光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010266692.6

申请日:

2010.08.30

公开号:

CN101957559A

公开日:

2011.01.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G03F 7/027申请公布日:20110126|||实质审查的生效IPC(主分类):G03F 7/027申请日:20100830|||公开

IPC分类号:

G03F7/027; C07D311/18; G03F7/00; H01L21/027

主分类号:

G03F7/027

申请人:

上海交通大学; 日立化成工业株式会社

发明人:

林宏; 万霞; 姜学松; 王庆康; 印杰; 锻治诚

地址:

200240 上海市闵行区东川路800号

优先权:

专利代理机构:

上海交达专利事务所 31201

代理人:

王锡麟;王桂忠

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内容摘要

一种半导体制造技术领域的光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法,其光刻胶的组分及质量百分比含量为:光可逆交联剂5~50%、光聚合性化合物5~80%以及为光聚合引发剂或光产酸剂0.1%~15%,其中光可逆交联剂的结构式为:本发明制备得到光刻胶的黏度低,便于旋涂涂覆与压印工艺操作,光可逆且抗刻蚀好。

权利要求书

1: 一种制备光刻胶的交联剂, 其特征在于, 其分子结构式为 : 其中 : R1、 R2、 R3 和 R4 分别为氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基, n 是 1-10 的整数。
2: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 R1 为氢、 C1-C6 烷基、 C1-C6 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C6 烯基、 C2-C6 炔基或 C3-C6 环烷基。
3: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 R2 为氢、 C1-C6 烷基、 C1-C6 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C6 烯基、 C2-C6 炔基或 C3-C6 环烷基。
4: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 R3 为氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基。
5: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 R4 为氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基。
6: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 n 为 1-8 的整数。
7: 根据权利要求 1 至 6 中任一所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的 R1、 R2、 R3 和 R4 分别为氢或甲基, n 为 2 或 3。
8: 根据权利要求 1 所述的制备光刻胶的交联剂, 其特征是, 所述的制备光刻胶的交联 剂, 其分子结构式为 :
9: 一种根据上述任一权利要求所述交联剂的制备方法, 其特征在于, 包括如下步骤 : 第一步、 使香豆素化合物和卤代醇反应, 形成以下结构所示的香豆素衍生物 : 所述的香豆素化合物的结构式为 : 所述的卤代醇的结构式为 : 2 式中 : R1 选自氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔 基和 C3-C10 环烷基 ; X 是卤素 ; n 表示 1-10 的整数 ; 第二步、 使香豆素衍生物和卤代乙酰化合物反应, 制备得到交联剂 ; 所述的卤代乙酰化合物的结构式为 : 式中 : X 是卤素 ; R2、 R3 和 R4 各自独立地选自选自氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤 素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基和 C3-C10 环烷基。
10: 一种根据上述任一权利要求所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征在于, 其组分及质量百分比含量为 : 光可逆交联剂 5 ~ 50%、 光聚合性化合物 5 ~ 80%以及为光聚合引发剂或光产酸剂 0.1%~ 15%, 各组分的重量之和为 100%。
11: 一种根据上述任一权利要求所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征在于, 所述的光可逆的纳米压印光刻胶, 其组分及质量百分比含量为 : 光可逆交联剂 15 ~ 40%、 光聚合性化合物 15 ~ 60%以及光聚合引发剂或光产酸剂 0.5 ~ 5%, 各组分的 重量之和为 100%。
12: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其 特征是, 所述的光可逆交联剂为丙烯酸 2-[(4- 甲基香豆素基 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯、 丙烯 酸 2-[(2- 氧代 -2H-1- 苯并吡喃 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯或甲基丙烯酸 2-[(4- 甲基香豆素 基 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯。
13: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征 是, 所述的光聚合性化合物是指 : 具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物。
14: 根据权利要求 13 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物包括 : 丙烯酸酯化合物、 甲基丙烯酸酯 化合物、 环氧化合物、 氧杂环丁烷化合物、 乙烯基醚化合物或苯乙烯化合物中的一种或其组 合。
