化學增幅型光刻膠成膜樹脂的合成及性能研究
發(fā)布時間:2021-05-23 03:46
芯片行業(yè)涉及到國民經濟、國家安全的方方面面,屬于戰(zhàn)略性行業(yè),2018年我國的芯片進口額更是高達3120多億美元,遠超石油。中興事件、日韓貿易戰(zhàn)也再一次凸顯了芯片行業(yè)作為國家支柱性產業(yè)的重要性。芯片主要是通過光刻、摻雜、刻蝕、封裝、測試等工序制作完成,光刻是通過曝光顯影等光刻工藝實現(xiàn)襯底的圖案化,而光刻膠是光刻工藝中的關鍵材料。光刻膠作為戰(zhàn)略材料,基本被國外企業(yè)壟斷,極大限制了我國芯片行業(yè)的發(fā)展。成膜樹脂作為光刻膠的骨架組分,直接決定光刻膠的性能。本論文設計合成系列不同結構的光刻膠成膜樹脂,系統(tǒng)研究了成膜樹脂結構及合成工藝對光刻膠性能的影響。具體研究內容如下:(1)線性聚合物的合成及在光刻膠中的應用以丙烯酸叔丁酯(TBA)、甲基丙烯酸柏木醇酯(CA)、苯乙烯(St)和對乙酰氧基苯乙烯(ASM)為共聚單體,通過沉淀聚合合成了四元無規(guī)共聚物P(TBA-co-CA-co-St co-ASM)),簡稱PTCSA,PTCSA中的乙酰氧基經甲醇鈉催化水解,得到最終產物PTCSH。利用紅外、核磁等表征了聚合物的結構,探究了單體配比、體系固含和引發(fā)劑用量對聚合物玻璃化轉變溫度(Tg...
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 光刻技術
1.2 傳統(tǒng)光刻膠
1.2.1 聚乙烯醇肉桂酸酯
1.2.2 環(huán)化橡膠-雙疊氮體系
1.2.3 酚醛樹脂-DNQ體系
1.3 化學增幅型光刻膠
1.3.1 成膜樹脂
1.3.2 光產酸劑
1.3.3 溶解抑制劑
1.3.4 其他組分
1.4 國內外行業(yè)發(fā)展情況
1.5 研究思路及主要研究內容
1.5.1 研究思路
1.5.2 主要研究內容
第二章 線性聚合物的合成及在光刻膠中的應用
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗原料
2.2.2 實驗儀器和設備
2.2.3 實驗步驟
2.2.4 分析與測試方法
2.3 結果與討論
2.3.1 乙酰氧基水解行為研究
2.3.2 聚合物結構表征
2.3.3 AIBN用量對聚合物分子量的影響
2.3.4 固含對聚合物分子量的影響
2.3.5 CA對聚合物的影響
2.3.6 紫外分析
2.3.7 脫保護反應研究
2.3.8 聚合物對光刻膠性能的影響
2.3.9 PAG對光刻膠性能的影響
2.3.10 溫度對光刻膠性能的影響
2.3.11 工藝條件對光刻膠相貌的影響
2.4 本章小結
第三章 星形聚合物的制備及光刻性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗儀器和設備
3.2.3 實驗步驟
3.2.4 分析測試方法
3.3 結果與討論
3.3.1 CTA的結構表征
3.3.2 共聚物PAT的表征測試
3.3.3 共聚物PHT的表征測試
3.3.4 光刻膠性能測試
3.4 本章小結
第四章 光產酸聚合物的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗原料
4.2.2 實驗儀器和設備
4.2.3 非離子型光產酸聚合物的合成
4.2.4 離子型光產酸聚合物PATT和 PHTT的合成
4.2.5 光刻膠的制備
4.2.6 性能測試及表征
4.3 結果與討論
4.3.1 非離子型光產酸單體SSPI的表征測試
4.3.2 光產酸聚合物的表征測試
4.3.3 水解行為研究
4.3.4 離子交換樹脂對聚合物的影響
4.3.5 光刻膠性能測試
4.3.6 光產酸聚合物結構單元優(yōu)化和光刻性能測試
4.4 本章小結
第五章 單組份分子玻璃光刻膠材料的性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 實驗原料和儀器設備
5.2.2 實驗步驟
5.2.3 測試表征
5.3 結果與討論
5.3.1 TPPA-t-BOC的結構表征與性能測試
5.3.2 TPPA-t-BOC-PAG的表征
5.3.3 光刻膠測試
5.4 本章小結
第六章 結論與展望
6.1 結論
6.2 展望及不足之處
主要創(chuàng)新點
致謝
參考文獻
附錄一 :攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及專利
附錄二 :攻讀博士學位期間參加的科研項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉共聚物的制備及其流變性能[J]. 鄧康為,陳龍,潘丹,孫俊芬,秦宗益. 功能高分子學報. 2017(01)
[2]應用于22nm及以下節(jié)點的極紫外光刻膠研究進展[J]. 鹿國慶,吳義恒,李伶俐,盧啟鵬. 科學技術與工程. 2016(11)
[3]中間體對乙烯基苯磺酰氯的合成研究[J]. 馮鋒,劉育堅,湯令,劉智敏,許志剛. 化學世界. 2015(09)
[4]微電子光致抗蝕劑的發(fā)展及應用[J]. 魏瑋,劉敬成,李虎,穆啟道,劉曉亞. 化學進展. 2014(11)
[5]一種苯磺酸酯類光致產酸劑的合成與性能研究[J]. 王筠,楊歡歡,李全良,謝建平. 應用化工. 2014(10)
[6]A-失碳雄甾-3-羰基-16β-甲酸甲酯的合成[J]. 蘇策,朱祥宇,張凱明. 精細化工. 2013(08)
