親疏水性光阻製備

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Title:	親疏水性光阻製備
Authors:	易俊傑;Chun-Chieh Yi
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	生物晶片;微積電;親水性;光阻;MEMS;hydrophoilic;biochip;photoresist
Date:	2003-06-26
Issue Date:	2009-09-21 12:22:12 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	本研究製備不同親疏水性之正負型光阻，探討其表面親疏水特性。藉由合成感光活性物質(PAC)與壓克力樹脂製備正型光阻，而負型光阻藉由光起始劑、交聯劑、壓克力樹脂及不同極性單體組成之，經由接觸角的測量瞭解光阻表面親疏水特性，此外，利用溶膠-凝膠法(sol-gel process)製備親疏水性矽膠材料，經旋轉塗佈方式塗佈於負型光阻表面，並探討其表面經由不同酸鹼值水溶液改質後表面特性變化。壓克力樹脂製備利用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲苯酯等單體以不同重量比例進行共聚合以獲得不同親疏水性樹脂，並添加不同比例感光活性物質組成正型光阻材料，分別可獲得水的接觸角度在54-56、63-65、66-71範圍的光阻，經微影程序可獲得解析度達2微米之圖案，並符合目前半導體所使用的四甲基氨鹽(TMAH)2.38wt%之顯影液規格。負型光阻製備以甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯及甲基丙烯酸甲苯酯等單體共聚合之樹脂，添加光起始劑、交聯劑及不同比例的單體甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-3-三甲氧基矽烷丙酯(MPS)，分別可獲得水的接觸角度在72-58範圍之光阻表面，藉由溶劑丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)顯影可獲得3微米線寬解析度與膜厚30微米之微結構圖形。矽溶膠塗佈材料製備，以四乙氧基矽烷、水、乙醇在酸性環境下進行水解縮合反應，獲得外觀透明的親水性溶膠，經由6000rpm塗佈條件，可在微結構上附著均勻的二氧化矽薄膜，經由pH等於4水溶液改質可大幅降低表面接觸角至30度角以下，比經由pH等於8水溶液改質的效果好。此外，四乙氧基矽烷、水、乙醇莫耳比1:5:4條件製備之溶膠，塗佈於玻璃與矽晶圓經改質程序可獲得接觸角低於10度角之親水性表面。另外藉由二甲基二乙氧基矽烷(KBE-22)與四乙氧基矽烷不同混合比例或是甲基三乙氧基矽烷(KBM-13)與四乙氧基矽烷不同混合比例，在添加水、乙醇莫耳比5:4條件之pH等於2系統下進行水解縮合反應，獲得外觀透明的疏水性溶膠，經塗佈於光阻與改質程序可獲得表面接觸角40-90度角之範圍。除此之外，藉由光電子能譜表面化學分析(ESCA)結果顯示，表面親水性愈佳，其C/Si比值愈小，而O/Si比值愈大。因此，利用溶膠塗佈方式是一快速且有效獲得親疏水表面特性的方法，對於表面特性需求的微機電系統之研究，提供了創新的製造流程。
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