薄型钢结构防火涂料的研究

以过硫酸铵为引发剂,OP-10为乳化剂,在聚乙烯醇保护下,用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯进行共聚,合成乳液型丙烯酸酯树脂,并用红外光谱表征.用磷酸、五氧化二磷、季戊四醇反应生成的酯型中间体与三聚氰胺混合,制得膨胀型阻燃剂,用红外光谱表征并对其进行热重分析.用自制膨胀型阻燃剂与乳液型丙烯酸树脂及少量硅溶胶按一定比例混合调匀,制备超薄型钢结构防火涂料,根据国家标准对涂料性能进行检测,其基本性能达到防火涂料要求.     

肉桂酸酯系光敏聚合物的光致诱蚀作用机理研究

光致诱蚀作用或无显影气相光刻作用是一个非常有趣的现象。为了探讨肉桂酸酯系光敏聚合物的光致诱蚀作用机理,观察了各种因素的相互影响。提出了下述理论假设:当肉桂酸酯光敏聚合物薄膜受紫外光照射时,发生光化学反应并使其结构性质发生变化,从而使得薄膜可以从腐蚀气体中吸收H_2O和HF气体,形成一个氢氟酸-聚合物溶液,此溶液与HF和H_2O的混和气体不同,可以与其下部的SiO_2迅速反应。但未受光照射的区域不易同时吸收H_2O和HF,其下部SiO_2的反应速度很慢,于是在两个区域间形成了很大的腐蚀速度差,从而形成一个清晰的光刻图象。这个假设可以解释现有的全部实验结果。     

衣康酸酯交联的两性网笼树脂的合成与性能

以大孔强碱树脂为笼树脂,衣康酸酯为交联剂,衣康酸酯和丙烯酸在笼树脂中交联聚合制得两性网笼树脂,考察了衣康酸单酯用量,反应时间,反应温度对树脂吸附量的影响,找出了较好的合成条件.在该条件下两性网笼树脂具有良好的机械性能.     

超支化聚(胺酯)的分子设计及其制备

以丙烯酸甲酯和二乙醇胺为原料由Michael加成反应制得N ,N 二羟乙基 3 胺基丙酸甲酯单体 ,再用“准一步法”和“发散法”使之与 1 ,1 ,1 三羟甲基丙烷 (核 )反应合成一种新型超支化聚 (胺 酯 ) .以核磁共振和元素分析方法对N ,N 二羟乙基 3 胺基丙酸甲酯单体的分子结构进行了表征 .GPC测定表明合成的超支化聚 (胺 酯 )分子量分布窄 ,具有单分散性 ;粘度小于同分子量的线形分子 ;耐热性能较好 ,失重温度高于2 0 0℃ .