光刻胶实验报告
光刻实验报告小论文

摘要:光刻技术是半导体制造中至关重要的工艺,它决定了芯片的精度和性能。
本实验通过光刻工艺制备了硅片上的微结构,旨在了解光刻的基本原理、操作步骤以及影响光刻质量的关键因素。
本文详细描述了实验过程、结果分析及结论。
关键词:光刻;半导体;硅片;微结构;工艺1. 引言光刻技术是利用光学原理在硅片上形成微小图案的过程,是半导体制造的核心技术之一。
随着集成电路尺寸的不断缩小,光刻技术面临着越来越大的挑战。
本实验旨在通过实际操作,加深对光刻工艺的理解,并探讨影响光刻质量的因素。
2. 实验材料与设备2.1 实验材料:- 硅片(晶圆)- 光刻胶- 光刻掩模- 光刻机- 显微镜- 洗片机- 烘箱- 紫外线光源2.2 实验设备:- 光刻机- 显微镜- 洗片机- 烘箱- 紫外线光源3. 实验步骤3.1 光刻胶涂覆:1. 将硅片清洗干净,并干燥。
2. 将光刻胶均匀涂覆在硅片表面。
3. 将涂覆好的硅片放入烘箱中,进行前烘处理。
3.2 光刻掩模:1. 将光刻掩模放置在涂覆好光刻胶的硅片上。
2. 使用紫外线光源照射硅片,使光刻胶在掩模图案处发生交联反应。
3.3 曝光与显影:1. 将曝光后的硅片放入显影液中,使未曝光的光刻胶溶解。
2. 清洗硅片,去除未曝光的光刻胶。
3.4 后处理:1. 将显影后的硅片放入烘箱中,进行后烘处理。
2. 使用腐蚀液腐蚀硅片,去除未被光刻胶保护的部分。
4. 结果分析本实验成功制备了硅片上的微结构,观察结果如下:- 光刻胶在紫外线照射下发生交联反应,形成均匀的图案。
- 显影过程中,未曝光的光刻胶被溶解,从而实现了图案的转移。
- 后处理过程中,硅片表面形成了所需的微结构。
5. 结论本实验成功展示了光刻工艺的基本步骤,并验证了光刻技术在半导体制造中的重要性。
实验结果表明,光刻工艺的质量受到多种因素的影响,如光刻胶的选择、曝光时间、显影条件等。
因此,在实际生产中,需要严格控制光刻工艺参数,以确保光刻质量。
6. 讨论本实验中,光刻胶的选择对光刻质量具有重要影响。
光刻工艺实践报告

光刻工艺实践报告一、实践目的本次实践旨在通过实践操作,深入了解光刻工艺的基本原理、流程和设备,提高自己的动手能力和解决问题的能力,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实践岗位认识与见解光刻工艺是微电子制造过程中的一种关键技术,它通过将设计好的图形转移到光敏材料上,形成电路、器件等微结构,是制造集成电路、MEMS、OPOS等器件的重要环节。
在实践过程中,我深刻认识到光刻工艺的复杂性和精细性,它要求操作人员具备高度的责任心和严谨的工作态度,以确保制造出的产品具有高度的可靠性和稳定性。
三、发现问题与解决问题的方法在实践过程中,我发现了一些问题,如光刻胶涂布不均匀、曝光过度或不足等。
针对这些问题,我积极向指导老师请教,并查阅相关资料,总结出了一些解决方法。
例如,对于光刻胶涂布不均匀的问题,可以采用多次涂布或调整涂布头位置的方法解决;对于曝光过度或不足的问题,可以通过调整曝光时间和光源的亮度来解决。
四、实践过程总结与收获通过本次实践,我对光刻工艺有了更加深入的了解,掌握了光刻机的基本操作和维护方法,提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
同时,我也认识到了光刻工艺中存在的难点和挑战,如设备精度要求高、工艺参数复杂等。
针对这些问题,我认为可以通过加强设备维护和保养、提高操作人员的技能水平等方式来解决。
五、对实践不足之处的建议在实践过程中,我也发现了一些不足之处,如实践时间较短、实验条件不够完善等。
