高玻璃化温度化学增幅光致抗蚀剂的制备

本文合成了一种具有高玻璃化温度的苯乙烯和N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺的共聚体,并将其应用于紫外负性水型化学增幅抗蚀剂中,并初步确定了该光致抗蚀剂的光刻工艺操作条件,得到了分辨率为1.39µm的光刻图形。     

先进光刻技术：导向自组装

导向自组装(Directed Self-Assembly, DSA)光刻技术是一种极具发展潜力的新型图形化工艺,已被国际器件与系统路线图(International Roadmap for Devices and Systems, IRDS)列为下一代光刻技术的主要候选方案。DSA光刻技术是基于嵌段共聚物(Block Copolymer, BCP)自组装构建高分辨图案,能够突破传统光学光刻的衍射极限,具有高通量、低成本和延续性好等显著优势,已成为半导体工艺技术中的研发热点。将DSA与其它光刻技术如极紫外(Extreme Ultraviolet, EUV)光刻、深紫外(Deep Ultraviolet, DUV)光刻、紫外光刻和纳米压印光刻(Nanoimprint Lithography, NIL)等相结合,能极大地提高加工结构的分辨率以及器件的密度。目前,DSA光刻技术已被应用于鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)、存储器和光电子器件等领域,以期实现高密度集成和高效率低成本制造。本文对DSA光刻技术的原理、材料、工艺、应用以及在工业化进程中所面临的机遇和挑战进行全面的综述。     

h-线敏感光致产碱剂PNCDP的合成与表征

设计并合成了一种对高压汞灯发射光谱中的h-线(405 nm)敏感的新型光致产碱剂(PBG)——N-{[(5-哌啶-2-硝基苄基)氧]-羰基}-2,6-二甲基哌啶(PNCDP).通过红外(IR)、核磁(NMR)以及元素分析对PNCDP的结构进行了表征.紫外-可见光谱(UV-Vis)测试结果表明,与传统的i-线(365 nm)敏感PBG——N-{[(4,5-二甲氧基-2-硝基苄基)氧]-羰基}-2,6-二甲基哌啶(DNCDP)相比,PNCDP的最大紫外吸收波长为395.5 nm,较DNCDP红移了52.5 nm.初步光刻实验表明,PNCDP对h-线具有较好的敏感度.     

一种可以正负互用的水型化学增幅抗蚀剂的研究

研究了一种由甲酚醛树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)、六氟磷酸根二苯碘盐和光敏剂组成的水型紫外化学增幅抗蚀剂,发现二苯基碘盐不仅可以作为光敏产酸物,而且可以作为阻溶剂.用碘盐作为光敏产酸物,光解产生的酸可以在中烘时催化甲酚醛树脂与HMMM的交联反应;用氢氧化钠-乙醇水溶液显影可以得到负性光刻图形;采用碘盐作为阻溶剂,可阻止非曝光区的胶膜溶解在显影液中,用稀的氢氧化钠水溶液显影可以得到正性光刻图形.通过优化后的光刻工艺条件,采用不同的显影液和光刻工艺流程,实现了同一光致抗蚀剂的正负性反转,并分别得到负性和正性光刻图形.     

面向极紫外：光刻胶的发展回顾与展望

半导体行业中的大规模集成电路均采用光刻技术进行加工,光刻的线宽极限和精度直接决定了集成电路的集成度、可靠性和成本。光刻技术是指利用光刻胶在紫外光或电子束下发生溶解性变化,将设计在掩膜版上的图形转移到曝光衬底上的微加工技术。随着半导体加工的光源不断进步,从g线、i线到KrF(248 nm)再到ArF(193 nm),与之匹配的光刻胶也在不断变化,以满足灵敏度、透光性以及抗刻蚀等需求。如今,极紫外(EUV)光刻已经成为公认的下一代光刻技术,然而与之对应的光刻胶还面临着不少挑战。本文简要回顾了光刻光源的发展以及对应光刻胶的变化历史,而后从极紫外光刻的原理与设备性能指标角度,结合高能光子辐射条件下的反应机理,分析了极紫外光刻胶研究中面临的灵敏度、分辨率和抗刻蚀性等方面前所未有的挑战,同时提出了对极紫外光刻胶关键性能指标与未来研究方向的展望。     

水杨醛缩乙基氨基硫脲的合成及其光化学性质研究

合成了一个新的光致变色化合物水杨醛缩N(4)-乙基-氨基硫脲,用元素分析、IR、1H NMR、紫外可见光谱、荧光光谱等方法对化合物进行了表征和结构确证,并对化合物的变色机理进行了探讨.     

新型氯代苯基咔咯的合成及电化学和光谱性质

通过吡咯和具有相应取代基的苯甲醛在甲醇和水的混合溶剂中生成胆色烷, 然后用四氯苯醌氧化胆色烷, 合成了2种新型的咔咯化合物: 三(4-氯苯基)咔咯[(ClPh)₃CorH₃]和三(2,4-二氯苯基)咔咯[(Cl₂Ph)₃CorH₃]. 采用紫外-可见、荧光、¹H NMR、MS和IR等光谱技术对化合物进行了表征. 研究了化合物在二氯甲烷和二甲基甲酰胺中的电化学及光谱电化学性质. 讨论了溶剂和取代基对紫外-可见光谱以及氧化还原电位和电子转移过程的影响. 提出了化合物在2种不同溶剂中的氧化还原反应机理.     

