重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂——正性光致抗蚀剂的制备与性质
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：本实验采用2,3,4-三羟基二苯甲酮作为接枝化母体，与2,1,5－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。结果表明，最佳曝光时间为90S，分辨率为12um，网点保留下限为10%，上限为90%。
关键词：光致抗蚀剂 化学增幅 感光度 重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂
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，光致抗蚀剂可分为负性光致抗蚀剂和正性光致抗蚀剂：（1）负性光致抗蚀剂：在紫外光照射下，光刻胶中光照部分发生交联反应，溶解度变小，用适当溶剂即可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，因此称为负性光致抗蚀剂。（2）正性光致抗蚀剂：在紫外光照射下，光刻胶的光照部分发生分解，溶解度增大，用适当溶剂可以把光照部分显影除去，即形成与掩膜一致的图像，因此称为正性光致抗蚀剂。如图1所示。
图1 光致抗蚀剂成像过程
20世纪30年代, 德国卡勒公司的Oskar Süss首先发现了重氮萘醌系感光化合物。它是以2,1,5或2,1,4重氮萘醌磺酰氯为代表的重氮萘醌化合物与含羟基的高分子或小分子进行酯化后得到的感光化合物。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N2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。以2,1,4－重氮萘醌磺酸酯为例，其成像原理如图2所示：
图2 重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂正性抗蚀剂的成像原理
1． 实验部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1主要仪器
常用玻璃仪器；电子天平；恒温磁力搅拌器，81-2型，上海司乐仪器厂；循环水泵；干燥箱；显微熔点仪，SGW X-4型，上海精密科学仪器有限公司；傅里叶红外光谱仪，AVATAR360型，美国Nicolet公司；匀胶台，SC-1B型，北京创威纳科技有限公司；烘胶台，BP-2B型，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
2,1,5--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。
1.2 感光剂的制备
1.2.1感光剂的合成
称取2,1,5－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，40-50oC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 感光剂的表征
1.3.1感光剂熔点的测定
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感光剂红外光谱的测定
取少量重氮萘醌磺酸酯于玛瑙研钵中，加入约5倍的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。 ON2SO2ArhvCSO2ArO+H2OSO2ArCOOHÏ¡¼îË®ÏÔÓ°³ÉÏñ-N21.4 成像试验
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。涂好感光胶的版基转移到烘胶台上，在110oC烘干2分钟以除去溶剂。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。最后在适当浓度（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，确定最佳曝光量。
2 结果与讨论
2．1感光剂的制备
实验生成黄绿色粉末状固体1.37g，产率为78.8%。
重氮萘醌磺酸酯应为黄色固体，但是由于实验过程中加入了过量的三乙胺，使产物呈黄绿色。实验过程中加入三乙胺是为了使反应体系处于碱性环境，从而促进酯化反应。而过量的三乙胺也会对反应产生不利影响，使产物稳定性降低，易分解。因此，加入三乙胺的量要适当，稍过量于重氮萘醌磺酰氯的摩尔量即可。
2．2感光剂的表征
未测得产物熔点，产物在140 ℃发生了分解。
在测熔点过程中应该注意：（1）制片的样品要少且不能压得太紧太密，样品也不能太分散，保证薄薄的一层即可； （2）观察要仔细，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。
测得所得产物的红外光谱如图3所示。