[7]分子玻璃光致抗蝕劑研究進展[J]. 徐娜,劉玉芹,王金玲,胡勇,孟磊. 吉林化工學院學報. 2012(09)
[8]I-Line光刻膠材料的研究進展[J]. 鄭金紅. 影像科學與光化學. 2012(02)
[9]先進光刻膠材料的研究進展[J]. 許箭,陳力,田凱軍,胡睿,李沙瑜,王雙青,楊國強. 影像科學與光化學. 2011(06)
[10]193nm光致抗蝕劑用新型阻溶劑的合成及性能研究[J]. 王文君,王力元. 黑龍江大學自然科學學報. 2009(02)
碩士論文
[1]雙(三氯甲基)三嗪類光產酸劑的設計合成與性能研究[D]. 李金亮.中南大學 2009
本文編號:3202223
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 光刻技術
1.2 傳統(tǒng)光刻膠
1.2.1 聚乙烯醇肉桂酸酯
1.2.2 環(huán)化橡膠-雙疊氮體系
1.2.3 酚醛樹脂-DNQ體系
1.3 化學增幅型光刻膠
1.3.1 成膜樹脂
1.3.2 光產酸劑
1.3.3 溶解抑制劑
1.3.4 其他組分
1.4 國內外行業(yè)發(fā)展情況
1.5 研究思路及主要研究內容
1.5.1 研究思路
1.5.2 主要研究內容
第二章 線性聚合物的合成及在光刻膠中的應用
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗原料
2.2.2 實驗儀器和設備
2.2.3 實驗步驟
2.2.4 分析與測試方法
2.3 結果與討論
2.3.1 乙酰氧基水解行為研究
2.3.2 聚合物結構表征
2.3.3 AIBN用量對聚合物分子量的影響
2.3.4 固含對聚合物分子量的影響
2.3.5 CA對聚合物的影響
2.3.6 紫外分析
2.3.7 脫保護反應研究
2.3.8 聚合物對光刻膠性能的影響
2.3.9 PAG對光刻膠性能的影響
2.3.10 溫度對光刻膠性能的影響
2.3.11 工藝條件對光刻膠相貌的影響
2.4 本章小結
第三章 星形聚合物的制備及光刻性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗儀器和設備
3.2.3 實驗步驟
3.2.4 分析測試方法
3.3 結果與討論
3.3.1 CTA的結構表征
3.3.2 共聚物PAT的表征測試
3.3.3 共聚物PHT的表征測試
3.3.4 光刻膠性能測試
3.4 本章小結
第四章 光產酸聚合物的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗原料
4.2.2 實驗儀器和設備
4.2.3 非離子型光產酸聚合物的合成
4.2.4 離子型光產酸聚合物PATT和 PHTT的合成
4.2.5 光刻膠的制備
4.2.6 性能測試及表征
4.3 結果與討論
4.3.1 非離子型光產酸單體SSPI的表征測試
4.3.2 光產酸聚合物的表征測試
4.3.3 水解行為研究
4.3.4 離子交換樹脂對聚合物的影響
4.3.5 光刻膠性能測試
4.3.6 光產酸聚合物結構單元優(yōu)化和光刻性能測試
4.4 本章小結
第五章 單組份分子玻璃光刻膠材料的性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 實驗原料和儀器設備
5.2.2 實驗步驟
5.2.3 測試表征
5.3 結果與討論
5.3.1 TPPA-t-BOC的結構表征與性能測試
5.3.2 TPPA-t-BOC-PAG的表征
5.3.3 光刻膠測試
5.4 本章小結
第六章 結論與展望
6.1 結論
6.2 展望及不足之處
主要創(chuàng)新點
致謝
參考文獻
附錄一 :攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及專利
附錄二 :攻讀博士學位期間參加的科研項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉共聚物的制備及其流變性能[J]. 鄧康為,陳龍,潘丹,孫俊芬,秦宗益. 功能高分子學報. 2017(01)
[2]應用于22nm及以下節(jié)點的極紫外光刻膠研究進展[J]. 鹿國慶,吳義恒,李伶俐,盧啟鵬. 科學技術與工程. 2016(11)
[3]中間體對乙烯基苯磺酰氯的合成研究[J]. 馮鋒,劉育堅,湯令,劉智敏,許志剛. 化學世界. 2015(09)
[4]微電子光致抗蝕劑的發(fā)展及應用[J]. 魏瑋,劉敬成,李虎,穆啟道,劉曉亞. 化學進展. 2014(11)
[5]一種苯磺酸酯類光致產酸劑的合成與性能研究[J]. 王筠,楊歡歡,李全良,謝建平. 應用化工. 2014(10)
[6]A-失碳雄甾-3-羰基-16β-甲酸甲酯的合成[J]. 蘇策,朱祥宇,張凱明. 精細化工. 2013(08)
[7]分子玻璃光致抗蝕劑研究進展[J]. 徐娜,劉玉芹,王金玲,胡勇,孟磊. 吉林化工學院學報. 2012(09)
[8]I-Line光刻膠材料的研究進展[J]. 鄭金紅. 影像科學與光化學. 2012(02)
[9]先進光刻膠材料的研究進展[J]. 許箭,陳力,田凱軍,胡睿,李沙瑜,王雙青,楊國強. 影像科學與光化學. 2011(06)
[10]193nm光致抗蝕劑用新型阻溶劑的合成及性能研究[J]. 王文君,王力元. 黑龍江大學自然科學學報. 2009(02)
碩士論文
[1]雙(三氯甲基)三嗪類光產酸劑的設計合成與性能研究[D]. 李金亮.中南大學 2009
本文編號:3202223
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