ArF激光光致抗蚀剂的研究进展

本文对近10年来有关ArF激光(193nm)光致抗蚀剂的研究开发情况进行了调研,对193nm光致抗蚀剂组成物的各个组分进行了归纳综述.从本文可以看出,利用193nm成像技术可以刻画线幅很细(<0.13μm)的图像,能适应信息技术的发展对于光致抗蚀剂高分辨率的要求.但若想将193nm成像技术在实践中推广应用,还有诸多问题需待研究解决.     

两种基于B5On(n=11, 12)簇构筑的具有深紫外吸收的硼酸盐

以碱金属和碱土金属为模板, 在溶剂热条件下合成了两种具有深紫外吸收特性的硼酸盐Na₂Ba· [B₅O₈(OH)]₂·2H₂O(1)和KSr[B₅O₈(OH)₂](2), 并利用单晶X射线衍射(SCXRD)、 粉末X射线衍射(PXRD)、 傅里叶变换红外(FTIR)光谱、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和热重分析(TG)等手段对化合物的结构和性能进行了研究. 结果表明, 化合物1可归属于单斜晶系P2/c空间群, 结构中四连接的B₅O₁₀(OH)簇单元通过共氧连接形成含有两种9-元环窗口的二维层; 化合物2结晶于单斜晶系C2/c空间群, 结构中四连接的B₅O₁₀(OH)₂簇单元则通过共氧交替连接构筑了罕见的含有8-/12-元环孔道的二维褶皱层. 两种基于B₅O_n(n=11, 12)簇单元构筑的化合物均具有低于200 nm的深紫外吸收边, 在紫外/深紫外区具有潜在的应用价值.     

光刻技术:发展路径及未来趋势

光刻技术在半导体器件大规模生产中发挥重要作用.今天,多数先进半导体生产都已经应用ArF准分子激光浸润光刻技术.双重图像曝光和侧壁图像转移技术使ArF准分子激光浸润光刻技术延伸到32纳米半节距(HP)器件的制造成为可能.为了制造更小尺寸的器件,必须开发新的制造工艺.极端紫外线光刻是制造22纳米半节距甚至更小尺寸半导体器件的先进下一代光刻技术解决方案.另外,其他技术解决方案,如纳米压印光刻技术和无掩模直描光刻技术等也被考虑用于制造更小节点尺寸的器件,但是目前这些方案仅仅处在研发阶段,而且在现阶段就已经呈现出在大规模生产中的诸多困难.本文从材料的角度对光刻技术进行一个整体描述,并对光刻技术未来趋势进行讨论.     

硫鎓盐产酸剂的合成及其产酸效率

合成了6种适用于248 nm光致抗蚀剂的硫鎓盐产酸剂,其中吩噻(噁)体系的产酸剂为自行设计合成. 利用IR、H NMR、UV等测试技术进行了结构表征和紫外吸收测定,各化合物的最大紫外吸收在250～285 nm之间,吸收域较宽,适用性较强.同时,利用酸敏染料罗丹明B遇酸异构变色的特点,使用紫外!可见分光光度计定量检测了6种产酸剂在乙腈溶剂中的产酸效率,其中硫杂蒽酮系列的产酸剂产酸性能最好. 最后使用荧光追踪法研究了溶剂极性对产酸效率的影响,发现产酸剂的产酸性能同溶剂的选取密切相关,随着溶剂极性的减小,产酸效率随之降低. 对6种硫鎓盐的产酸效率检测结果可以为产酸剂进一步用于248 nm光致抗蚀剂配方提供详细的参考.     

新的N-苯并噻唑基香豆素酰胺类化合物的合成及光谱特性

用具有光学活性和生物学活性的2类化合物(取代)香豆素-3-甲酰氯和2-氨基苯并噻唑作用合成了4种新的兼具香豆素骨架和苯并噻唑基的化合物(3a-3d),用HRMS,IR和1H NMR对化合物结构进行了表征,确定了化合物的结构,并对其紫外吸收光谱和荧光光谱与分子结构的关系进行了讨论.研究发现:在紫外光谱中,新化合物(3a-3d)和2种原料化合物相比,因共轭链的增长而使其最大吸收波长(λmax)红移;4种化合物表现出比原料化合物较强的荧光性能,其中3c的荧光强度最大.文中给出了稀溶液中紫外光谱和荧光光谱相关的一些信息.     

