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光刻胶是完成微电子制造光刻工艺的关键性基础材料,它决定着微电子技术的发展水平。光刻胶通常由成膜树脂、感光剂、溶剂和一些添加剂组成。在光刻胶的研制方面,我国与国外相比,还有比较大的差距。本文采用新的方法,合成出了一系列光刻胶成膜树脂的单体,包括:N-苯基甲基丙烯酰胺、N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(p-乙酰氧基苯基)甲基丙烯酰胺、对特丁氧酰氧基苯乙烯(PTBOCS)、N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯和N-羟基-3,6-内氧桥-4-环己烯二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯;并对它们进行了FT-IR和1H NMR表征。制备了两种常用的248nm深紫外光刻胶用光致酸发生剂(PAG)对甲基苯磺酸三苯基硫鎓盐和N-羟基邻苯二甲酰亚胺对甲基苯磺酸酯,对它们进行了FT-IR和1H NMR表征,测试了它们的热性能、紫外光吸收性能和溶解性能。结果表明它们适合作深紫外光刻胶的PAG。通过自由基聚合的方法,采用苯乙烯和前面制备的单体合成了三种聚合物:聚苯乙烯共N-(p-羟基苯基)马来酰亚胺,聚N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺和聚N-苯基甲基丙烯酰胺共N-(p-羟基苯基)马来酰亚胺。测试了它们的相关性能。结果表明它们的玻璃化温度Tg均在250℃以上,具有良好的耐高温性能、溶解性能、成膜性能和亲水性,可以用作耐高温紫外正型光刻胶的成膜树脂。利用前面已经合成的单体PTBOCS和N-羟基-3,6-内氧桥-4-环己烯二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯,制备了新的聚合物聚PTBOCS共N-羟基-3,6-内氧桥-4-环己烯二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯,对它进行了FT-IR表征,测试了它的热性能和紫外吸收性能;结果表明,该聚合物具有良好的耐热性能(Tg=175℃)、248nm深紫外光透光性能、溶解性能和成膜性能,并且与基体有良好的结合力,适合作248nm深紫外光刻胶的成膜树脂。而另外一种新的聚合物聚PTBOCS共N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯因其溶解性不好,不适合作光刻胶的成膜树脂。首次将聚N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺和聚N-苯基甲基丙烯酰胺共N-(p-羟基苯基)马来酰亚胺用作耐高温的紫外正型光刻胶的成膜树脂;通过与感光剂重氮奈醌磺酰氯(DNS)和阻溶剂二苯甲酮复配,较详细地探讨了聚N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺—DNS系紫外正型光刻胶的配方组成和与之配套的光刻工艺条件,表明它的成像反差γ=3.001,它的等离子蚀刻速率可以与线形酚醛树脂—重氮萘醌(DNQ)系紫外光刻胶的相比,它的分辨率可以达到1μm左右。开发了一种新的248nm深紫外单层光刻胶体系,成膜树脂采用聚PTBOCS共N-羟基-3,6-内氧桥-4-环己烯二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯,PAG采用对甲基苯磺酸三苯基硫鎓盐,阻溶剂为(4,4’-二特丁氧酰氧基)二苯基丙烷,溶剂采用1:1(v/v)的乙二醇单甲醚乙酸酯(EGMEA)和乳酸乙酯(EL)的混合液,显影液为2.38%(w/w)氢氧化四甲基铵(TMAH)溶液。探讨了该系光刻胶的配方组成和与之配套的光刻工艺条件,结果表明这是一种环境稳定的化学增幅型深紫外光刻胶。它的抗蚀刻能力与线性酚醛树脂—DNQ系光刻胶的基本相同,初步的光刻实验表明,它的分辨率至少在0.5μm左右,它的感光灵敏度为22mJ/cm2。分别探讨了耐高温紫外正型光刻胶聚N-(p-羟基苯基)甲基丙烯酰胺共N-苯基马来酰亚胺—DNS系和248nm深紫外光刻胶聚PTBOCS共N-羟基-3,6-内氧桥-4-环己烯二甲酰亚胺甲基丙烯酸酯—对甲基苯磺酸三苯基硫鎓盐体系的显影成像机理。