为了提高实践效果和质量,我建议延长实践时间,并加强对操作人员的培训和指导,同时完善实验设备和环境。
六、个人体会与收获通过本次实践,我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在今后的学习和工作中,我将继续加强自己的实践能力和动手能力,不断探索和创新,为微电子制造领域的发展做出贡献。
光刻胶研究报告

光刻胶研究报告
光刻胶是一种重要的微电子加工材料,广泛应用于集成电路、微
机电系统等领域。
本文将对光刻胶的原理、常见类型、制备工艺及研
究进展进行综述。
一、原理
光刻胶主要由聚合物基质和光敏剂组成。
光敏剂对紫外光的吸收
导致其发生化学反应,从而改变局部的物理和化学性质,形成光刻胶
的图案。
通常,将光刻胶涂覆在硅片表面,利用掩模将紫外光投影在
光刻胶表面,通过光刻胶表面的反应,将掩模图案转移至硅片表面。
二、常见类型
根据聚合物基质的不同,光刻胶可以分为正常型光刻胶和负型光
刻胶。
正常型光刻胶在紫外光照射下会发生交联反应,形成凸起的图案;负型光刻胶则会在紫外光照射下发生解聚反应,形成凹陷的图案。
此外,还有双重曝光光刻胶和离子束曝光光刻胶等特殊类型。
三、制备工艺
光刻胶的制备一般包括以下步骤:聚合物、光敏剂及其他助剂的
混合、溶解、过滤、涂覆、预烘、曝光、显影、后烘等。
制备工艺中
的关键环节是光刻胶的涂覆和曝光,对于不同类型的光刻胶,其涂覆
的厚度和曝光的波长等参数也有所区别。
四、研究进展
光刻胶研究在微电子领域是非常活跃的。
目前,主要的研究方向
包括光刻胶的性能优化、制备工艺的改进、新型光敏剂的开发等。
例如,近年来出现了一些高分子材料,其具有自组装功能,可以通过控
制自组装结构实现对光刻胶的图案控制。
同时,也有研究人员探索利
用生物大分子制备光刻胶,以期达到环境友好和可生物降解的目的。
总体而言,光刻胶是微电子加工中不可或缺的一环,未来的研究
方向将更加注重其性能和环保方面的优化。
光刻胶的制备与表征实验报告

一种适用于193nm 光刻胶的硫鎓盐光产酸剂的制备与性质X X X X X X摘要:制备了一种阳离子含有萘基,阴离子分别为对-甲苯磺酸、甲磺酸及三氟甲磺酸的硫鎓盐。
它们有高的热解温度和在常用有机溶剂中较好的溶解性。
测定了此类光产酸剂在水溶液及聚乙二醇固体膜层中的紫外吸收特性。
结果表明阴离子不含苯基时,在193nm 处有很好的透明性。
考察了其在低压汞灯照射下的光解性质,在254nm 附近的吸收峰随光解进行迅速减弱。
此类光产酸剂适用于氟化氩激光(193nm )等的化学增幅型光致抗蚀剂。
关键词:光产酸剂 193nm 光致抗蚀剂 化学增幅 硫鎓盐光产酸剂(photoacid generator, PAG )是各类化学增幅抗蚀剂的关键组分之一。
无论g 线(436 nm )、i 线(365nm )、氟化氪激光(248 nm )、氟化氩激光(193nm)以及采用更短波长光源的抗蚀剂,为了提高感度,无一例外地采取了化学增幅的方法,从而也就必须使用光产酸源,甚至使用酸致产酸的酸增殖剂[1],以实现光照产酸后的化学增幅放大作用。
更具体地讲,所产生的酸导致抗蚀剂膜层中的物质发生种种化学反应,从而使光照部分与非光照部分溶解反差增大,实现显影成像。
氟化氩激光光致抗蚀剂初期所用的光产酸剂主要为三苯基硫鎓盐或带有取代基的三苯基硫鎓盐,二苯基碘鎓盐或带有取代基的二苯基碘鎓盐,但这些鎓盐化合物在光照前后对193nm 光的吸收均较大,其产酸效率不像在248nm 光致抗蚀剂中那样高,并导致成像质量下降,分辨率难以提高[2 3]。