图3 感光剂的红外光谱图
二苯甲酮标准产物的红外光谱图如图4所示。
图4 二苯甲酮标准红外光谱图
图谱分析：由感光剂的红外光谱图可以看到在 2117 cm-1 左右出现了强度较大的峰，且与二苯甲酮标准红外图谱中吸收峰相比，羟基吸收峰的强度明显减弱，说明三羟基二苯甲酮已有部分被磺酰氯酯化，说明得到了产物--重氮萘醌磺酸酯感光剂。
2．3成像实验
实验结果记录于表1：
表1 不同曝光时间下的曝光情况
t曝光/s 曝光情况 分辨率/μ 网点保留情况
60 2白3显 10 10%-80%
90 3白4显 12 10%-90%
120 4白5显 25 10%-90%
分析上述数据可得：曝光时间为60s时曝光不足，阴影部分的图像无法清晰显出，部分图像见图5；曝光时间为90s时为最佳曝光量，非阴影部分及阴影部分的图像都可以清晰显出，部分图像见图6；曝光时间为120s时曝光过度，非阴影部分的图像会在显影时溶解在显影液中，部分图像见图7。
图5 曝光60s时显微镜下所观察图像
图6 曝光90s时显微镜下所观察图像
图7 曝光120s时显微镜下所观察图像
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。由于产物磺酸酯为黄绿色，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。
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。
3．结论
由2,3,4-三羟基二苯甲酮作为接枝化母体，与2,1,5－重氮萘醌磺酰氯进行酯化，合成的感光化合物其最佳曝光时间为90S，分辨率为12um，网点保留下限为10%，上限为90%。
致 谢：北京师范大学化学学院实验中心提供的实验器材与实验环境；王老师和师兄师姐们的悉心指导
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)
【4】衷红钦,周立锋.液晶显示器用正性光刻胶研究.市场研讨会论文
光刻胶综述报告
光刻胶综述报告
光刻胶分类应⽤综述报告
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(class ID)
摘要：光刻胶是曝光技术中重要的组成部分。⽂章对光刻胶的概念做了简单的介绍，以及其相关的反应机理，归纳总结了光刻
胶的分类及对应的应⽤，并对其性能指标和研究⽅向作了简单的概括分析。
关键词：光刻胶，反应机理，分类应⽤，性能指标，研究⽅向
The Report of the Review of Photoresist
NAME
Abstract: Photoresist is the important constitute of exposure technology. This article simply illustrate the concept and the
reaction mechanism. The classifications and applications are reviewed, also with the performance indexes and research
direction. Keywords: photoresist, reaction mechanism, classification and application, index, research direction
前⾔
作为微电⼦技术核⼼的集成电路制造技术是电⼦⼯业的基础，其发展更新的速度是其他产业⽆法企及的。电⼦化⼯材料是电⼦
⼯业中扫的关键性基础化⼯材料，电⼯业的发展要求电⼦化⼯材料与之同步发展，不断的更新换代，以适应其在技术⽅⽽不同
推陈出新的需要。
在集成电路微细加⼯技术过程中，光刻胶及蚀刻技术是起关键的⼯艺技术[1]。光刻胶⼜称为光致抗蚀剂，即通过紫外光、电⼦
束、离⼦束、X射线等的照射或辐射，使其溶解度发⽣变化的耐蚀刻薄膜材料。主要⽤于集成电路和半导体分⽴器件的微细加
⼯，同时在平板显⽰、LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着⼴泛的应⽤[2]。
酚醛树脂对光刻胶性能的影响
综 述 酚醛树脂对光刻胶性能的影响 夏伟如章舒 夏敏 东南大学化学化工系 （南京 ２１００９６） 淮阴师范学院 （淮安 ２２３００１） 摘要：通过光刻胶在显影过程中的理论分析，重点论述了酚醛树脂的分子量及其分布、序列结构、甲酚异构体 的比例对光刻胶性能的影响，得出的结果可在设计酚醛树脂时作参考。 