15: 根据权利要求 14 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的环氧化合物包括 : 双酚 A 二缩水甘油醚、 双酚 F 二缩水甘油醚、 双酚 S 二缩水甘油醚、 溴化双酚 A 二缩水甘油醚、 溴化双酚 F 二缩水甘油醚、 溴化双酚 S 二缩水甘油醚、 氢化双酚 A 二缩水甘油醚、 氢化双酚 F 二缩水甘油醚、 氢化双酚 S 二缩水甘油醚、 1, 4- 丁二醇二缩水 甘油醚、 1, 6- 己二醇二缩水甘油醚、 甘油三缩水甘油醚、 三羟甲基丙烷三缩水甘油醚或聚乙 二醇二缩水甘油醚中的一种或其组合。
16: 根据权利要求 14 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的氧杂环丁烷化合物包括 : 3- 乙基 -3- 羟甲基氧杂环丁烷、 3-( 甲基 ) 烯丙氧基甲 3 基 -3- 乙基氧杂环丁烷、 (3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 甲基苯、 4- 氟 〔1-(3- 乙基 -3- 氧 杂环丁基甲氧基 ) 甲基〕 苯、 4- 甲氧基 -〔1-(3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 甲基〕 苯、 〔 1-(3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 乙基〕 苯基醚、 异丁氧基甲基 (3- 乙基 -3- 氧杂环丁基 甲基 ) 醚、 异冰片氧基乙基 (3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲基 ) 醚或异冰片基 (3- 乙基 -3- 氧 杂环丁基甲基 ) 醚中的一种或其组合。
17: 根据权利要求 14 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的乙烯基醚化合物包括 : 正丙基乙烯基醚、 正丁基乙烯基醚、 正己基乙烯基醚、 叔丁基 乙烯基醚、 叔氨基乙烯基醚、 环己基乙烯基醚、 芳基乙烯基醚、 十二烷基乙烯基醚、 乙二醇丁 基乙烯基醚、 乙基己基乙烯基醚、 异丁基乙烯基醚、 聚乙二醇甲基乙烯基醚、 三乙二醇甲基 乙烯基醚、 三乙二醇二乙烯基醚、 丁二醇二乙烯基醚、 环己烷二甲醇二乙烯基醚、 二乙二醇 二乙烯基醚、 己二醇二乙烯基醚、 四乙二醇二乙烯基醚、 1, 4- 丁二醇二乙烯基醚、 三环癸烷 二甲醇二乙烯基醚或三甲氧基丙烷三乙烯基醚中的一种或其组合。
18: 根据权利要求 14 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的苯乙烯化合物包括 : 苯乙烯、 对甲基苯乙烯、 对甲氧基苯乙烯、 β- 甲基苯乙烯、 对甲 基 -β- 甲基苯乙烯、 α- 甲基苯乙烯、 对甲氧基 -β- 甲基苯乙烯或对羟基苯乙烯中的一种 或其组合。
19: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特 征是, 所述的光聚合性化合物优选为具有至少一个聚合性基团的环状结构的光聚合性化合 物。
20: 根据权利要求 19 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的环状结构为脂肪族环或芳香族环。
21: 根据权利要求 20 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的脂肪族环包括 : 碳数 4 ~ 12 的环烷基和这些基团的氢原子被任意取代基取代而得的 基团 ; 所述的芳香族环包括 : 苯基、 萘基、 呋喃基、 吡咯基等和这些基团的氢原子被任意取 代基取代而得的基团。
22: 根据权利要求 19 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征是, 所述的聚合性基团为烯键式不饱和键 .
23: 根据权利要求 19 或 22 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征 是, 所述的聚合性基团为 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 乙烯基醚、 烯丙基醚或苯乙烯。
24: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特征 是, 所述的光聚合性化合物为具有二个以上的聚合性基团的环状结构的光聚合性化合物, 其位于光可逆的纳米压印光刻胶中的质量百分比为 15 ~ 40%。
25: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特 征是, 所述的光聚合引发剂包括 : 2, 2- 二甲氧基 -1, 2- 二苯基乙烷 -1- 酮、 1- 羟基 - 环己 基 - 苯基 - 酮、 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 - 丙烷 -1- 酮、 二苯酮、 1-[4-(2- 羟基乙氧基 )- 苯 基 -2- 羟 基 -2- 甲 基 -1- 丙 烷 -1- 酮、 2- 甲 基 -1-[4-( 甲 硫 基 ) 苯 基 -2- 吗 啉 代 - 丙 烷 -1- 酮、 2- 苄基 -2- 二甲基氨基 -1-(4- 吗啉代苯基 )- 丁酮 -1、 双 (2, 6- 二甲氧基苯甲酰 基 )-2, 4, 4- 三甲基 - 戊基氧化膦、 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 - 丙烷 -1- 酮、 双 (2, 4, 6- 三 甲基苯甲酰基 )- 苯基氧化膦、 双 (η5-2, 4- 环戊二烯 -1- 基 )- 双 (2, 6- 二氟 -3-(1H- 吡 4 咯 -1- 基 )- 苯基 ) 钛、 2-( 二甲基氨基 )-2-[(4- 甲基苯基 ) 甲基 ]-1-[4-(4- 吗啉基 ) 苯 基 -1- 丁酮。
26: 根据权利要求 10 或 11 所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其特 征是, 所述的光产酸剂包括 : 重氮盐、 碘盐、 溴盐、 氯盐、 硫盐、 硒盐、 吡喃盐、 噻喃盐、 吡啶盐、 卤化化合物、 磺酸的 2- 硝基苄酯 ; 亚氨基磺酸酯、 1- 氧代 -2- 重氮萘醌 -4- 磺酸酯衍生物、 N- 羟基亚氨基磺酸酯、 三 ( 甲磺酰氧基 ) 苯衍生物、 双磺酰基重氮甲烷类、 磺酰基羰基链烷 类、 磺酰基羰基重氮甲烷类或二砜化合物。
27: 一种根据权利要求 9 至 26 中任一所述光可逆的纳米压印光刻胶的制备方法, 其特 征在于, 通过将光可逆交联剂、 光引发剂和光聚合性化合物混合后制备得到光可逆的纳米 压印光刻胶。
28: 一种根据权利要求 9 至 26 中任一所述的光可逆的纳米压印光刻胶的应用方法, 其 特征在于, 通过将所述光刻胶溶解于无水氯仿中并稀释至质量浓度 5%后, 通过 0.2 微米的 过滤器对光刻胶溶液进行微滤后置于避光冷冻环境下保存或用于刻蚀半导体硅片。
29: 根据权利要求 28 所述的应用方法, 其特征是, 所述的光可逆的纳米压印光刻胶在 15 ~ 30℃下其单体及低聚物呈液态, 在 25℃下的粘度在 20mPa·s 以下的范围内。