针对上述缺点,Shigeyuki Iwasa [4]等人开发了不含苯环的丁酮-2-基戊硫环硫鎓盐化合物,配伍离子为CF 3SO 3—或C 4F 9SO 3—,它在193 nm处透明度和感度都很好,且热稳定性高。
Hiroyuki Ishii [5]等人提出产酸源透明度的改善是提高193 nm 光致抗蚀剂性质的关键因素之一,他们用分子轨道计算法估算产酸源的透明度。
光刻工艺认识实验报告

光刻工艺认识实验报告一、光刻工艺操作1.硅片清洗和表面处理这个步骤由助教老师完成。
所用硅片尺寸:2英寸,厚度为400μm,单面抛光。
掺杂类型:p型。
2.涂胶匀胶机第一、二级转速和各转速的运转时间由助教提前设置好。
分别为:第一级转速500n/min,时间为3秒;第二级转速为4000n/min,时间为60秒。
把处理好的硅片放在承片台正中,按下吸片按钮,硅片被吸住。
检查确定被吸住后,开始滴加光刻胶,确保光刻胶覆盖整个硅片表面后停止。
之后,按下开始按钮,开始匀胶。
等匀胶结束后,按下吸片按钮。
取出硅片,检查匀胶效果。
光刻胶:KMP C5315(北京科华微电子材料有限公司);匀胶机:SC-1B匀胶机,(北京金盛微纳科技有限公司)。
3.前烘检查确定匀胶效果符合要求后,将硅片放在热板上烘干2分钟,温度为100℃。
烘干结束后,取下硅片。
4.曝光将硅片放在曝光机内,设置好曝光时间9秒,开始曝光。
曝光结束后,取下硅片。
5.显影曝光结束后,将硅片浸没在显影剂中,左右晃动,时间为8秒。
8秒后,取出硅片放入去离子水中清洗。
之后,用氮气吹干表面残留的水。
6.镜检将显影结束后的硅片放在显微镜下,调节显微镜,知道看到清晰的光刻图案。
检查光刻质量。
二、光刻工艺中所用到的试剂及其作用1.光刻胶光刻胶:KMP C5315(北京科华微电子材料有限公司)又称光致抗蚀剂,由感光树脂、增感剂(见光谱增感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。
经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像。
作用主要有两个:一是将掩膜板上的图形转移到硅片表面的氧化层中;二是在后续工序中,保护下面的材料。
2.显影液正胶显影液(北京科华微电子材料有限公司),作用是使经曝光后产生的潜影显现成可见影像。
三、光刻工艺中的安全问题1.匀胶过程光刻胶有刺激性气味,对皮肤也有腐蚀,操作必须在通风橱中进行,并戴好手套。
光刻胶可行性研究报告范文

光刻胶可行性研究报告范文摘要:光刻胶是半导体和光电子行业制造工艺中的关键材料之一、本报告通过对光刻胶的主要特性和应用领域进行分析,研究了光刻胶的可行性。
通过实验证明,光刻胶具有较好的光刻性能,可以在高分辨率的条件下制造微细结构,同时满足行业产品对精度和可靠性的要求。
1.引言光刻胶作为一种常用的半导体制造工艺中的光刻材料,具有许多优越的特性,如良好的光刻性能、高分辨率和较低的成本。
然而,在实际应用中,还需要对光刻胶的可行性进行科学研究,以评估其在不同应用领域的适用性。
2.光刻胶的主要特性光刻胶具有以下主要特性:2.1光刻性能:光刻胶能够在紫外光的照射下,形成图案化结构,符合多种不同应用领域的需求。
2.2分辨率:光刻胶具有较高的分辨率,可以制造出微细结构,满足高精度制造的需求。
2.3成本:光刻胶的成本相对较低,可以在大规模应用中降低制造成本。
3.光刻胶的应用领域光刻胶在以下领域有广泛的应用:3.1半导体制造:光刻胶是制造集成电路芯片的重要材料,可以实现电路图案的精确制造。
3.2光电显示:光刻胶可以应用于液晶显示器和有机发光二极管等光电显示器件的制造中。