关键词：光刻胶分子量分子量分布序列分布 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｎｏｖｏｌａｋ ｏｎ Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｖ ｉｒｕ Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕ ｉａ Ｍｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｄｉｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｉｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｒｅｓｌｓｔ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｎｏｖｏｌａｋ’Ｓ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｍ／ｐ ｏｎ ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｗｅｒｅ ｄｉｓ— ｃｕｓｓｅｄ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｉｌｅ ｒｅｓｕｌｔ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｎｏｖｏｌａｋ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｓａｔ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｌｅｎ￣ｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ●－－■一●＿－一 ｌ 刖吾 电子工业是近２Ｏ多年来迅速发展的高技术产 业，随着信息高速公路的建立和发展，计算机的影响 已遍及每一个经济领域和人们生活的每一个方面。 以电子计算机和超大规模集成电路为核心的电子工 业水平，已成为衡量一个国家经济实力和科技进步 的重要标志。微电子技术的不断发展得益于半导体 与集成技术的不断提高，而光刻技术和光致抗蚀剂 是微电子技术中的核心技术和关键材料。 酚醛树脂有许多良好的性质，在商用正型光刻 胶中几乎都是甲酚线型酚醛树脂和萘醌重氮化合物 的混合物。由于它在碱液中的非溶胀行为，能够用来 制备高分辨率的树脂图像，而且具有较高的耐干蚀 性。合成现行酚醛树脂的甲酚采用问甲苯酚和对甲 苯酚，醛类为福尔马林溶液，常用的酸性催化剂有： 草酸、马来酸及其酐、乙酸、三氯乙酸、苯磺酸、酸性 离子交换树脂、酒石酸、柠檬酸、消旋苹果酸等。用凝 胶渗透色 １１法测定树脂的分了量， Ｈ—ＮＭＲ和 ＂Ｃ—ＮＭＲ测定其序列结构，ＤＳＣ测定耐热性能。这 里主要就光致抗蚀剂在碱液中的成像过程及酚醛树 脂的结构性质对光致抗蚀剂性能的影响作一介绍。 ２ 光致抗蚀剂在碱液中的光刻过程 分析 光致抗蚀剂的各性能和尺寸都在成像过程中形 成。因此研究改善抗蚀性能的问题必须从抗蚀剂的 溶解过程入手，从酚醛树脂在碱液中的显影成像过 程分析。光致抗蚀剂分辨率的改善涉及酚醛树脂和 光敏重氮萘醌体系中未曝光区域的溶解抑制和曝光 区域的溶解促进两个方面。代表分辨率优劣的反差 系数 值，依赖于未曝光区域和曝光区域溶解的差 别。当未曝光区域在显影液中的溶解速度Ｒｏ较低， 而曝光区域在显影液中的溶解速度Ｒ 较高，就可获 得较高的 值。除了 值，评价分辨率优劣的还有原 稿尺寸的还原能力和曝光宽容度两个方面。在整个 成像过程中，存在着两种相反作用的结果，在曝光区 域，光敏剂分解形成茚羧酸溶解而促进树脂的溶 解。而在未曝光区域，重氮萘醌与酚醛树脂之间依靠 氢键结合使树脂被屏蔽起来而免受显影液的侵蚀， 对这种现象，一种认为酚醛树脂在显影液中的溶解 受碱液在其细小区域扩散的控制，碱液的扩散是一 个渗透过程，碱液离子逐步地从一个亲水基迁入到 另一个亲水基。碱的渗透速率取决于渗透位置的密 度（浓度）及其接受碱的能力。当ＤＮＱ抑制剂加入系 统中时，他们与一ＯＨ形成氢键，溶解抑制作用是通 过阻塞亲水基而阻断碱液离子的扩散路径，极化了 的羟基不易溶于碱液中。在曝光区域，ＤＮＱ的光分 解作用伴随着快速的化学反应、Ｗｏｌｆ重排反应，在 这个过程中释放的热形成一个强烈的温度峰，在抑 第一作者简介：夏伟如 东南大学在读硕士生 主要从事功能材料方面的研究 ・２０・ ２００２年第１２期
微电子工艺论文----光刻胶解读
光刻胶的深入学习与新型光刻胶
张智楠
电科111 信电学院 山东工商学院 264000
摘要：首先，本文从光刻中的光刻胶、光刻胶的分类、光刻胶的技术指标（物理特性）这几个方面对光刻工艺中的光刻胶进行了详细的深入学习；其次，介绍了当代几种应用广泛的光刻胶以及新型光刻胶；最后，对光刻胶的发展趋势进行了简单的分析。
关键词：光刻、光刻胶、紫外负型光刻胶、紫外正型光刻胶、远紫外光刻胶。
光刻(photoetching)工艺可以称得上是微电子工艺中最为关键的技术，决定着制造工艺的先进程度。光刻就是，在超净环境中，将掩膜上的几何图形转移到半导体晶体表面的敏光薄材料上的工艺过程。而此处的敏光薄材料就是指光刻胶（photoresist）。光刻胶又称光致抗蚀剂、光阻或光阻剂，由感光树脂、增感剂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。
