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干式氮吹儀光刻技術和光致抗

發表時間:2016/11/29 8:59:52 閱讀次數:

光刻圖像,是  第二講 干式氮吹儀光刻技術和光致抗蝕劑401 掩模所提供的圖案的“負像”,就像普通照相中的底片一樣,故稱為負性光刻膠。   最早被開發出來,成功地用于生產的負膠,是聚乙烯醇肉桂酸酯系列的化合 物,目前市售的KPR膠或PVAC膠即屬此類。它們的結構式如下式所示: ..CH2—CH2..  O 聚乙烯醇部分 CO  CH  CH  肉桂酸根部分   庎    從上述結構式可以看出,聚乙烯醇部分構成了高分子鏈的主體,在未發生交 聯以前,這種樹脂是線性高分子化合物組成的,是可溶性的。但在該高分子化合 物的側鏈上有肉桂酸部分,其中一個雙鍵是不穩定的,在光照條件下雙鍵發生斷 鍵,并互相交


聯,形成不溶性的網狀大分子。這就是這類樹脂的感光性基團,也 是其發生光固化的根據。但這類感光樹脂在結構上存在一些致命的弱點,主要 是:這類感光樹脂的感光性基團是在側鏈上,而側鏈與主鏈間是靠酯鍵聯結起來 的。而酯化程度一般不可能達到100%,酯化程度不高就導致這種感光樹脂的 感光性及溶解度降低,進而使其抗蝕性能也大大降低,作為光刻膠的品質和使用 效果都較差。另外酯鍵的強度較差。在光刻過程的多道工序中,特別在酸性或 堿性介質中很容易斷鍵,因而耐酸堿刻蝕的能力不強。人們致力于尋找新的更 優秀的負性抗蝕劑。1958年美國柯達公司開發并推出環化橡膠類的負性抗蝕 劑。它主要是由天然


橡膠或聚異戊二烯合成橡膠,在酸性催化劑,如對甲苯磺酸 的催化下,部分鏈節進行環化,同時聚合物長鏈發生降解,轉變成為相對分子質 量較低的帶有環狀結構的“斷片”。這種 “斷片”稱為“環化橡膠”。環化橡膠中 仍保持有一部分雙鍵,這部分雙鍵在受光照時也能發生加成反應,形成交聯,這 是環化橡膠能作為負性膠的根據。但是這部分雙鍵對光的敏感性不強,單靠它 們自身發生光交聯比較困難,不能適應光刻的要求。因而在環化橡膠抗蝕劑內, 必須添加一定量的芳香族雙疊氮化合物作為光交聯劑。這類雙疊氮化合物對特 定的光波十分敏感,受光照后兩個疊氮基立即分解,形成具有兩個自由基的雙氮 烯自由基: ·N—R—N ·。這種雙氮烯自由基十分活潑,可作為游離基反應的引發 劑,在環化橡膠分子的雙鍵部分引起開鍵加成,而雙氮自由基自身也可對雙鍵加 成而作為“架橋劑”,把環化橡膠分子彼此交聯起來,造成環化橡膠的固化。因 此這類抗蝕劑應該稱為環化橡膠雙疊氮化物抗蝕劑,但通常為方便起見就簡

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