说明书


光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法

    技术领域 本发明涉及的是一种微纳米加工技术领域的材质和方法, 具体是一种光可逆的纳 米压印光刻胶及其制备和应用方法。
     背景技术 纳米压印技术 (Nanoimprint Lithography, NIL) 由普林斯顿大学 (Princeton University) 的 Stephen Y.Chou 教授在 1995 年首先提出, 并在近年来得到了很多的关注和 发展。与其他光刻技术相比, 由于省去了光学光刻掩模板和光学成像设备的成本, 因此 NIL 具有低成本、 高分辨率、 高产能等优点。同时, 其制备高分辨率微 / 纳米尺度图形的特点, 使 其可应用的范围十分广泛, 包括电子、 生物和光子晶体等领域。
     目前, 纳米压印技术产业化最大的挑战是压印的可重复性和模板的利用率, 因为 在压印过程中, 传统压印的承载体模板是石英制作, 不仅成本昂贵, 同时极易破碎, 反复工 作后, 刻蚀胶容易粘在模板表面, 这些残留固化聚合物极易破坏结构的复制精密度。 所以避 免残留胶体粘在模板表面是非常有必要的。最近, 纳米压印技术的发展基本上集中在开发 新的软模板, 氟化模板表面技术, 或者直接在胶体中添加含氟表面活性剂自组装形成表面 单分子层 (SAM) 提高表面疏水性能, 以便提高模板的利用率, 减少工业化成本。但这些方法 存在的问题是进行模板表面处理时需要高温加热处理和高压, 同时表面氟化不是一劳永逸 的, 重复压印数几十次后, 不仅需要清洁表面残留固体, 同时需要在次氟化模板表面, 影响 大规模化的工艺要求。本发明旨在开发一种新型的光可逆的光刻胶, 利用光可逆的性质使 固化的聚合物降解重新溶解在有机溶剂中, 减少常规清洁模板表面的方法对模板的损害, 同时模板表面的残留固化光刻胶只需简便的处理过程即可清洗, 减少表面氟化工艺次数。
     经过对现有技术的检索发现, 目前针对具有可逆性质的光刻胶的方法比较少, 同 时绝大多数的可逆胶是热可逆, 需要高温处理分解固化光刻胶, 过程繁琐。 同时在热处理过 程中, 对模板表面修饰的含氟化合物有破坏作用, 以及热可逆的反应过程中可能产生酸性 或碱性的物质, 对石英模板微结构有破坏作用。 本发明针对上述缺点, 发明了一种光可逆的 交联剂, 并进一步的制备了光可逆的纳米压印胶。 利用光可逆的性质, 模板表面残留聚合物 在温和的条件下即可以分解溶解在溶剂中, 整个过程对模板含氟层基本没影响, 同时减少 了热处理的产物对模板的腐蚀作用, 提高了模板的利用率。
     发明内容
     本发明针对现有技术存在的上述不足, 提供一种光可逆的纳米压印光刻胶及其制 备和应用方法, 制备得到的光刻胶的光可逆的特性有效减少了常规清洁模板表面的方法对 模板的损害, 同时利用该光刻胶制备出了大面积高精度的纳米尺寸图形结构, 并且具有较 高的抗刻蚀性能。
     本发明是通过以下技术方案实现的 :
     本发明涉及一种制备光刻胶的交联剂, 其分子结构式为 :其中 : R1、 R2、 R3 和 R4 分别为氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基, n 是 1-10 的整数。
     所述的 R1 优选氢、 C1-C6 烷基、 C1-C6 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C6 烯基、 C2-C6 炔 基或 C3-C6 环烷基 ; 进一步优选氢或甲基。
     所述的 R2 优选氢、 C1-C6 烷基、 C1-C6 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C6 烯基、 C2-C6 炔 基或 C3-C6 环烷基 ; 进一步优选氢或甲基。
     所述的 R3 优选氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基 ; 进一步优选氢或甲基。
     所述的 R4 优选氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基或 C3-C10 环烷基 ; 进一步优选氢或甲基。
     所述的 n 优选 1-8 的整数 ; 进一步优选 2 或 3。
     所述的制备光刻胶的交联剂, 其分子结构式优选为 :
     本发明涉及上述交联剂的制备方法, 包括如下步骤 : 第一步、 使香豆素化合物和卤代醇反应, 形成以下结构所示的香豆素衍生物 :
     所述的香豆素化合物的结构式为 :
     所述的卤代醇的结构式为 :式中 : R1 选自氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基和 C3-C10 环烷基 ; X 是卤素 ; n 表示 1-10 的整数 ;
     第二步、 使香豆素衍生物和卤代乙酰化合物反应, 制备得到交联剂 ;
     所述的卤代乙酰化合物的结构式为 :
     式中 : X 是卤素 ; R2、 R3 和 R4 各自独立地选自选自氢原子、 C1-C10 烷基、 C1-C10 烷氧 基、 卤素、 氰基、 羟基、 C2-C10 烯基、 C2-C10 炔基和 C3-C10 环烷基。
     本发明的涉及上述交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶, 其组分及质量百 分比含量为 : 光可逆交联剂 5 ~ 50%、 光聚合性化合物 5 ~ 80%以及为光聚合引发剂或光 产酸剂 0.1%~ 15%, 各组分的重量之和为 100%。
     所述的光可逆交联剂优选丙烯酸 2-[(4- 甲基香豆素基 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯 (AHEMC)、 丙烯酸 2-[(2- 氧代 -2H-1- 苯并吡喃 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯 (AHEC) 或甲基丙烯酸 2-[(4- 甲基香豆素基 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯 (MAHEMC)。
     所述的光聚合性化合物是指 : 具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物包括 : 丙烯酸酯化合物、 甲基丙烯酸酯化合物、 环氧化合物、 氧杂环丁烷化合物、 乙烯基醚化合物 或苯乙烯化合物中的一种或其组合, 如: ( 甲基 ) 丙烯酸苯氧基二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸苯氧 基乙二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 2- 苯氧基乙酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸正丁酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸叔丁酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 甲氧基聚乙二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸山
     醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸苄酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 1- 金刚烷基酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸异冰 片酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸十三烷基酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸月桂醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸辛氧基聚乙 二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 2- 羟基 -3- 苯氧基丙酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸异硬脂醇酯、 ( 甲基 ) 丙 烯酸月桂醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸聚乙二醇酯、 乙氧基化双酚 A 二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 丙氧 基化双酚 A 二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸 1, 10- 癸二醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸环
     癸烷二甲醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸乙氧基化 -2- 甲基 1, 3- 丙二醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸二 乙二醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸 1, 4- 丁二醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸新戊二醇酯、 二 ( 甲基 ) 丙 烯酸 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5- 八氟 -1, 6- 己酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 2- 羟基 -3- 丙烯酰氧基丙酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸亚乙酯、 丙氧基化乙氧基化双酚 A 二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 二 ( 甲基 ) 丙烯酸 1, 6- 己二醇酯、 但不限定于此。它们可单独使用或 2 种以上组合使用。
     所述的环氧化合物包括 : 双酚 A 二缩水甘油醚、 双酚 F 二缩水甘油醚、 双酚 S 二缩 水甘油醚、 溴化双酚 A 二缩水甘油醚、 溴化双酚 F 二缩水甘油醚、 溴化双酚 S 二缩水甘油醚、 氢化双酚 A 二缩水甘油醚、 氢化双酚 F 二缩水甘油醚、 氢化双酚 S 二缩水甘油醚、 1, 4- 丁二 醇二缩水甘油醚、 1, 6- 己二醇二缩水甘油醚、 甘油三缩水甘油醚、 三羟甲基丙烷三缩水甘油 醚、 聚乙二醇二缩水甘油醚等, 但不限定于此。它们可单独使用或 2 种以上组合使用。
     所述的氧杂环丁烷化合物包括 : 3- 乙基 -3- 羟甲基氧杂环丁烷、 3-( 甲基 ) 烯丙氧 基甲基 -3- 乙基氧杂环丁烷、 (3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 甲基苯、 4- 氟 -〔1-(3- 乙 基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 甲基〕 苯、 4- 甲氧基 -〔1-(3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 甲 基〕 苯、 〔1-(3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲氧基 ) 乙基〕 苯基醚、 异丁氧基甲基 (3- 乙基 -3- 氧 杂环丁基甲基 ) 醚、 异冰片氧基乙基 (3- 乙基 -3- 氧杂环丁基甲基 ) 醚、 异冰片基 (3- 乙 基 -3- 氧杂环丁基甲基 ) 醚等, 但不限定于此。它们可单独使用或 2 种以上组合使用。
     所述的乙烯基醚化合物包括 : 正丙基乙烯基醚、 正丁基乙烯基醚、 正己基乙烯基 醚、 叔丁基乙烯基醚、 叔氨基乙烯基醚、 环己基乙烯基醚、 芳基乙烯基醚、 十二烷基乙烯基 醚、 乙二醇丁基乙烯基醚、 乙基己基乙烯基醚、 异丁基乙烯基醚、 聚乙二醇甲基乙烯基醚、 三 乙二醇甲基乙烯基醚、 三乙二醇二乙烯基醚、 丁二醇二乙烯基醚、 环己烷二甲醇二乙烯基 醚、 二乙二醇二乙烯基醚、 己二醇二乙烯基醚、 四乙二醇二乙烯基醚、 1, 4- 丁二醇二乙烯基 醚、 三环癸烷二甲醇二乙烯基醚、 三甲氧基丙烷三乙烯基醚等, 但不限定于此。它们可单独 使用或 2 种以上组合使用。
     所述的苯乙烯化合物包括 : 苯乙烯、 对甲基苯乙烯、 对甲氧基苯乙烯、 β- 甲基苯 乙烯、 对甲基 -β- 甲基苯乙烯、 α- 甲基苯乙烯、 对甲氧基 -β- 甲基苯乙烯、 对羟基苯乙烯 等, 但不限定于此。它们可单独使用或 2 种以上组合使用。
     所述的光聚合性化合物优选为具有至少一个聚合性基团的环状结构的光聚合性 化合物, 所述的环状结构为脂肪族环或芳香族环 ;
     所述的脂肪族环包括 : 碳数 4 ~ 12 的环烷基和这些基团的氢原子被任意取代基取 代而得的基团 ;
     所述的芳香族环包括 : 苯基、 萘基、 呋喃基、 吡咯基等和这些基团的氢原子被任意 取代基取代而得的基团。
     所述的聚合性基团优选烯键式不饱和键, 更优选 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 乙烯基醚、 烯 丙基醚或苯乙烯中的任一种, 从感光性树脂组合物的固化性的角度考虑, 更优选 ( 甲基 ) 丙 烯酸酯。在本发明的一个优选实例中, 选自甲基丙烯酸苄酯, 苯氧基乙二醇丙烯酸酯。
     所述的光聚合性化合物为具有二个以上的聚合性基团的环状结构的光聚合性化 合物, 其位于光可逆的纳米压印光刻胶中的质量百分比为 5 ~ 60 %, 进一步优选为 15 ~ 40%。