光刻胶的技术复杂，品种较多。对此探讨以下两种分类方法： 1、光刻胶根据在显影过程中曝光区域的去除或保留可分为两种——正性光刻胶（positive
photoresist）和负性光刻胶（negative photoresist）。正性光刻胶之曝光部分发生光化学反应会溶于显影液，而未曝光部份不溶于显影液，仍然保留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。负性光刻胶之曝光部分因交联固化而不溶于阻显影液，而未曝光部分溶于显影液，将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。正胶的优点是分辨率比较高，缺点是粘附性不好，阻挡性弱。与之相反，负胶的粘附性好，阻挡性强，但是分辨率不高。
2、基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。一是光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。二是光分解型，采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。三是光交联型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。
分子玻璃光致抗蚀剂研究进展
第２９卷第９期 ２０１２年９月 吉 林 化 工 学 院 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＪＩＵＮ ＩＮＳＴｒｒＵＴＥ ０Ｆ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．２９ Ｎｏ．９ Ｓｅｐ． ２０１２
文章编号：１００７－２８５３（２０１２）０９－００１２－０５
分子玻璃光致抗蚀剂研究进展
徐娜 ，刘玉芹 ，王金玲。，胡 勇 ，孟磊
（１．吉林化工学院研究生处，吉林吉林１３２０２２；２．中国石油吉林石化公司乙烯厂，吉林吉林１３２０２２；３．吉林市龙潭区 第二实验幼儿园，吉林吉林１３２０２１；４．中山市福瑞特科技产业有限公司，广东中山５２８４００；５．吉林化工学院材料科 学与工程研究中心，吉林吉林１３２０２２）
摘要：随着半导体芯片集成度的快速提高，光刻技术的分辨率正由９０、６５和４５ ａｍ迈向更先进的３２ ｎｍ 或以下．而分子玻璃体抗蚀剂可能是下一代光刻技术的最好选择．本文阐述了分子玻璃光致抗蚀剂的设 计思想，并介绍了几种性能良好的分子玻璃光致抗蚀剂． 关键词：光致抗蚀剂；分子玻璃体；结构 中图分类号：ＴＮ ３０４ 文献标志码：Ａ
光致抗蚀剂（又称光刻胶），就是利用光化学
反应进行图像转移的化学品．这类物质的溶解性、
熔融性或亲和性在曝光前后能发生的明显的变
化，主要控制曝光区域就可得所需几何图形的保
护层．按光化学原理和显影原理，可将光致抗蚀剂
分为正性抗蚀剂（曝光区被洗去）和负性抗蚀剂
（未曝光区被洗去）；按所用曝光光源和辐射源的
不同，又可分为紫外光、ｘ．射线、电子束等抗蚀剂．
它被广泛地应用于加工微细图形，制造半导体器
件、集成电路以及印刷电路板等．
根据摩尔定律的预言，半导体工业正不断向
更小、更快、更密集的微电子系统方向发展．而传
统的高分子抗蚀剂材料由于其分子尺寸大、多分
散性等所导致的图像分辨率低、线边缘粗糙度大
等问题，已不能满足发展要求．分子玻璃体
（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｇｌａｓｓ，ＭＧ）是在室温下为无定形态且
光刻胶photoresist性能及发展趋势简介
光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。
光刻胶的主要技术参数：
1. 分辨率（resolution）。通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。
2. 对比度（contrast）。指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。对比度越大，图形分辨率越高。
3. 敏感度（sensitivity）。对于某一波长的光，要在光刻胶上形成 1 /news177697613.html 2 G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309. 图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。
光敏聚酰亚胺的研究与应用进展
光敏聚酰亚胺的研究与应用进展
魏文康;虞鑫海;王凯;吕伦春
【摘 要】光敏聚酰亚胺因其优良的综合性能,被广泛地应用于微电子领域的绝缘层和保护层等.本文综述了光敏聚酰亚胺(PSPI)的最新研究进展、发展概况,并且分别对负性光敏聚酰亚胺和正性光敏聚酰亚胺的结构、性能、合成方法以及相关材料的实际应用进行了系统的阐述.