N-(取代)-1,3,4-噻二唑基香豆素酰胺类化合物的合成及光谱特性

用6-氯香豆素-3-甲酰氯(Ⅰ)和5-(取代)-2-氨基-1,3,4-噻二唑(Ⅱa-Ⅱi)作用合成了9种新的目标化合物(Ⅲa-Ⅲi),用HRMS,IR和1 H NMR对化合物结构进行了表征,确定了化合物的结构,并对其紫外吸收光谱和荧光光谱进行了分析.研究发现:在紫外光谱中,新化合物(Ⅲa-Ⅲi)和2种原料化合物相比,因共轭链的增长而使其最大吸收波长(λmax)红移;9种化合物表现出比原料化合物(Ⅰ)较强的荧光性能.     

先进光刻胶材料的研究进展

本文简述了光刻技术及光刻胶的发展过程,并对应用于193纳米光刻和下一代EUV光刻的光刻胶材料的研究进展进行了综述,特别对文献中EUV光刻胶材料的研发进行了较为详细的介绍,以期对我国先进光刻胶的研发工作有所帮助.     

水溶性负性光致抗蚀剂的研制

以自制丙烯酰胺-双丙酮丙烯酰胺共聚物和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜基体物质,芳香族叠氮化合物为感光剂,研制出水溶性负性光致抗蚀剂配方.通过正交试验确定了最优配方.即共聚物中AM与DAAM质量比为1:1;P(AM-DAAM)与PVP质量比为1:2;感光剂用量为占成膜基体物质质量的1/6;偶联剂用量占成膜基体物质质量的1/60;表面活性剂G-18用量占成膜基体物质质量的1/40.在该配方下配制的光致抗蚀剂达到商品规格要求.通过与国外同类商品的比较得出自制光致抗蚀剂具有同国外商品相当的感光性能.     

一种新的氟离子荧光识别主体2,3-二(2-吡咯酰胺)甲基喹喔啉的合成、结构及离子识别研究

设计并合成了2,3-二(2-吡咯酰胺)甲基喹喔啉化合物2.通过X射线单晶衍射研究了该化合物的固态结构.分别利用荧光和紫外-可见光谱技术研究了其对阴离子的识别,发现化合物2能在DMSO中对氟离子进行有效的选择性识别,主要的识别位点为吡咯NH和酰胺NH.     

meso-四(4-羧基苯基)卟啉及金属配合物的合成和对糖类的选择识别

用微波辐射和溶剂热方法合成了meso-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)及其锌配合物,分别采用紫外-可见光谱滴定法和荧光光谱法测定了目标化合物对5种糖类化合物(D-葡萄糖、D-果糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖)的分子识别作用.结果表明,两种卟啉化合物对麦芽糖有较好的识别作用,用紫外-可见光谱方法计算出TCPP和ZnTCPP与麦芽糖分别形成1∶2和1∶1的络合物,结合常数分别为8.1×107和8.1×103L·mol-1.     

取代基和溶剂对4,4＇-二取代二苯乙烯紫外吸收能量的影响

合成25个4,4＇-二取代二苯乙烯化合物,测定了这些化合物在环己烷、乙醚、三氯甲烷、乙腈和醇等10多种溶剂中紫外吸收光谱的最大波长,共得到242个实验数据.讨论了取代基效应和溶剂效应对其紫外吸收光谱最大波长能量的影响.研究结果表明：同种溶剂中4,4′-二取代二苯乙烯化合物紫外吸收最大波长的能量主要受其分子内部结构（取代基效应）的影响,即由取代基的激发态参数σCexC和基态的极性参数σp共同决定;不同溶剂中其紫外吸收最大波长的能量由取代基效应和溶剂效应共同决定.提出了定量估算4,4′-二取代二苯乙烯化合物紫外吸收能量方程.并且发现,以溶剂在水/正辛醇中分配系数logP比用溶剂显色参数ET（30）度量溶剂效应更加有效,所得的定量方程相关性更好,物理意义更为明确.用所得方程对文献报道的有关化合物的紫外吸收光谱进行了预测,结果与实验测定值相吻合.     

2-(2′-羟基-3′-甲氧基苯基)-5,6-二硝基苯并咪唑的阴离子识别

设计并合成了2-(2′-羟基-3′-甲氧基苯基)-5,6-二硝基苯并咪唑化合物(1),通过X射线单晶衍射研究了该化合物的固态结构.利用紫外-可见光谱技术研究了其对阴离子的识别,发现化合物1能够在DMSO中对AcO-,H2PO4-,OH-的3种离子进行有效识别,同时溶液由原来的黄色变成红色,实现裸眼检测.     

化学增幅型光刻胶材料研究进展

芯片集成度的提高促使光刻胶向高分辨率方向发展,光刻技术由紫外全谱曝光发展到单一短波长曝光,为满足光刻胶高感度、高分辨率的要求,化学增幅型光刻胶应运而生。"化学增幅"可以提高光刻胶的量子产率,增强光刻胶感度,在深紫外、极紫外光刻中得到广泛应用。而高性能树脂作为光刻胶的成膜剂,对光刻胶的性能有重要影响,不同的树脂结构对应不同的反应机理。本文重点对化学增幅型光刻胶中的脱保护、重排、分子内脱水、酯化缩聚、交联、解聚等反应进行了总结,并介绍了对应的树脂结构。