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1、------------------------------------------------------------------------------------------------聚硅烷用作紫外亚微米光刻胶2002年4月第39卷第2期四川大学学报(自然科学版)JournalofSichuanUniversity(NaturalScienceEdition)Apr.2002Vol.39 No.2文章编号:049026756(2002)0220299205苏志珊,马 洪,曾红梅,彭志坚,3,(四川大学化学系,
2、)摘要:,,在玻璃基片上的XeCl,作者将含氯聚μm的明暗线条等,获得最小分辨率为0.5宽图形,,将其配方性能优化进行了有益的尝试.对多种影响图形转移质量的因素进行了一些定性的讨论.关键词:聚硅烷;光刻胶;O22RIE处理中图分类号:O438文献标识码:A聚硅烷是一类主链全部由硅原子组成的聚合物,它作为光刻胶在微细加工中的应用主要基于以下的性质[1]:(1)具有较强的紫外吸收带,且紫外吸收不仅受分子量的影响,而且也受硅链的组成及取代基的结构、体积的显著的影响,因此通过改变分子量、硅链结构、单体结构、共聚比等因素在较大
3、范围内获得不同波长的紫外吸收;(2)有较好的成膜性,但与普通的有机高聚物相溶性不好;(3)硅含量高,在氧等离子体中耐刻蚀;(4)不仅对光,而且对不同类型的离子辐射(γ射线、X射线、e电子束等)敏感,在曝光剂量为几十、几百毫焦每平方厘米就可到得——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------亚微米线宽的
4、图形[2];(5)曝光前后因聚硅烷溶解性差异较大而实现显影[3];(6)有较高耐热性,可在200℃下长期使用.聚硅烷的这些性质都很适用于多层、多种微细光刻.早在20世纪80年代初,就有人提出聚硅烷可用作微细光刻中的光刻胶[4],长期以来,国内外科研工作者都投入了大量的精力,也取得了一些成绩.R.D.Miller等人以聚硅烷为光刻胶在近紫外(350～400nm)和中紫外(300～350nm)区都得到了高分辨率的图形[1].研究发现,聚硅烷既可用作正性胶[1]也可用作负性光刻胶[5].同时,由于聚硅烷有着高的硅含量,当已
5、曝光部分被有效清除后再进行O22RIE处理,就可将网络聚硅烷图形转变成SiO2蚀刻掩模[5].聚硅烷不仅可用于紫外光致抗蚀剂[6],也可用作X射线全干法显影过程的成像层和耐蚀层,同时,在固态真空条件下对聚硅烷进行γ射线曝光的研究中也发现,聚硅烷对γ射线也有敏感性[7].因此聚硅烷是一类对许多种辐照源都适用的光敏剂,它作为光刻胶在微细加工中的应用将日益受到人们的重视.在我们以前的研究中,傅鹤鉴、谭建等人采用自制的聚硅烷作为抗蚀剂,以308nmXeCl准分子激光进μm的亚微米图形,进一步证实了聚硅烷可用作紫外亚行光刻实验
6、,最终得到了刻蚀掉部分线宽0.53～0.86微米光刻胶[8].在前人工作的基础上,我们用枝状聚硅烷及线性聚硅烷作为光刻胶,分别用醇酸树脂及聚氨酯树脂作为平坦层和抗反射层,以——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------308nmXeCl准分子激光作为曝光光源,通过1∶1接近式曝光后进行O22RIE处
7、理,实现了亚微米图形的转移.同时基于我们在聚硅烷溶液光降解的实验中发现含有少量氯元素的聚硅烷对光降解有一定的促进作用,我们将其添加在枝状聚硅烷膜中进行光刻实验,得到了改善的亚微米图形.收稿日期:2000202205基金项目:国家自科科学基金(59873015)3通讯联系人300四川大学学报(自然科学版)第39卷1 实验部分1.1 试剂及仪器试剂 异丙醇:分析纯,重庆化学试总厂生产;环己烷:分析纯,天津市化学试剂厂生产,取79.0～79.5℃镏分;聚氨酯树脂:重庆三峡油漆厂生产;醇酸树脂:;聚硅烷:由Wurtz合成法合
8、成,含氯聚硅烷由含氢聚硅烷在Pt.在光刻实验中所使用的几种聚硅烷如附表.仪器 激光能量由LPE21A激光功率/,XeCl准分子激光器;样片照相由OlympusBH22相差显微镜完成();SW2CJ296四头高速超净均胶台完成;O22.1.2 实验操作,以旋转涂布方式分别涂上两种不同的树脂,加热固化后用2.5×10-3mol/L或2.5×10-2