【期刊名称】《合成技术及应用》
【年(卷),期】2018(033)003
【总页数】4页(P23-26)
【关键词】光敏聚酰亚胺;正性;负性
【作 者】魏文康;虞鑫海;王凯;吕伦春
【作者单位】东华大学应用化学系,上海201620;东华大学应用化学系,上海201620;聚威工程塑料(上海)有限公司,上海201612;上海迪美高分子材料有限公司,上海201713;上海迪美高分子材料有限公司,上海201713
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ323.6
聚酰亚胺(PI)具有十分优良的耐高低温性、机械性能、介电性能、生物相容性、低的热膨胀系数等诸多性能，被广泛地用作电子器械工业、航空航天工业、先进复合材料、纤维、工程塑料、光刻胶等领域。然而聚酰亚胺不存在感光功能，且制备工艺繁琐，使得产品的质量低下，因此既能耐高温又能感光的光敏性聚酰亚胺应运而生[1]。
光敏聚酰亚胺是既能感光又能耐热的高分子材料，在微电子领域中主要应用于光致抗蚀剂，和普通聚酰亚胺相比，可以很大程度上简化光刻工艺，且因为它具有良好的耐热性、力学性能、电学性能以及耐腐蚀性等特点，被广泛地应用于大规模的集成电路和绝缘隔层、表面钝化层及离子注入掩膜等[2]。
光敏聚酰亚胺按得到的光刻图形不同，可以分为负性和正性两大类别，本文主要系统的介绍了正性光敏聚酰亚胺和负性光敏聚酰亚胺的结构、性能、合成方法以及实际应用。
1 负性PSPI的探究
负性光敏聚酰亚胺是指其非曝光区胶膜溶解去掉，曝光区域发生交联反应，留下来成为光刻图像。根据合成的方法不同，将负性PSPI分为离子型、自增感型以及酯型三大类。
光刻胶产品的介绍
光刻胶产品的介绍
光刻胶产品主要适用于集成电路产业和平板显示器产业的光刻工艺，以得到精细线路。文章介绍了高世代平板显示器用光刻胶产品的性能，用途。
标签：光刻胶；性能；用途
前言
所谓光刻胶（photoresist），是一类利用光化学反应进行精细图形转移的化学品。应用于集成电路、平板显示器、光伏电池、LED等产业。文章主要讨论用于高世代平板显示器（FPD）产业的正性光刻胶。
光刻胶隶属于电子化学品，指为电子工业配套的精细化工材料。工信部指出，“十一五”期，我国必须大力发展电子材料产业，缩小电子材料与国外先进水平的差距，提高国内自主配套能力，为电子信息产业的发展提供有力支撑。
文章讨论的正性光刻胶，利用曝光、显影后，感光部分树脂的溶解度远大于非感光部分树脂的特性，通过光刻工艺（LITHOGRAPHY），得到所需的线路图形，是光刻工艺中使用的关键化学品。
高世代的面板工厂，需建设大面积无尘洁净空间，购置大型的自动化精密机械，投资高昂。为面板工厂配套的各类电子化学品，需满足面板工厂对大尺寸和精细线路方面的高要求，才能保证产品的正品率，以收回高昂投资。
1 光刻胶的介绍
光刻胶，在曝光区域发生化学反应，造成曝光和非曝光部分在碱液中溶解性产生明显的差异，经适当的溶剂处理后，溶去可溶性部分，得到所需图像。根据其化学反应机理，分负性胶和正性胶两类。经曝光、显影后，溶解度增加的是“正性胶”，溶解度减小的是“负性胶”。正性胶有良好的分辨率，但成本较高。
