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公司公告

均质器量较低的带有环状结构

是其发生光固化的根据。但这类感光树脂在结构上存在一些致命的弱点,主要 是:这类感光树脂的感光性基团是在侧链上,而侧链与主链间是靠酯键联结起来 的。而酯化程度一般不可能达到100%,酯化程度不高就导致这种感光树脂的 感光性及溶解度降低,进而使其抗蚀性能也大大降低,作为光刻胶的品质和使用 效果都较差。另外酯键的强度较差。在光刻过程的多道工序中,特别在酸性或 碱性介质中很容易断键,因而耐酸碱刻蚀的能力不强。人们致力于寻找新的更 优秀的负性抗蚀剂。1958年美国柯达公司开发并推出环化橡胶类的负性抗蚀 剂。它主要是由天然橡胶或聚异戊二烯合成橡胶,在酸性催化剂,如对甲苯磺酸 的催化下,部分链节进行环化,同时聚合物长链发生降解,转变成为相对分子质 均质器较低的带有环状结构的“断片”。这种 “断片”称为“环化橡胶”。环化橡胶中 仍保持有一部分双键,这部分双键在受光照时也能发生加成反应,形成交联,这 是环化橡胶能作为负性胶的根据。但是这部分双键对光的敏感性不强,单靠它 们自身发生光交联比较困难,不能适应光刻的要求。因而在环化橡胶抗蚀剂内, 必须添加一定量的芳香族双叠氮化合物作为光交联剂。这类双叠氮化合物对特 定的光波十分敏感,受光照后两个叠氮基立即分解,形成具有两个自由基的双氮 烯自由基: ·N—R—N ·。这种双氮烯自由基十分活泼,可作为游离基反应的引发 剂,在环化橡胶分子的双键部分引起开键加成,而双氮自由基自身也可对双键加 成而作为“架桥剂”

,把环化橡胶分子彼此交联起来,造成环化橡胶的固化。因 此这类抗蚀剂应该称为环化橡胶双叠氮化物抗蚀剂,但通常为方便起见就简 402第十一章 现代化学应用讲座  称环化橡胶抗蚀剂。由于这类抗蚀剂应该具有优异的抗酸碱性、良好的粘附性 及高分辨率和高感光度,因而在半导体器件,特别是大规模集成电路的生产研制 中,已发展成为负性抗蚀剂的主要品种。20世纪80年代初环化橡胶抗蚀剂在 集成电路生产中的用量占抗蚀剂总用量的90%。   2.正性抗蚀剂   目前使用最广泛的正性抗蚀剂是邻重氮萘醌类化合物。其化学结构通 式为: O RN2 这类化合物都能溶解在乙二醇单甲醚中。为了改善其成膜性能和增加涂层的耐 磨性,一般都将邻重氮萘醌类化合物高分子化,实质就是通过适当的化学反应, 将此小分子接到高分子链上去,也就是使R成为高分子链。例如,可用酚醛树 脂与其相接,形成一种感光性树脂: CH2 SO2ClO CH2+ N2SO2Cl+HCl OHON2 O 酚醛树脂    邻重氮萘醌衍生物邻重氮萘醌型感光树脂 这种邻重氮萘醌型感光树脂,经光照后发生分解,放出氮气,同时发生分子内重 排,产生环的收缩,形成相应的五碳环烯酮化合物。此化合物很容易水解成相应 的羧酸衍生物: CH2CH2CH2CH2 OSO2hνN2OSO2OSO2H2OOSO2ON2O(不稳定) COHCOOH  第三讲 高纯水制备技术403 由于生成亲水基团羧基,使受光照过的部分变得能溶于磷酸三钠等弱碱性溶液 中。

 

这类邻重氮萘醌型感光树脂抗蚀剂经曝光后,用弱碱性水溶液显影,即可使 受光照到的部分抗蚀剂被溶解除去,而留下未经曝光的部分。这样得到的复制 图案是和掩模提供的图案 “黑白 ”完全相同的“正像”。因而这种光刻胶称为 正胶。   与负性光刻胶相比,正性光刻胶由于难于精制,涂布成膜时易产生针孔,与 基片的粘附力不如负胶,机械强度和稳定性差,曝光宽容度小,曝光时间要严格 控制,感光速度慢等缺点,目前在实际生产中应用还不如负胶面广量大。但是正 胶具有分辨率高,图形清晰度高,耐氧化耐热性好,灵敏度高,去胶容易等无可争 辩的优点,特别是正胶抗干法蚀刻性强能多次曝光多次蚀刻的优点,使其比负性 光刻胶更有发展前途。随着大规模集成电路集成度的不断提高,向超大规模集 成电路的发展,对光刻图形的精度要求已达微米级并向亚微米级发展。为适应 这一需要而开发出来的投影曝光、干法刻蚀(等离子刻蚀)、多层抗蚀剂加工及 离子溅射等加工技术,对光致抗蚀剂的分辨率、抗干法蚀刻性和耐热性的要求更 为突出。而正性抗蚀剂能适合这些要求,因而其用量正在不断增加,发展前景广 阔,是今后光致抗蚀剂发展的方向。   上面所讲的正性和负性光致抗蚀剂,都属于紫外抗蚀剂。因为这些光刻胶 相应的曝光光源是紫外光。随光刻精度要求的提高,要克服因光线衍射和反射, 散射导致精度的下降,人们寻找用波长更短的光作为曝光光源,从而相应地开发 研制了深紫外抗蚀剂、X射线抗蚀剂、电子束抗蚀剂和离子束抗蚀剂。这些抗蚀 剂都各具特别的优越性,但也还存在较大的不足之处,现在尚处在开发阶段,可 能是今后发展方向。但严格地说,它们已不属于光致抗蚀剂的范畴,而应属于辐 射抗蚀剂了。 第三讲 高纯水制备技术

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点击次数:  更新时间:2016-11-25 09:22:12  【打印此页】  【关闭