3.3光学元件制造:光刻胶可以制造光学元件,如微透镜、微棱镜和光栅等。
4.光刻胶的可行性研究本研究通过实验对光刻胶的可行性进行了研究。
实验结果表明,光刻胶能够在高分辨率的条件下实现微细结构的制造,并且具有良好的重现性和可靠性。
此外,光刻胶的制造工艺简单,可以适应大规模生产的需求。
因此,光刻胶在半导体和光电子行业具有广阔的应用前景。
5.结论光刻胶作为一种重要的制造工艺材料,在半导体和光电子行业有着广泛的应用。
通过对光刻胶的可行性研究,我们发现光刻胶具有良好的光刻性能、高分辨率和较低的成本,适用于多种应用领域。
因此,光刻胶具有良好的可行性,并且具有广阔的市场前景。
光刻胶研究报告

光刻胶研究报告
光刻胶是一种在微电子制造中广泛使用的材料,它可以通过光刻技术将图案转移到硅片上,从而制造出微小的电子元件。
在现代电子工业中,光刻胶已经成为了不可或缺的材料之一。
光刻胶的制备过程非常复杂,需要经过多个步骤才能得到高质量的光刻胶。
首先,需要选择合适的原材料,如聚合物、溶剂、光敏剂等。
然后,将这些原材料混合在一起,并进行搅拌、过滤等处理,最终得到光刻胶。
在使用光刻胶进行微电子制造时,需要将光刻胶涂覆在硅片表面,并通过光刻机将图案转移到光刻胶上。
这个过程需要非常精确的控制,以确保图案的精度和质量。
除了在微电子制造中的应用外,光刻胶还可以用于其他领域,如生物医学、光学等。
在生物医学中,光刻胶可以用于制造微流控芯片、生物芯片等;在光学中,光刻胶可以用于制造光学元件、光学波导等。
总的来说,光刻胶是一种非常重要的材料,它在微电子制造、生物医学、光学等领域都有广泛的应用。
随着科技的不断发展,光刻胶的制备和应用也将不断地得到改进和完善,为人类的生产和生活带来更多的便利和创新。
光刻机中不同光刻胶的对比实验与分析

光刻机中不同光刻胶的对比实验与分析光刻技术是半导体制造过程中的关键环节之一,其通过使用光刻机将芯片上的图案投射到硅片上,从而实现图案的转移和制造。
在光刻过程中,光刻胶作为光刻机的重要组成部分,起着保护电路和传导光线等关键作用。
本文将基于不同光刻胶的对比实验与分析,探讨不同光刻胶在光刻过程中的性能和应用。
首先,我们需要了解什么是光刻胶。
光刻胶是一种特殊的聚合物材料,具有良好的可塑性和电子光学性能。
在光刻过程中,光刻胶会被紫外线或电子束照射后发生化学或物理反应,从而形成所需的芯片图案。
根据使用的光源不同,光刻胶分为紫外光刻胶和电子束刻胶。
对比实验的目的是通过比较不同光刻胶的性能差异,选取最适合特定工艺要求的光刻胶。
在实验中,我们选取了PMA、PMMA和SU-8这三种常用的光刻胶,从粘度、感光性、分辨率和耐化学性等方面进行比较和分析。
首先,粘度是光刻胶的重要性能之一。
粘度越高,光刻胶的流动性越差,适用于需求较高的纳米级和亚微米级制造。
经实验测量,PMA:PMMA:SU-8的粘度约为0.2 Pa.s、0.01 Pa.s和350 Pa.s。
可以看出,SU-8的粘度较高,适用于制造高分辨率的微米级芯片。
而PMA和PMMA适合制造相对较大尺寸的芯片,具有更好的流动性。
其次,感光性是评判光刻胶性能的重要指标之一。
感光性指的是光刻胶对光的敏感程度。
在实验中,我们使用不同波长、不同功率的紫外光源对光刻胶进行照射,观察其感光度的差异。
结果显示,SU-8对波长在300-400nm的紫外光尤为敏感,而PMA和PMMA对波长为360-420nm的紫外光敏感度更高。
因此,在选择光刻胶时,根据所需的紫外光源波长和功率,选取合适的光刻胶对于提高制造效率至关重要。
分辨率是判断芯片制造精度和清晰度的重要参数之一。
在实验中,我们采用不同的曝光条件和光刻胶层厚度来评估光刻胶的分辨率。
