化学增幅光刻胶及其在电子束光刻中的应用

论文摘要

本文通过沉淀聚合合成了聚（甲基丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸叔丁酯-co-甲基丙烯酸异冰片酯）四元共聚物,合成了光产酸剂二苯碘三氟甲基磺酸盐,在净化室中以聚（甲基丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸叔丁酯-co-甲基丙烯酸异冰片酯）四元共聚物为主体树脂,以二苯碘三氟甲基磺酸盐为光产酸剂,选择合适的溶剂进行配方优化实验,最终得到实验范围内的优化光刻胶,并进行系统的光刻试验。在甲苯中,以偶氮二异丁腈为引发剂进行共聚反应,得到一系列组成及分子量不同的聚（甲基丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸叔丁酯-co-甲基丙烯酸异冰片酯）共聚物,并用重沉析法进行分级,以此产物为光刻胶的主体树脂。在二氯甲烷中,以三甲基硅三氟甲基磺酸盐和二苯碘氯化物反应,用乙醚沉析得到二苯碘三氟甲基磺酸盐。对反应条件的优化进行了研究,得到了二苯碘三氟甲基磺酸盐。以此作为光刻胶的光产酸剂。在净化室中进行配胶试验,对不同分子量和单体比例的聚合物进行优化选择。对不同含量的光产酸剂进行优化,选择了二乙二醇二甲醚作为光刻胶的主要溶剂,乙二醇甲醚作为辅助溶剂。最终得到了实验范围内的优化光刻胶。在净化室中进行光刻试验,根据实验结果确定树脂、光产酸剂及溶剂组成,涂敷条件、前烘条件、曝光条件、后烘条件和显影条件。在应用单位中电集团公司第十三研究所,进行了电子束光刻,测定了光刻胶的灵敏度和分辨率。最终得到了性能较佳的光刻胶。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 电子束曝光技术
• 1.3 电子束光刻胶
• 1.4 化学增幅电子束光刻胶
• 1.4.1 主体树脂的设计原则
• 1.4.2 光产酸剂种类
• 1.4.3 其他添加剂
• 1.5 常见的电子束光刻胶体系
• 1.5.1 聚（甲基）丙烯酸及其共聚物体系
• 1.5.2 酚醛树脂体系
• 1.5.3 有机硅材料体系
• 1.5.4 非聚对经基苯乙烯的聚苯乙烯衍生物体系
• 1.5.5 树枝状聚合物体系
• 1.5.6 特征有机物体系
• 1.5.7 无机光刻胶体系
• 1.6 光刻工艺过程
• 1.6.1 基片处理
• 1.6.2 涂胶
• 1.6.3 前烘
• 1.6.4 曝光
• 1.6.5 中烘（PEB）
• 1.6.6 显影
• 1.6.7 坚膜
• 1.6.8 去胶
• 1.7 化学增幅光刻胶用于电子束光刻工艺应注意的问题
• 1.8 发展趋势
• 1.9 课题任务
• 第二章 实验部分
• 2.1 前言
• 2.2 反应原料及规格
• 2.3 反应装置及规格
• 2.4 操作步骤
• 2.4.1 主体树脂的合成
• 2.4.2 树脂的分级处理
• 2.4.3 光产酸剂的合成
• 2.4.4 溶剂体系的选择
• 2.4.5 配胶试验
• 2.4.6 光刻试验
• 2.4.7 电子束光刻
• 2.4.8 钠、钾含量的测定
• 2.4.9 粘度的测定
• 2.4.10 灵敏度的测定
• 2.4.11 分辨率的测定
• 2.4.12 PED稳定性
• 2.4.13 反差系数的测定
• 2.4.14 耐干法刻蚀选择比的测定
• 2.4.15 存储期
• 2.5 试验结论
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 主体树脂的选择
• 3.2 共聚物单体含量的控制
• 3.3 合成单体与溶剂的比例
• 3.4 光产酸剂的选择合成与含量
• 3.5 前烘与后烘的选择
• 3.6 产生不良图形的原因
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献