第九讲－第六章－光致抗蚀剂.pptVIP

第六章 光致抗蚀剂(光刻胶) 第六章、光致抗蚀剂 图 6.1 光刻过程示意图 1.光致抗蚀剂层 2.基材（包括氧化层） 3.掩膜 第一节、??????? 紫外光光致抗蚀剂 一、负性光致抗蚀剂（负性胶） 1、? 聚乙烯醇肉桂酸酯 环化反应： 图 6.5 2，6-双（4‘-叠氮苯叉）-4-甲基环几酮紫外吸收光谱 图 6.13 各向同性腐蚀和非各向同性 1.掩膜 2.待腐蚀层 3.基材 图 6.7 聚乙烯醇肉桂酸酯分子量分布 图 6.8 反差与分子量分散性关系 溶胀效应 负性光刻胶成像是形成交联、溶剂中不溶解的高分子。 但在不同的溶剂中可以溶胀，导致分辨率下降，是其致命缺点。 图 6.12 正性光致抗蚀剂的影像倒转过程A 曝光 B 焙烘 C 再曝光 D 显影 1.掩膜 2.光致抗蚀剂层 图 6.11 正性光致抗蚀剂的留膜率与曝光剂量关系 （D 剂量 h/h0 留膜率） 三、光刻工艺 1、? 涂胶 2、? 预烘 3、? 曝光 4、? 显影 5、? 后烘 6、? 腐蚀 7、? 去胶 五、电子束和X射线抗蚀剂 聚甲基丙烯酸酯类 表 6.7 分子量为3.8×104的SNR曝光性能 图 6.16 聚酰亚胺间接成图与光敏聚酰亚胺前体直接成图的比较 显影剂 有机硅类 2.0 1.9 1.3 2.8μC.cm-2 5.0 μC.cm-2 32mJ.cm-2 50mJ.cm-2 4mJ.cm-2 10mJ.cm-2 电子束 X射线（M0） 深紫外（254nm） D0 D0.5 反差 剂 量 剂 六、光敏聚酰亚胺光刻胶 具有光刻胶和绝缘材料的双重功能 特点： 防辐射 防EMC固化收缩应力 介电层 酯型PSPI 离子型PSPI 酰亚胺型PSPI 制备： * 影响的因素主要是两个：酯化度、聚乙烯醇的分子量及分散性 光敏剂： N-甲基-2-苯甲酰基-β-萘并噻唑啉 2、聚对苯撑二丙烯酸酯（PPDA） 表 6.1 三线态活化能与光敏作用 234.88 肉桂酸酯 － 223.16 芴酮 ＋ 230.27 对硝基苯胺 ＋ 236.14 1-乙酰萘 ＋ 248.28 2-乙酰萘 ＋ 286.80 二苯酮 光敏作用 三线态活化能/kJ.mol-1 化合物 3、环化橡胶（顺式聚异戊二烯） 催化剂为对甲苯磺酸，溶剂为甲苯。 环化产物：分子量为60000，不饱和度6－8mol/g 环化的作用: 1）? 环化反应同时发生聚合物降解反应，降低聚合物的分子量,有利于配制浓度较大的聚合物溶液，最终能获得符合成像要求的胶膜厚度. 2）? 环化反应后，聚合物中双键数目减少，不易产生自身交联，便于储存和操作，质量稳定。 分辨率受光的波动性影响 分辨极限约为光波长的两倍 负性胶特性的度量-凝胶曲线 7（无光敏剂） 1.5～6×10-2（含光敏剂） 聚乙烯醇肉桂酸酯 4×10-3 KOR 6×10-3 2×10-2 KTER 7×10-2 柯达Ⅱ型 EG/J.cm-2 材料 表 6.3 各种商品光致抗蚀剂所需的最小曝光量 二、正性光致抗蚀剂（正性胶） 光敏剂： 2-重氮-1,2-萘醌-5-磺酰氯（吸收范围：365－400nm） 四、深紫外光致抗蚀剂 Mon：数均分子量 NA：Avogadro常数 D(eV.g-1)：辐射剂量 G(s)：为与聚合物结构有关的常数 （其物理意义是吸收100ev能量引起的断裂数） 3.5 12 甲基丙烯酸甲酯－α－氰基丙稀酸酯共聚物 3.3 14 甲基丙烯酸甲酯－α－氯丙稀酸酯共聚物 3.5 14 甲基丙烯酸甲酯－异丁烯共聚物 3.1 12 甲基丙烯酸甲酯－甲基丙稀腈共聚物 2.0 35 甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸共聚物 1.5 40 聚甲基丙烯酸甲酯 G(s) 感度（15kV） μC.cm-2 聚合物 表 6.6 一般共聚物的结构、感度及G(s)值 聚烯砜 环氧类 *