实验结果显示,SU-8在较低层厚下具有更高的分辨率,适用于制造高精度和高分辨率的芯片。
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重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂 正性光致抗蚀剂的制备与性质摘要:本文关于制备一种正性光致抗蚀剂——重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂及其成像性质的研究。
重氮萘醌磺酸酯采用2,4,4’-三羟基二苯甲酮作为接枝化母体,与2,1,4-重氮萘醌磺酰氯进行酯化得到,产量 1.59g ,产率91.4% ;并用红外光谱和熔点仪对产物进行了表征。
重氮萘醌磺酯感光剂与酚醛树脂和乙二醇配胶并均匀铺在铝板上,在紫外下曝光,稀碱水洗涤显影。
成像试验得到的结果是:最佳曝光时间为90S ,分辨率为10um ,网点保留情况下限为10%,上限小于90%。
关键词:重氮萘醌磺酸酯 重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂 制备 性质 正性光致抗蚀剂在半导体器件和集成电路制造中,要在硅片等材料上获得一定几何图形的抗蚀保护层,是运用感光性树脂材料在控制光照(主要是UV 光)下,短时间内发生化学反应,使得这类材料的溶解性、熔融性和附着力在曝光后发生明显的变化;再经各种不同的方法显影后获得的。
这种方法称为“光化学腐蚀法”,也称为“光刻法”;这种作为抗蚀涂层用的感光性树脂组成物称为“光致抗蚀剂”(又称光刻胶)。
按成像机理不同,光致抗蚀剂可分为两类:(1)负性光致抗蚀剂:紫外光照射下,光刻胶中光照部分发生交联反应,溶解度变小,用适当溶剂把未曝光的部分显影除去,在被加工表面形成与曝光掩膜相反的图像。
(2)正性光致抗蚀剂:紫外光照射下,光刻胶的光照部分发生分解,溶解度增大,用适当溶剂把光照部分显影除去,即形成与掩膜一致的图像。
20世纪30年代, 德国卡勒公司的Oskar S üss 发现了重氮萘醌系光化合物。
由于其具有感光范围宽, 从i-线(感光波长: 365nm)到g-线(感光波长: 436nm) 都有较高的分光感度,尤其是与线形酚醛树脂或酚树脂配合, 具有稀碱水显影, 显影宽容度高, 操作方便,储存稳定性好等优点,使得重氮萘醌系感光材料在20世纪60年代后广泛应用于印刷PS 版感光剂及集成电路加工光致抗蚀剂。
至今仍普遍使用的g-线和i-线光致抗蚀剂都主要采用重氮萘醌系感光体系。
重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂体系正性光致抗蚀剂的成像原理:感光涂层受紫外光照射后,曝光区的重氮萘醌磺酸酯发生光解,放出N 2形成烯酮,烯酮遇水形成茚酸而易溶于稀碱水。
由此通过稀碱水显影便得到了在未曝光区抗蚀膜保留的正型图形。
本实验采用2,3,4-三羟基二苯甲酮作为接枝化母体,与2,1,4-重氮萘醌磺酰氯进行酯化,合成感光化合物。
之后再与线性酚醛树脂—BTB24配合,溶于乙二醇乙醚,再加入少量添加剂,制得酚醛树脂-重氮萘醌磺酸酯正性抗蚀剂。
将其涂布于铝版基上,烘干,曝光,显影。
ON 2SO 2Arhv CSO 2Ar O-N 21.实验部分1.1 仪器与试剂1.1.1主要仪器常用玻璃仪器(100ml单口瓶,19#滴液漏斗,量筒,烧杯),黑色塑料袋,81-2型恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器厂),电子天平,循环水泵,干燥箱;SGW X-4显微熔点仪(上海精密科学仪器有限公司);AVATAR360型傅里叶红外光谱仪(美国Nicolet公司),KBr 压片;SC-1B型匀胶台(北京创威纳科技有限公司)BP-2B型烘胶台(北京创威纳科技有限公司);碘镓灯,PS版测试条,光学显微镜。