     所述的光聚合引发剂包括 : 2, 2- 二甲氧基 -1, 2- 二苯基乙烷 -1- 酮、 1- 羟基 - 环己基 - 苯基 - 酮、 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 - 丙烷 -1- 酮、 二苯酮、 1-[4-(2- 羟基乙氧基 )- 苯 基 ]-2- 羟基 -2- 甲基 -1- 丙烷 -1- 酮、 2- 甲基 -1-[4-( 甲硫基 ) 苯基 ]-2- 吗啉代 - 丙 烷 -1- 酮、 2- 苄基 -2- 二甲基氨基 -1-(4- 吗啉代苯基 )- 丁酮 -1、 双 (2, 6- 二甲氧基苯甲酰 基 )-2, 4, 4- 三甲基 - 戊基氧化膦、 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 - 丙烷 -1- 酮、 双 (2, 4, 6- 三 甲基苯甲酰基 )- 苯基氧化膦、 双 (η5-2, 4- 环戊二烯 -1- 基 )- 双 (2, 6- 二氟 -3-(1H- 吡 咯 -1- 基 )- 苯基 ) 钛、 2-( 二甲基氨基 )-2-[(4- 甲基苯基 ) 甲基 ]-1-[4-(4- 吗啉基 ) 苯 基 ]-1- 丁酮, 优选 2- 甲基 -1-[4-( 甲硫基 ) 苯基 ]-2- 吗啉代 - 丙烷 -1- 酮。
     所述的光产酸剂包括 : 重氮盐、 碘盐、 溴盐、 氯盐、 硫盐、 硒盐、 吡喃盐、 噻喃盐、 吡啶 盐等盐 ; 三 ( 三卤代甲基 )-s- 三嗪及其衍生物等卤化化合物 ; 磺酸的 2- 硝基苄酯 ; 亚氨基 磺酸酯 ; 1- 氧代 -2- 重氮萘醌 -4- 磺酸酯衍生物 ; N- 羟基亚氨基磺酸酯 ; 三 ( 甲磺酰氧基 ) 苯衍生物 ; 双磺酰基重氮甲烷类 ; 磺酰基羰基链烷类 ; 磺酰基羰基重氮甲烷类 ; 二砜化合物 等。
     本发明涉及上述光可逆的纳米压印光刻胶的制备方法, 通过将光可逆交联剂、 光 引发剂和光聚合性化合物混合后制备得到光可逆的纳米压印光刻胶。
     本发明涉及上述光可逆的纳米压印光刻胶的应用方法, 通过将所述光刻胶溶解于 无水氯仿中并稀释至质量浓度 5%后, 通过 0.2 微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤后置 于避光冷冻环境下保存或用于刻蚀半导体硅片。 所述的光可逆的纳米压印光刻胶在常温 (15 ~ 30℃ ) 下其单体及低聚物呈液态, 在 25℃下的粘度在 20mPa·s 以下的范围内, 较好是在 3 ~ 15mPa·s 的范围内, 更好是在 8 ~ 13mPa·s 的范围内。通过使其具有这样的粘度, 可赋予固化前的微细凹凸图案的形成 能力、 涂布性能及其它加工性能, 在固化后可赋予析像性、 残膜特性、 基板密合性或其它诸 多方面均良好的涂膜物性。感光性树脂组合物的粘度如果超过 20mPa·s, 则对凹凸图案的 随动性差, 需要更长的时间和更强的加压来将其填充至模具。
     本发明针对传统压印光刻胶难处理的技术问题, 设计并合成出一种具有光可逆性 质的交联剂, 进而制备得到适用于纳米压印的光刻胶。 与现有的光刻胶相比, 其技术效果包 括:
     1. 低黏度, 便于旋涂涂覆与压印工艺操作。
     2. 光可逆, 便于清洁模板表面, 提高模板的工作效率。
     3. 低压力, 充分减少因为高压对模板造成的损害。
     4. 低收缩, 保证固化过程中的最小变形量, 保证高的复型精度。
     5. 抗刻蚀好, 可以提高基材的刻蚀效率, 便于图形转移, 保证刻蚀精度。
     附图说明
     图 1 描述了本发明所述中间体 HEMC 的核磁共振谱。 图 2 描述了本发明所述交联剂 AHEMC 的核磁共振谱。 图 3 描述了压印与图形转移的工艺流程。 图 4 描述了 AHEMC- 光刻胶 -1 压印后的 SEM 图。 图 5 描述了图形转移至硅基底的 SEM 图。 图 6a 描述了光刻胶涂层经过 365nm 波段的紫外曝光后的紫外光谱。图 6b 描述了光刻胶涂层经过 254nm 波段的紫外曝光后的紫外光谱。具体实施方式
     下面对本发明的实施例作详细说明, 本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施, 给出了详细的实施方式和具体的操作过程, 但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
     实施例 1 光可逆交联剂丙烯酸 2-[(4- 甲基香豆素基 -7- 基 ) 氧基 ]- 乙酯 (AHEMC) 制备
     取 10.0g(56.7mmol)4- 甲基香豆素, 100mmol 2- 溴乙醇, 120mmol 碳酸钾于三口烧 瓶中, 量取 450ml 丙酮溶剂溶解。混合物在 60℃回流 3 小时, 抽滤。所得溶液旋转蒸发以蒸 干溶剂, 再在乙醇中重结晶, 得到中间体产物 HEMC, 得率 95%。
     取 2g HEMC, 2g 三乙醇胺 (TEA), 40ml 氯仿于三口烧瓶中。在冰水浴中逐滴滴 加 3g 丙烯酰胺 (AC), 搅拌反应 2 小时。继续在室温下搅拌反应 6 小时。停止反应, 静置 分层, 然后氯仿层分别水洗和稀硫酸洗三次, 接着在氯仿层中加入无水硫酸镁去除残留未 反应的物质。最后, 所得氯仿溶液在旋转蒸干, 得到最终所需的光可逆交联剂 AHEMC, 得率 70% -75%。
     实施例 2 光可逆压印胶 AHEMC- 光刻胶 -1 的制备
     分别称取实施例 1 所得光可逆交联剂 AHEMC 0.1g、 光引发剂 I-907( 常州强力电 子新材料有限公司 )0.015g, 单体苯氧基乙二醇丙烯酸酯 ( 新中村化学工业株式会社 )1.0g 逐一加入到试剂瓶中, 搅拌混合均匀, 得到光刻胶。称取所得光刻胶 1.0g, 将其用无水氯仿 稀释至质量浓度 5%。使用 0.2 微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤, 避光冷冻保存。
     实施例 3 光可逆压印胶 AHEMC- 光刻胶 -2 的制备
     分别称取实施例 1 所得光可逆交联剂 AHEMC 0.3g, 光引发剂 I-907( 常州强力电 子新材料有限公司 )0.015g, 单体苯氧基乙二醇丙烯酸酯 ( 新中村化学工业株式会社 )1.0g 逐一加入到试剂瓶中, 搅拌混合均匀, 得到光刻胶。称取所得光刻胶 1.0g, 将其用无水氯仿 稀释至质量浓度 5%。使用 0.2 微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤, 避光冷冻保存。
     实施例 4 光可逆压印胶 AHEMC- 光刻胶 -3 的制备
     分别称取实施例 1 所得光可逆交联剂 AHEMC 0.3g, 光引发剂 I-907( 常州强力电子 新材料有限公司 )0.030g, 单体甲基丙烯酸苄酯 ( 百灵威 )1.0g 逐一加入到试剂瓶中, 搅拌 混合均匀, 得到光刻胶。称取所得光刻胶 1.0g, 将其用无水氯仿稀释至质量浓度 5%。使用 0.2 微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤, 避光冷冻保存。
