博碩士論文 88321041 詳細資訊




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姓名 吳美慧( Mei-Hui Wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 化學工程與材料工程學系
論文名稱 含光敏感單體之甲基丙烯酸酯系列正型光阻之製備
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摘要(中) 本研究係以傳統的DNQ系列中的5-NDSC為光敏感基團,和甲基丙烯酸酯系列的單體進行共聚合,以製備具有良好物性且可應用於I-line(365nm)光源的正型光阻(Photo resist)。
首先將光敏感物質(5-NDSC)分別與甲基丙烯酸(MAA)單體和甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-HEMA)單體,在鹼性環境下進行酯化(Esterification)反應,並藉由繁複的純化步驟將產物純化,以合成光敏感單體(Photo active compound, PAC)PAC(A)(1,2-Naphthoquinone-2-diazido-5-sulfonyl methacrylic ester)和PAC(B)(2-ethoxyl(1,2-Naphthoquinone-2-diazido-5-sulfonyl) methacrylic ester)。而研究所得的產物藉由核磁共振光譜分析儀(NMR)、霍式轉換紅外線光譜分析儀(FTIR)和熱重分析儀(TGA),分析證明產物個別的結構與其物性確為預期目標。
另外,利用微量注入法(Micro-injection)同時導入偶氮異二丁月青(AIBN)和正十二硫醇(12-thiol),和甲基丙烯酸(MAA)單體、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-HEMA)單體與甲基丙烯酸(3,3,5-三甲基)環己酯(TMCHMA)單體進行共聚合成為Binder(1)----THM樹脂基材,同於上述,只是將甲基丙烯酸(3,3,5-三甲基)環己酯單體置換成AdMA單體以進行共聚合成為Binder(2)----AHM樹脂基材。接著則將產物進行熱重分析儀(TGA),以便分析證明其物性確為預期目標。
最後則個別將兩種不同的PAC分別和兩種不同的樹脂基材,在偶氮異二丁月青(AIBN)的起始下進行共聚合,因而得到四種不同結構的光阻(Photo resist)材料,而且產物轉化率極高。接著將實驗所得的產物進行波長365nm的I-line光源微影製程(Lithography)測試,並用光學顯微鏡觀察圖像(Pattern)型態,以確定其展現出正型光阻的特性。並將產物進行熱重分析儀(TGA)和掃瞄式電子顯微鏡(SEM)等儀器分析,結果顯示產物的物性、熱性質確實相當良好,而且微影結構的圖像尚可,證實本研究所製備的正型光阻材料確可應用於I-line光源的微影製程。
由於本研究所採用的單體除了光敏感物質(5-NDSC)之外,其餘單體皆為甲基丙烯酸酯系列的結構,因此可以提供整個系統較佳的物理特性,而且系統中並無苯環結構的基團出現,因此可以降低傳統的DNQ/Novolak系統正型光阻在波長248nm地方會有強烈吸收的問題,所以實驗所得的產物除了可以應用於I-line光源之外,也可以應用於KrF(248nm)的光源系統。
[ 論文目次 ]
關鍵字(中) ★ 感光性高分子
★ 光阻
關鍵字(英)
論文目次 目 錄
目錄--------------------------------------------------------------------------------Ⅰ
圖索引-----------------------------------------------------------------------------Ⅳ
表索引-----------------------------------------------------------------------------Ⅷ
第一章 緒論--------------------------------------------------------------------1
第二章 實驗部分--------------------------------------------------------------25
2-1. 實驗藥品-------------------------------------------------------------25
2-2. 實驗儀器-------------------------------------------------------------27
2-3. 敏感單體的合成-------------------------------------------------28
2-3-1. PAC(A)的合成-----------------------------------------------------28
2-3-2. PAC(B)的合成----------------------------------------------------28
2-4. 光敏感單體的純化---------------------------------------------------28
2-4-1. PAC(A)的純化----------------------------------------------------29
2-4-2. PAC(B)的純化----------------------------------------------------29
2-5. AdMA單體的合成-------------------------------------------------29
2-6. AdMA單體的純化--------------------------------------------------30
2-7. 樹脂基材(Binder)的聚合---------------------------------------30
2-7-1. Binder(1)----THM樹脂的聚合--------------------------------30
2-7-2. Binder(2)----AHM樹脂的聚合---------------------------------31
2-8. 光阻高分子的聚合---------------------------------------------------31
2-8-1. PR(A1)的聚合---------------------------------------------------31
2-8-2. PR(A2)的聚合----------------------------------------------------31
2-8-3. PR(B1)的聚合----------------------------------------------------31
2-8-4. PR(B2)的聚合----------------------------------------------------32
2-9. 微影製程的測試------------------------------------------------------33
2-9-1. 清潔晶圓(Clean)-------------------------------------------------33
2-9-2. 旋轉塗佈(Spin coating)----------------------------------------33
2-9-3. 軟烤(Soft-bake)--------------------------------------------------33
2-9-4. 曝光(Exposure)--------------------------------------------------33
2-9-5. 顯影(Development)---------------------------------------------33
2-10. 物性測試---------------------------------------------------------------35
2-10-1. 核磁共振光譜測定(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR)------------------------------------------------------------------35
2-10-2. 熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer, TGA)測試熱裂解點-----------------------------------------------------------------------35
2-10-3. 霍氏轉換紅外光譜儀測定(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, FTIR)材料結構-------------------------------------35
2-10-4. 掃描式電子顯微鏡分析(Scanning Electron Microscopy, SEM)表面型態------------------------------------------------------36
第三章 結果討論--------------------------------------------------------------37
3-1. 光敏感單體的合成條件探討--------------------------------------37
3-1-1. PAC(A)的合成條件探討--------------------------------------37
3-1-2. PAC(B)的合成條件探討---------------------------------------45
3-1-3. 兩種不同光敏感單體的性質比較--------------------------------53
3-2. AdMA單體的合成條件探討------------------------------------55
3-3. 樹脂基材(Binder)的聚合條件探討-------------------------60
3-3-1. Binder(1)----THM樹脂的聚合條件探討---------------------60
3-3-2. Binder(2)----AHM樹脂的聚合條件探討---------------------65
3-3-3. 兩種不同樹脂基材的性質比較-----------------------------------70
3-4. 光阻聚合的探討----------------------------------------------------72
3-4-1. PR(A1)的聚合條件探討---------------------------------------72
3-4-2. PR(A2)的聚合條件探討--------------------------------------81
3-4-3. PR(B1)的聚合條件探討-------------------------------------90
3-4-4. PR(B2)的聚合條件探討-------------------------------------99
3-4-5. 四種不同配方的光阻性質比較-------------------------------107
第四章 結論-----------------------------------------------------------------114
第五章 參考文獻------------------------------------------------------------116
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指導教授 陳暉(Hui Chen) 審核日期 2001-7-13
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