1.1.2 试剂(除特别说明,均为分析纯)2,1,4--重氮萘醌磺酰氯,2,4,4’-三羟基二苯甲酮,丙酮,三乙胺,乙二醇乙醚,染料,硅酸钠,氯化氨,盐酸,去离子水1.2 重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂正性光致抗蚀剂的制备1.2.1感光剂——重氮萘醌磺酸酯的制备称取2,1,4-重氮萘醌磺酰氯1.35g(0.005mol)、三羟基二苯甲酮0.56g (0.0025mol)于100mL单口烧瓶中,再加入15mL丙酮,室温下搅拌使其溶解,再加入1.5mL水。
装上衡压漏斗,逐渐滴入与2,1,4-重氮萘醌磺酰氯等当量的三乙胺(0.53g,过量5%,溶于5mL丙酮),滴加时间持续0.5h左右。
滴加完毕后,用薄层色谱观察反应进行的情况,继续搅拌反应,再用薄层色谱观察反应进行的情况,至酰氯基本反应完。
反应结束后,将反应溶液搅拌下倒入100毫升蒸馏水中,加入适量氯化氨固体并溶解,促使反应产物析出,过滤,产物少量水洗三遍,40-50o C干燥至恒重,得到黄色固体。
整个实验过程需要在黄光下或避光下进行。
1.2.2配胶称取0.7g上述制得的感光剂、1.4g BTB-24酚醛树脂和10mL乙二醇乙醚,于100ml棕色瓶中,再加入少量染料,搅拌溶解2h,用滤纸过滤,得到粗滤的感光胶,备用。
1.3 重氮萘醌磺酸酯的表征1.3.1重氮萘醌磺酸酯的熔点测定取少量重氮萘醌磺酸酯于一洁净的载玻片上,盖上盖玻片,至于熔点仪上并将熔点仪调制加热状态。
通过显微镜观察,记录重氮萘醌磺酸酯融化的温度。
1.3.2重氮萘醌磺酸酯的红外光谱的测定取少量重氮萘醌磺酸酯于玛瑙研钵中,加入约3药匙的KBr,充分研磨。
将研磨后的混合物取适量放入模具中压片,取出样品的薄片置于红外光谱仪中扫描得到其红外光谱图。
1.4 光致抗蚀剂的性质——成像试验1.4.1 匀胶将铝版基放置到匀胶机上,开启真空吸紧,将上述所得感光溶液倒于铝版基或硅片上,控制匀胶转速800转/分钟、匀胶时间15s。
1.4.2 烘胶涂好感光胶的版基转移到烘胶台上,在110o C烘干2分钟以除去溶剂。
1.4.3 曝光将干燥好的版基转移到曝光机上,把PS版测试条覆到胶面上,其余裸露部分用黑纸覆盖,抽真空,分别曝光60s、90s、120s。
1.4.4 显影在适当浓度(2-4%)硅酸钠溶液中显影至灰梯尺洗净3段,约20-40s。
显影完的版基用水冲洗,得到正型测试条图像。
光学显微镜下观察并记录下分辨率,观察并记录网点保留情况。
2 结果与讨论2.1重氮萘醌磺酸酯的产率实验中获得的重氮萘醌磺酸酯为黄色粉末状固体,产量 1.59g,产率91.4%.原因分析:刚开始加的三乙胺量不足,后来又补加了1ml,三乙胺稍有过量,从而产物颜色不是很纯的黄色;实验过程中多次转移固体造成了损失,同时由最后TLC板情况可以判断反应并未进行完全。
改进建议:实验中,2,1,4-重氮萘醌磺酰氯难以反应完全会造成之后实验的一系列不理想现象的出现,其中,加长反应时间是解决反应不完全的方法之一;同时,控制反应进行过程中反应体系的pH略偏碱也是一个重要因素,因为2,4,4’-三羟基二苯甲酮与2,1,4-重氮萘醌磺酰氯进行酯化反应需要在碱性条件下进行,但pH过高时产物不稳定,会分解,为了保证酯化反应的进行,应在反应过程中同时测pH,将pH值控制在合理范围,使产物产量高。
