193 nm深紫外光刻胶用成膜树脂的研究进展

本文综述了用于193 nm深紫外光刻胶的主体成膜树脂的种类及常用合成单体的研究进展,包括聚(甲基)丙烯酸酯体系、环烯烃-马来酸酐共聚物(COMA)体系、乙烯醚-马来酸酐共聚物(VEMA)体系、降冰片烯加成聚合物体系、环化聚合物体系、有机-无机杂化树脂体系以及光致产酸剂(PAG)接枝聚合物主链型等,并分析了目前关于曝光、分辨率和抗蚀刻性能方面存在的问题及未来的发展方向。     

248nm深紫外光刻胶

本文从化学增幅技术的产生,深紫外248nm胶主体树脂及PAG发展历程、溶解抑制剂、存在的工艺问题及解决途径多个方面综述了深紫外248nm胶的发展与进步.     

一种248 nm光刻胶成膜树脂的合成及相关性能研究

通过自由基共聚合,制备了前驱体共聚物聚对特丁氧酰氧基苯乙烯-共-N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯,该共聚物可以通过热解而部分脱除酚羟基上的保护基,得到目标共聚物聚对羟基苯乙烯-共-N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯-共-对特丁氧酰氧基苯乙烯.通过对具有合适分子量的目标共聚物的有机溶剂溶解性、热性能、成膜性、抗干蚀刻能力和在248 nm处光学吸收(为0.212 μm^-1)性能进行研究,表明该聚合物能满足248 nm光刻胶成膜树脂的要求;此外,目标共聚物还具有酸致脱保性能.具有合适分子量和脱保率的目标共聚物,通过对其酸解留膜率的测试,推测其可能满足248 nm光刻胶的曝光显影工艺过程.     

极紫外光刻胶产气的定性和定量检测

利用压强升高法建立了极紫外(Extreme ultraviolet, EUV)光刻胶产气检测系统,对以分子玻璃(Molecular glass)螺芴(9,9′-Spirobifluorene, SP)为主体材料的光刻胶薄膜体系Film A、B、C和D进行产气的定性和定量分析,其中, Film A的主体材料外围取代基团为叔丁氧羰基(t-Butylcarbonyl, Boc), Film B和C是在Film A光刻胶薄膜顶层覆盖不同厚度的保护层, Film D的主体材料外围取代基团为醋酸金刚烷酯(Adamantyl acetate, Ad)。采用四极杆质谱检测光刻胶薄膜在EUV曝光条件的产气组分,结果表明, Film A产气的主要来源为光照产生的酸催化光刻胶主体材料脱Boc取代基反应释放的异丁烯(C₄H₈)和CO₂气体,以及少量由于产酸剂(Photo-acid generator, PAG)分解释放的苯类挥发性组分。覆盖保护层的Film B、C产气成分与Film A类似,但各离子峰的丰度明显降低。Film D的质谱图上显示气...     

一种新型紫外正型光刻胶成膜树脂的制备及光刻性能研究

本文合成了N-(p-羧基苯基)甲基丙烯酰胺单体,并将其与N-苯基马来酰亚胺共聚得到共聚物聚N-(p-羧基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺(poly(NCMA-co-NPMI)).将此共聚物作为成膜树脂,与感光剂、溶剂等复配得到一种新型耐高温紫外正型光刻胶.本文探讨了该光刻胶的最佳配方组成和最佳光刻工艺.最佳配方组成为:15%—20%成膜树脂,4.5%—6%感光剂和70%—80%溶剂;最佳光刻工艺为:匀胶30 s(4000 rpm),前烘4 min(90℃),感度为30—35mJ/cm²,在0.2%TMAH溶液显影10 s和后烘2 min(90℃).     

紫外光引发制备高吸水树脂研究进展

首先介绍了紫外光(UV)引发及其常用的自由基光引发剂、光引发的特点、以及与γ射线辐射引发、微波辐射引发和电子束引发等三种引发方式相比较的优缺点等内容。然后就四种主要的光引发高吸水树脂:光引发乙烯基单体溶液聚合制备的高吸水树脂、光引发乙烯基单体接枝聚合制备的高吸水树脂、光引发制备复合高吸水树脂及光引发制备互穿网络(ISPN)高吸水树脂的研究进展进行了详细的阐述。最后指出了紫外光引发制备高吸水树脂需要加强的几个方向,即加强基础理论研究、开发新型高效光引发剂、开发新型复合高吸水树脂以及设计新的聚合工艺等。     

两种耐高温紫外正型光刻胶成膜树脂的制备及性能

分别通过N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺与N-苯基马来酰亚胺、N-苯基甲基丙烯酰胺与N-(p-羟基苯基)马来酰亚胺的共聚合,制备了两种聚合物树脂聚N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺(poly(HPMA-co-PMI))和聚N-苯基甲基丙烯酰胺共N-(p-羟基苯基)马来酰亚胺(poly(MPA-co-HPMI)).结果表明,这两种聚合物都是按1∶1的摩尔比交替共聚的,它们都具有良好的溶解性、成膜性和亲水性,并且它们的玻璃化温度Tg都在280℃以上.将它们分别与感光剂2,1,5-磺酰氯的衍生物、助剂二苯甲酮等复配成两种紫外正型光刻胶,初步光刻实验表明,其最大分辨率都可以达到1μm,并且都可以耐270℃的高温.     