     实施例 5 光可逆压印胶 AHEMC- 光刻胶 -4 制备
     分别称取实施例 1 所得光可逆交联剂 AHEMC 0.3g, 光引发剂 Irgacure 184(1- 羟 基环己基苯基酮 )( 常州强力电子新材料有限公司 )0.030g, 单体 1.0g 甲基丙烯酸苄酯 ( 百 灵威 ) 逐一加入到试剂瓶中, 搅拌混合均匀, 得到光刻胶。称取所得光刻胶 1.0g, 将其用无 水氯仿稀释至质量浓度 5%。使用 0.2 微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤, 避光冷冻保 存。
     实施例 6AHEMC- 光刻胶 -1 可逆胶压印及图形转移工艺
     图 3 描述的是本发明光刻胶的压印及图形转移的工艺及其条件。
     1. 衬底修饰 : 将待修饰硅片衬底置于 98% H2SO4 ∶ 30% H2O2 体积比 3 ∶ 1 的混合 溶液中, 于 150℃处理 3 小时。然后, 用丙酮、 酒精先后冲洗数次、 干燥, 接着于 120℃真空干 燥 12h。将干燥后的硅片浸入 0.2wt% 3-( 三甲氧基甲硅烷基 ) 丙基 -2- 甲基 -2- 丙烯酸 酯 (MAPTES) 的无水甲苯溶液中, 密封保存 4 小时。用丙酮洗净硅片, 氮气吹干以备用。 2. 采用旋涂工艺在硅片上甩胶 : 实施例 2 所得的 AHEMC- 光刻胶 -1, 低速 300rpm, 时间 10s ; 高速 3000rpm, 时间 20s。
     3. 将周期为 1.4μm 的点阵结构的石英模板盖在胶体上, 连同硅片一起放入纳米 压印机中。如图 2-B 所示, 抽真空 3 分钟, 给模板施加 10psi 的压力, 保压 20 分钟。
     4. 如图 1-C 所示, 硅片连同石英模板在 365nm 的紫外光源下曝光 15 分钟。待光刻 胶固化后, 直接进行脱模。图 4 是压印后固化聚合物的 SEM 图, 说明本发明的光刻胶可以支 持高分辨率水平。
     5. 将 脱 模 后 样 品 置 于 反 应 离 子 刻 蚀 真 空 室 内 进 行 刻 蚀, 真空室本底真空是 -3 5×10 pa。刻蚀气体 SF6。刻蚀至下层的硅衬底露出来, 如图 1-E 所示, 流量为 20sccm, 功 率为 40w, 气压为 60mTorr, 刻蚀时间 120s。
     实施例 7AHEMC- 光刻胶 -2 可逆胶压印
     整个工艺步骤与参数保持不变, 不同的是使用实施例 3 所得的 AHEMC- 光刻胶 -2 光刻胶。
     实施例 8AHEMC- 光刻胶 -3 可逆胶压印
     整个工艺步骤与参数保持不变, 不同的是使用实施例 4 所得的 AHEMC- 光刻胶 -3 光刻胶。
     实施例 9AHEMC- 光刻胶 -4 可逆胶压印
     整个工艺步骤与参数保持不变, 不同的是使用实施例 5 所得的 AHEMC- 光刻胶 -4 光刻胶。
     实施例 10 固化可逆胶 AHEMC- 光刻胶 1 的光可逆溶解
     实验例 6 步骤 5 脱模后, 将固化图形的聚合物膜放置于 254nm 的点光源下持续曝 光 2 小时, 然后将其置于氯仿溶剂中, 聚合物膜逐渐破裂溶解。如图 5b 所示, 经过 254nm 波 段的紫外曝光后, 特征吸收峰的强度升高, 对比图 5a 在 365nm 波段的紫外曝光图谱, 说明固
     化后的聚合物可以可逆降解, 3 小时后, 聚合物膜基本溶解在氯仿溶剂中。
     实施例 11 固化可逆胶 AHEMC- 光刻胶 2 的光可逆溶解
     将脱模后的 AHEMC- 光刻胶 2 聚合物膜放置于 254nm 的点光源下持续曝光 2 小时, 然后将其置于氯仿溶剂中, 聚合物膜逐渐破裂溶解。与实验例 10 所得结果一致。
     实施例 12 固化可逆胶 AHEMC- 光刻胶 3 的光可逆溶解
     将脱模后的 AHEMC- 光刻胶 3 聚合物膜放置于 254nm 的点光源下持续曝光 2 小时, 然后将其置于氯仿溶剂中, 聚合物膜逐渐破裂, 溶解。与实验例 10 所得结果一致。
     实施例 13 固化可逆胶 AHEMC- 光刻胶 4 的光可逆溶解
     将脱模后的 AHEMC- 光刻胶 4 聚合物膜放置于 254nm 的点光源下持续曝光 2 小时, 然后将其置于氯仿溶剂中, 聚合物膜逐渐破裂溶解。与实验例 10 所得结果一致。
     比较例 1 商业胶 Watershed 11110 压印及图形转移
     整 个 工 艺 步 骤 与 参 数 基 本 与 实 施 例 6 相 同, 不同的是使用市售商业光刻胶 Watershed-Resist( 德国 DSM Somos 公司 )。由于商业胶粘度较大, 甩胶旋涂工艺稍微调整 一下, 其方法如下 : 采用旋涂工艺在硅片上甩胶 : 低速 300rpm, 时间 10s ; 中速 2000rpm, 时 间 20s ; 高速 4000rpm, 时间 20s。该商业胶 Watershed-Resist 不具有可逆降解性。
     比较例 2 商业胶 mr-NIL 6000 压印及图形转移
     整个工艺步骤与参数基本实施例 6 相同, 不同的是使用市售商业光刻胶 mr-NIL 6000( 美国 micro resist technology GmbH 公司 )。由于商业胶粘度较大, 甩胶旋涂工 艺稍微调整一下, 其方法如下 : 采用旋涂工艺在硅片上甩胶 : 低速 300rpm, 时间 10s ; 中速 2000rpm, 时间 20s ; 高速 6000rpm, 时间 40s。该商业胶 Resist 6000 不具有可逆降解性。
     对于上述三种纳米压印用紫外光固化刻蚀胶进行各种性能测试, 其结果见表 1。 现 行的商业纳米压印胶基本没有可逆性能, 粘附在模板上的残留聚合物一般都是采用浓硫酸 高温加热分解, 不但会破坏表面的含氟化合物, 多次处理后会破损模板的微结构, 而且处理 后的模板要重新修饰含氟化合物。 与普通商业胶相比, 本发明所提供的光刻胶, 由于其光可 逆性能, 纳米压印过程中模板表面残留聚合物在温和的条件下即可以分解溶解在溶剂中, 对模板结构没有损伤, 并且对模板修饰的含氟化合物基本没影响, 极大的提高了模板的利 用率。
     样品粘度由乌氏粘度仪在 25℃下, 通过液体样品与水的流水时间, 样品密度以及 水的粘度计算得出, 具体计算公式如下所示 :
     其中, ρi 和 ρ0 分别为为样品密度和水的密度, ti 和 t0 分别为样品和水流过相同 体积所需的时间, 若已知某温度下参比液体 H2O 的粘度为 η0 和 ρ0, 并测得 ρi, t0, ti 即可 求得该温度下的样品的粘度。
     真空度与曝光时间分别是对应压印过程中压印机的真空度和紫外光刻胶的曝光 时间, 如实施列 6 中步骤的 3 和 4 的方案。
     SF6 的刻蚀速率和刻蚀选择性方法 :
     刻蚀速率 : V = H/t, 其中 H 为刻蚀的深度, t 为刻蚀所需时间。
     刻蚀选择性 : 刻蚀选择性是指光刻胶与基底刻蚀的速率比。
     整个刻蚀过程是在 Alcatel 公司提供的等离子刻蚀机中完成。