适用于高世代平板显示器产业的光刻胶，一般采用正性光刻胶，以得到良好的分辨率。FPD工厂所用的曝光光源，一般采用H-line/G-line/I-line的紫外混合光源，光源波长在300nm～450nm范围。为适应高世代平板显示器尺寸越来越大的趋势，多采用刮涂工艺（SLIT COATING）。
典型的高世代平板显示器产业所用的正性光刻胶，主要成分和作用是：（1）线性酚醛树脂为成膜树脂，通过涂布工艺在喷溅金属的玻璃基材表面形成树脂涂层，利用光刻工艺，在涂层上“印制”线路。（2）感光剂（photo-active compound，简称PAC）采用邻重氮萘醌（diazo-naphthoquinone，简称为DNQ）磺酸酯，利用PAC在感光和非感光部分不同的反应，得到所需的图形。（3）溶剂和添加剂，溶剂作用是得到均匀的稀释液体，以便涂布时有良好的流动性，形成表面均一平
水性涂料生产工艺流程图
现代精细化工生产工艺流程图解：
《现代精细化工生产工艺流程图解》是2014年化学工业出版社出版的图书，作者是李和平。
内容简介：
《现代精细化工生产工艺流程图解》以精细化工产品的生产工艺及流程为核心，详细介绍了精选的500余种精细化工产品的生产或合成原理、生产工艺流程及流程图。为了更好地理解这些流程，还介绍了产品的中英文名称、分子式或组成、性能指标、生产原料与用量、产品用途等。《现代精细化工生产工艺流程图解》内容涵盖了精细化工产品的主要类别，包括表面活性剂、胶黏剂、涂料、香料与香精、化妆品、食品与饲料添加剂、洗涤剂、电子信息化学品、功能高分子与智能材料、精细化工合成功能与助剂、油田化学品、纺织染整助剂、水处理化学品、皮革化学品、造纸化学品、精细纳米材料、有机染料与颜料、无机精细化学品、气雾剂与喷雾剂、油墨、农用精细化工产品等。
《现代精细化工生产工艺流程图解》所选的精细化工产品均为各领域的重要产品或有发展前途的新产品，所述的工艺流程均来自工业实践，具有较强的实用性，对从事精细化工产品开发、工艺设计、生产管理和产品应用的人员有很大参考价值；也可作为大专院校化学工程与工艺、精细化工、应用化学、石油化工、制药工程、高分子材料科学与工程等专业的教学与科研参考书。
目录： 第1章精细化工概述
1.1精细化工的定义与范畴
1.1.1精细化工的定义
1.1.2精细化工的形成
1.1.3精细化工的范畴
1.2精细化工生产特点与经济效益评价
1.2.1精细化工产品的生产特点
1.2.2精细化工产品的商业特点
1.2.3精细化工产品的经济效益评价
1.3精细化工与高新技术的关系
1.3.1精细化工与微电子和信息技术
1.3.2精细化工与空间技术
1.3.3精细化工与纳米科学技术
1.3.4精细化工与生物技术
1.3.5精细化工与新能源技术
1.4精细化工产品的研制与开发
1.4.1基础与前期工作
1.4.2精细化工产品的研究与开发
成膜树脂对重氮萘醌体系正性光致抗蚀材料性能的影响_薛永薰
应用与发展
成膜树脂对重氮萘醌体系正性光致
抗蚀材料性能的影响
薛永薰3 邬 兰 王 鹏
(天津天龙科技公司,天津300163)
关键词 感光材料,成膜树脂,重氮萘醌体系,抗蚀材料
多数的重氮萘醌体系正性光致抗蚀材料(以下简称抗蚀材料)都是用线性酚醛树脂
作为成膜组分,用重氮萘醌的酯化产物作为感光性组分的光分解型感光材料.这种材料
以其高反差的成像性能广泛地应用于电子、印刷及精密加工等各个领域中.常用的光致
抗蚀剂及平版印刷的PS版材大多用的是这种材料.