新型玻璃刻蚀用光刻胶的研制

采用环氧树脂改性超支化聚酯制备了玻璃刻蚀用的光刻胶掩膜,研究了该感光树脂的感光活性、耐刻蚀性,以及加入HCI、HNO_3后刻蚀对玻璃刻蚀的影响。结果表明,所得感光树脂对玻璃有较好的附着力,厚度为40～50μm的胶膜在ω(HF)为40％的溶液中抗浮胶时间超过6 min,光刻胶初始曝光时间T_0为2．7 s,反差值γ_(gel)为2．8;混合刻蚀剂对载玻片玻璃的刻蚀速度≥35μm/min;以该光刻胶为单层掩膜,可得到线宽50μm的清晰刻蚀图样,玻璃的刻蚀深度超过38μm。     

成膜树脂对重氮萘醌体系正性光致抗蚀材料性能的影响

多数的重氮萘醌体系正性光致抗蚀材料(以下简称抗蚀材料)都是用线性酚醛树脂作为成膜组分,用重氮萘醌的酯化产物作为感光性组分的光分解型感光材料.这种材料以其高反差的成像性能广泛地应用于电子、印刷及精密加工等各个领域中.常用的光致抗蚀剂及平版印刷的PS版材大多用的是这种材料.也像其他的各种银盐体系或非银盐体系的感光材料一样,抗蚀材料的各种成像性能或物理性能之间同样存在着相互影响、相互制约的关系.     

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.     

聚羟基苯乙烯在光致抗蚀剂中的应用及其合成

主要综述了聚羟基苯乙烯用作深紫外光致抗蚀剂主体成膜树脂的发展历程、应用现状以及一些最新的研究进展,并简要介绍了聚羟基苯乙烯的单体衍生物及其聚合物的制备方法.     

193 nm光刻胶的研制

从主体树脂的结构设计、单体的合成工艺、主体树脂的合成工艺、光致产酸剂的评价、配方研究等多个方面论述了193nm光刻胶的研制工艺,合成出了多种适用的单体及多种结构的主体树脂,进行了大量的配方研究,筛选出了最佳配方.研制出的样品经美国SEMATECH实验室应用评价其最佳分辨率为0.1μm,最小曝光量为26mJ/cm2,不但具有优异的分辨率和光敏性,而且还具有良好的粘附性和抗干法腐蚀性.     

一种适用于193nm光刻胶的硫盐光产酸剂的制备与性质

制备了一种阳离子含有萘基,阴离子分别为对 甲苯磺酸、甲磺酸及三氟甲磺酸的硫盐.它们有高的热解温度和在常用有机溶剂中较好的溶解性.测定了此类光产酸剂在水溶液及聚乙二醇固体膜层中的紫外吸收特性.结果表明,阴离子不含苯基时,在193nm处有很好的透明性.考察了其在低压汞灯照射下的光解性质,在254nm附近的吸收峰随光解进行迅速减弱.此类光产酸剂适用于氟化氩激光(193nm)等的化学增幅型光致抗蚀剂.     

一种新型深紫外正型光致抗蚀剂材料的研究

通过松香酸和丙烯酸的Diels-Alder反应得到了一种二酸——丙烯海松酸.丙烯海松酸有大的脂环结构和良好的成膜性,在固体膜层中,它可以和二乙烯基醚,如1,3-二乙烯氧基乙氧基苯,在加热条件下(80℃以上)发生反应,产物在稀碱水中难溶.这样形成的产物在光产酸剂产生的强酸催化下,在温度高于100℃时,可以迅速分解,从而变成稀碱水易溶.因此,用此二酸、二乙烯基醚和产酸剂可组成一种正型的光致抗蚀剂,当用254 nm的低压汞灯曝光时,其感度在30 mJ/cm²以下.     

水溶性丙烯酸酯类感光干膜的制备及其性能研究

用溶液聚合法合成了水溶性丙烯酸树脂,并以该树脂为成膜物质制备了水溶性感光干膜。傅立叶-红外光谱和¹HNMR分析表明,丙烯酸树脂中不含CC不饱和双键,基本不参与紫外光固化反应。感光干膜性能测试表明,干膜中丙烯酸树脂的酸值及重均分子量会影响干膜的解析度和附着力等性能。进一步的研究表明,曝光能量、感光级数和显影时间也会直接影响干膜的性能。以30 μm厚度干膜Ⅱ为例,为获得较好的性能,丙烯酸树脂中甲基丙烯酸含量范围为21.5%~23.8%,重均分子量范围为6.00×10⁴~7.54×10⁴,曝光能量设定40~60 mJ/cm²,感光级数为18~23/41^ST,显影时间40~50 s,在此条件下,干膜的解析度可以达到30 μm,附着力为20 μm,干膜线路的侧边形貌和尺寸稳定性良好。此外,感光干膜中丙烯酸酯的比例和种类也会影响干膜的各方面性能,通过调节干膜中各组分含量的比例可以优化干膜性能。