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1、10申请公布号CN101957559A43申请公布日20110126CN101957559ACN101957559A21申请号201010266692622申请日20100830G03F7/027200601C07D311/18200601G03F7/00200601H01L21/02720060171申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号申请人日立化成工业株式会社72发明人林宏万霞姜学松王庆康印杰锻治诚74专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王锡麟王桂忠54发明名称光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法57摘要一种半导体制造技术领域的光可逆的纳米压印光刻胶及。

2、其制备和应用方法,其光刻胶的组分及质量百分比含量为光可逆交联剂550、光聚合性化合物580以及为光聚合引发剂或光产酸剂0115,其中光可逆交联剂的结构式为本发明制备得到光刻胶的黏度低,便于旋涂涂覆与压印工艺操作,光可逆且抗刻蚀好。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书4页说明书9页附图3页CN101957559A1/4页21一种制备光刻胶的交联剂,其特征在于,其分子结构式为其中R1、R2、R3和R4分别为氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基或C3C10环烷基,N是110的整数。2根据权利要求1所述的制备光刻。

3、胶的交联剂,其特征是,所述的R1为氢、C1C6烷基、C1C6烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C6烯基、C2C6炔基或C3C6环烷基。3根据权利要求1所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的R2为氢、C1C6烷基、C1C6烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C6烯基、C2C6炔基或C3C6环烷基。4根据权利要求1所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的R3为氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基或C3C10环烷基。5根据权利要求1所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的R4为氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯。

4、基、C2C10炔基或C3C10环烷基。6根据权利要求1所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的N为18的整数。7根据权利要求1至6中任一所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的R1、R2、R3和R4分别为氢或甲基,N为2或3。8根据权利要求1所述的制备光刻胶的交联剂,其特征是,所述的制备光刻胶的交联剂,其分子结构式为9一种根据上述任一权利要求所述交联剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤第一步、使香豆素化合物和卤代醇反应,形成以下结构所示的香豆素衍生物所述的香豆素化合物的结构式为所述的卤代醇的结构式为权利要求书CN101957559A2/4页3式中R1选自氢原子、C1C10烷基、C1C10。

5、烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基和C3C10环烷基;X是卤素;N表示110的整数;第二步、使香豆素衍生物和卤代乙酰化合物反应,制备得到交联剂;所述的卤代乙酰化合物的结构式为式中X是卤素;R2、R3和R4各自独立地选自选自氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基和C3C10环烷基。10一种根据上述任一权利要求所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征在于,其组分及质量百分比含量为光可逆交联剂550、光聚合性化合物580以及为光聚合引发剂或光产酸剂0115,各组分的重量之和为100。11一种根据上述任一权利要求所述。

6、的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征在于,所述的光可逆的纳米压印光刻胶,其组分及质量百分比含量为光可逆交联剂1540、光聚合性化合物1560以及光聚合引发剂或光产酸剂055,各组分的重量之和为100。12根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光可逆交联剂为丙烯酸24甲基香豆素基7基氧基乙酯、丙烯酸22氧代2H1苯并吡喃7基氧基乙酯或甲基丙烯酸24甲基香豆素基7基氧基乙酯。13根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光聚合性化合物是指具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物。14根据权利要求13所。

7、述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物包括丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、乙烯基醚化合物或苯乙烯化合物中的一种或其组合。15根据权利要求14所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的环氧化合物包括双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、溴化双酚A二缩水甘油醚、溴化双酚F二缩水甘油醚、溴化双酚S二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩。

8、水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或其组合。16根据权利要求14所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的氧杂环丁烷化合物包括3乙基3羟甲基氧杂环丁烷、3甲基烯丙氧基甲权利要求书CN101957559A3/4页4基3乙基氧杂环丁烷、3乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、4氟13乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、4甲氧基13乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、13乙基3氧杂环丁基甲氧基乙基苯基醚、异丁氧基甲基3乙基3氧杂环丁基甲基醚、异冰片氧基乙基3乙基3氧杂环丁基甲基醚或异冰片基3乙基3氧杂环丁基甲基醚中的一种或其组合。17根据权利要求14所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,。

9、其特征是,所述的乙烯基醚化合物包括正丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、叔氨基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、芳基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、乙二醇丁基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、聚乙二醇甲基乙烯基醚、三乙二醇甲基乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、四乙二醇二乙烯基醚、1,4丁二醇二乙烯基醚、三环癸烷二甲醇二乙烯基醚或三甲氧基丙烷三乙烯基醚中的一种或其组合。18根据权利要求14所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的苯乙烯化合物包括苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯。

10、乙烯、甲基苯乙烯、对甲基甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、对甲氧基甲基苯乙烯或对羟基苯乙烯中的一种或其组合。19根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光聚合性化合物优选为具有至少一个聚合性基团的环状结构的光聚合性化合物。20根据权利要求19所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的环状结构为脂肪族环或芳香族环。21根据权利要求20所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的脂肪族环包括碳数412的环烷基和这些基团的氢原子被任意取代基取代而得的基团;所述的芳香族环包括苯基、萘基、呋喃基、吡咯基等和这些基团的氢原子被任意取代。