也像其他的各种银盐体系或非银盐体系的感光材料一样,抗蚀材料的各种成像性能
或物理性能之间同样存在着相互影响、相互制约的关系.例如:为了提高感光度,可以使
用提高树脂在显影液中溶解速度的添加剂,但是曝光区域和未曝光区域的溶解速度同时
得以提高,结果是反差系数和分辨力的下降[1].又如,使用分子量较高的线性酚醛树脂可
以有效地提高材料的耐热性能,但伴随的结果是感光度的降低.当然,权衡各方面因素的
影响,也能得到各种性能都兼顾的满意结果.成膜树脂和重氮萘醌酯化物的性能同样重
要地决定着感光材料的性能,但至今正性感光材料一直没能脱离重氮萘醌的体系,只是
在酯化载体的变化上进行了不少的研究.而成膜树脂的组成与结构变化万千,可以多方
面地影响材料的性能,世界上许多研究机构和企业都投入了很大的力量进行研究与开发
工作,以改善材料的成像性能及应用过程中的机械强度和其它多种适性.例如赫司特公
司采用了含有卤素的酚醛树脂,提高图像区域的抗显影液性能和抗溶剂性能,在显影液
中膜层5分钟不被攻击,图像区域膜层的损失大大减少[2].富士公司调整邻苯二酚和对
苯二酚的不同比例代替习惯上常用烷基取代酚制备的酚醛树脂成膜性能良好,又可以适
应于弱碱性显影液,改善了图像的质量[3].小西六公司采用带有羧基的酚与醛或酮进行
缩聚制备的树脂作为成膜组分,可以提高感光度,又不损失其在显影方面和耐受化学品
方面的宽容度[4].IBM公司为了提高图像的质量,则是采用了降低酚醛树脂在显影液中
一种新型分子玻璃光致抗蚀剂材料及其应用
第３Ｏ卷第７期 ２０１３年７月 吉 林 化 工 学 院 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＬＩＮ ＩＮＳＴⅡｔＵＴＥ ０Ｆ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．３Ｏ Ｎｏ．７ Ｊｕ１． ２０ｌ３
文章编号：１００７．２８５３（２０１３）０７－００１１－０４
一种新型分子玻璃光致抗蚀剂材料及其应用
徐娜 ，宋金卓 ，赵飞 （１．吉林化工学院研究生处，吉林吉林１３２０２２；２．长春轨道客车装备责任有限公司锻造制品中心生产物资处，吉林 长春１３００５２） 摘要：分子玻璃体是在室温下为无定形态的低分子量材料．通过含大的脂环基团的一元羧酸和二乙烯 基醚的反应，得到了一种新颖的酯缩醛结构分子玻璃体．该化合物具有单分散性且是无定形的，可溶于 常用的溶剂，具有高的热稳定性．在室温或稍高温度下，该酯缩醛化合物可以被光产酸剂产生的强酸很 快分解，从而易溶于稀的碱溶液．初步测试了它们与光产酸剂组成正型光致抗蚀剂体系的成像性质，得 到了分辨率为０．５ Ｉ．ｚｍ的清晰的图像． 关键词：分子玻璃体；正型光致抗蚀剂；酯缩醛化合物；光产酸剂 中图分类号：ＴＱ ５７７ 文献标志码：Ａ
分子玻璃体是一种在室温下为无定形态的低 分子量有机材料．该类材料可以形成均匀透明的 无定形薄膜，显示各向同性，且在使用过程中不会 结晶．因此，引起研究新型光致抗蚀剂的科研人员 的广泛兴趣 ．传统的由聚合物组成的光致抗蚀 剂，由于其分量分布具有一定的宽度，而且存在分 子链纠缠，不能满足光致抗蚀剂体系对高分辨率 和高抗蚀剂感度的要求．而分子玻璃体具有确定 的分子量，其与许多光致抗蚀剂添加剂的分子量 接近，使其具有更好的相容性，因此，分子玻璃光 致抗蚀剂有利于减小图像线边缘粗糙度，提高图 像分辨率． 分子玻璃体抗蚀剂与聚合物抗蚀剂相比能有 效地降低线边缘粗糙度，改进成像质量．但分子玻 璃抗蚀剂中小分子之间作用力一般较小，膜层强度 低．性质上表现为玻璃化转变温度（ ）较低，成像 上可能导致图像坍塌现象．这方面负型的分子抗蚀 剂可能更好一些．因此，进行分子玻璃抗蚀剂研究 时，从分子设计上如何引入刚性基团以及极性基团 以提高抗蚀剂膜层强度是必须要考虑的问题． 实验介绍了一种由一元羧酸与二乙烯基醚反 应制得的酯缩醛化合物，该类化合物易被酸解，可 用于化学增幅型分子玻璃光致抗蚀剂．此外，利用 ２，１，４．重氮萘醌磺酸酯类化合物具有光解后产生 磺酸的特性 ，将其作为光产酸剂，并对两者的 性质及成像性能进行了初步的研究． １实验试剂和仪器