在产物后处理时,先用去离子水洗,再用1%-2%的稀盐酸洗,最后用碳酸钠溶液将PH 值调至7,得到较为纯净的酯化产物。
当然引入金属离子会影响光刻胶的性能,所以要适量。
2.2重氮萘醌磺酸酯熔点的测定没有测到熔点,到200 ℃左右玻片上物质碳化了。
测熔点心得:(1)制片的样品要少且不能压得太紧太实太密,样品也不能太分散;(2)观察要仔细,这是一个很难观察到的过程,如果看到样品某一块晶莹透明,说明样品已经在熔化,记录温度和熔化完全的温度即为熔点。
2.3重氮萘醌磺酸酯的红外光谱为了证实本实验制得了重氮萘醌磺酸酯,采用了红外光谱对产物进行表征。
产物所得光谱图与二苯甲酮标准产物对比。
二苯甲酮标准图谱(1)由重氮萘醌磺酸酯红外光谱可以看到2145 cm-1 左右 -C=N=N 出现了单尖峰(1, 2-重氮萘醌-4-磺酸酯),说明三羟基二苯甲酮有部分被磺酰氯酯化;(2)与羰基吸收峰强度相比,酯化后羟基吸收峰的强度明显减弱,进一步说明羟基已经被酯化;(3)理论上来说,重氮萘醌磺酸酯3400 cm-1的-OH特征吸收峰应该减弱,但本实验得到的感光剂谱图增强,原因是因为磺酸酯不够干燥,含有少量的水。
2.4重氮萘醌磺酸酯的成像实验2.4.1 不同t曝光下的成像效果t曝光/s 白显60 2 390 3 4120 4 5曝光时间为60s,此时曝光不足,“2白3显”,阴影部分的图像无法清晰显出;曝光时间为90s,“3白4显”,非阴影部分及阴影部分的图像都可以清晰显出;曝光时间为120s,此时曝光过度,“4白5显”,非阴影部分的图像会在显影时溶解在显影液中。
最佳曝光时间为非阴影部分及阴影部分的图像都可以清晰显出的时间。
根据“三白四显”的理想曝光效果,再比较曝光时间分别为60s、90s和120s的铝板基可知,当曝光时间为90s时曝光效果最好。
2.4.2 最佳t曝光下的显影效果曝光时间为90s时曝光效果最好。
以下四幅图是感度为90s时记录的一些图像。
由图可知,该感光板分辨率为12μ,网点保留情况下限为10%,保留上限不到90%。
图(b)图(a)2.4.3曝光实验的一些反思:(1)制得感光剂在铝板上曝光显影后表面较脏,有明显“留底”现象,可能原因是感光剂不纯或显影时间不足。
由于产物磺酸酯为土黄色,说明三乙胺有点过量。
三乙胺易与酚羟基反应生成三乙胺的酚盐,被包夹在分子内部,空间阻碍效应使其不易被洗脱。
酚盐在溶剂中的溶解度小,曝光显影后导致“留底”现象。
(2)感光剂配置是的BP 比也会影响成像效果。
当成膜树脂、感光剂、有机溶剂和实验操作 条件均相同时,BP 比越高,感光剂相对含量越低,感光度越高,但是由于感光剂含量低,促溶性能降低,因此显影速度越慢。
(3)感光剂的制备 、感光胶的配制 、匀胶速度、烘胶时间 、曝光量 、显影液浓度和显影时间 都会影响成像效果。
(4)实验应保证抽真空的时间。
抽真空时间越长,真空度越好,掩膜与铝板基接触越充分,避免图像发虚的情况。
(5)自制感光剂分辨率和网点保留情况均偏大,不符合印刷行业的要求。
可以考虑对光刻胶制备是原料和方法进行一定的改进。
3.结论1.合成了重氮萘醌磺酸酯感光剂,由于合成的方法操作粗糙且所用原料和仪器等原因,所合成的感光剂不能有效地应用于印刷行业正性光致抗蚀剂。
2.感光胶最好的感光度为90S ,分辨率为10μm ,网点保留情况下限为10%,上限小于90%。
参考文献:【1】王力元.综合设计实验讲义;【2】周芳宇,邹应全.用于LCD 的重氮萘醌系正性抗蚀剂的研究.数字成像技术及影像材料科学. 2006;【3】喻小琦. LCD 正型光致抗蚀剂感光树脂的研制. 2006,6(33)图(d )图(c )。