11、基取代而得的基团。22根据权利要求19所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的聚合性基团为烯键式不饱和键23根据权利要求19或22所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的聚合性基团为甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基醚或苯乙烯。24根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光聚合性化合物为具有二个以上的聚合性基团的环状结构的光聚合性化合物,其位于光可逆的纳米压印光刻胶中的质量百分比为1540。25根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光聚合引发剂包括2,2二甲氧基1,。

12、2二苯基乙烷1酮、1羟基环己基苯基酮、2羟基2甲基1苯基丙烷1酮、二苯酮、142羟基乙氧基苯基2羟基2甲基1丙烷1酮、2甲基14甲硫基苯基2吗啉代丙烷1酮、2苄基2二甲基氨基14吗啉代苯基丁酮1、双2,6二甲氧基苯甲酰基2,4,4三甲基戊基氧化膦、2羟基2甲基1苯基丙烷1酮、双2,4,6三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、双52,4环戊二烯1基双2,6二氟31H吡权利要求书CN101957559A4/4页5咯1基苯基钛、2二甲基氨基24甲基苯基甲基144吗啉基苯基1丁酮。26根据权利要求10或11所述的交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻胶,其特征是,所述的光产酸剂包括重氮盐、碘盐、溴盐、氯盐、硫盐、硒。

13、盐、吡喃盐、噻喃盐、吡啶盐、卤化化合物、磺酸的2硝基苄酯;亚氨基磺酸酯、1氧代2重氮萘醌4磺酸酯衍生物、N羟基亚氨基磺酸酯、三甲磺酰氧基苯衍生物、双磺酰基重氮甲烷类、磺酰基羰基链烷类、磺酰基羰基重氮甲烷类或二砜化合物。27一种根据权利要求9至26中任一所述光可逆的纳米压印光刻胶的制备方法,其特征在于,通过将光可逆交联剂、光引发剂和光聚合性化合物混合后制备得到光可逆的纳米压印光刻胶。28一种根据权利要求9至26中任一所述的光可逆的纳米压印光刻胶的应用方法,其特征在于,通过将所述光刻胶溶解于无水氯仿中并稀释至质量浓度5后,通过02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤后置于避光冷冻环境下保存或用于刻蚀半。

14、导体硅片。29根据权利要求28所述的应用方法,其特征是,所述的光可逆的纳米压印光刻胶在1530下其单体及低聚物呈液态,在25下的粘度在20MPAS以下的范围内。权利要求书CN101957559A1/9页6光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法技术领域0001本发明涉及的是一种微纳米加工技术领域的材质和方法,具体是一种光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法。背景技术0002纳米压印技术NANOIMPRINTLITHOGRAPHY,NIL由普林斯顿大学PRINCETONUNIVERSITY的STEPHENYCHOU教授在1995年首先提出,并在近年来得到了很多的关注和发展。与其他光刻技术相比,。

15、由于省去了光学光刻掩模板和光学成像设备的成本,因此NIL具有低成本、高分辨率、高产能等优点。同时,其制备高分辨率微/纳米尺度图形的特点,使其可应用的范围十分广泛,包括电子、生物和光子晶体等领域。0003目前,纳米压印技术产业化最大的挑战是压印的可重复性和模板的利用率,因为在压印过程中,传统压印的承载体模板是石英制作,不仅成本昂贵,同时极易破碎,反复工作后,刻蚀胶容易粘在模板表面,这些残留固化聚合物极易破坏结构的复制精密度。所以避免残留胶体粘在模板表面是非常有必要的。最近,纳米压印技术的发展基本上集中在开发新的软模板,氟化模板表面技术,或者直接在胶体中添加含氟表面活性剂自组装形成表面单分子层SA。

16、M提高表面疏水性能,以便提高模板的利用率,减少工业化成本。但这些方法存在的问题是进行模板表面处理时需要高温加热处理和高压,同时表面氟化不是一劳永逸的,重复压印数几十次后,不仅需要清洁表面残留固体,同时需要在次氟化模板表面,影响大规模化的工艺要求。本发明旨在开发一种新型的光可逆的光刻胶,利用光可逆的性质使固化的聚合物降解重新溶解在有机溶剂中,减少常规清洁模板表面的方法对模板的损害,同时模板表面的残留固化光刻胶只需简便的处理过程即可清洗,减少表面氟化工艺次数。0004经过对现有技术的检索发现,目前针对具有可逆性质的光刻胶的方法比较少,同时绝大多数的可逆胶是热可逆,需要高温处理分解固化光刻胶,过程繁。

17、琐。同时在热处理过程中,对模板表面修饰的含氟化合物有破坏作用,以及热可逆的反应过程中可能产生酸性或碱性的物质,对石英模板微结构有破坏作用。本发明针对上述缺点,发明了一种光可逆的交联剂,并进一步的制备了光可逆的纳米压印胶。利用光可逆的性质,模板表面残留聚合物在温和的条件下即可以分解溶解在溶剂中,整个过程对模板含氟层基本没影响,同时减少了热处理的产物对模板的腐蚀作用,提高了模板的利用率。发明内容0005本发明针对现有技术存在的上述不足,提供一种光可逆的纳米压印光刻胶及其制备和应用方法,制备得到的光刻胶的光可逆的特性有效减少了常规清洁模板表面的方法对模板的损害,同时利用该光刻胶制备出了大面积高精度的。

18、纳米尺寸图形结构,并且具有较高的抗刻蚀性能。0006本发明是通过以下技术方案实现的0007本发明涉及一种制备光刻胶的交联剂,其分子结构式为说明书CN101957559A2/9页700080009其中R1、R2、R3和R4分别为氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基或C3C10环烷基,N是110的整数。0010所述的R1优选氢、C1C6烷基、C1C6烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C6烯基、C2C6炔基或C3C6环烷基;进一步优选氢或甲基。0011所述的R2优选氢、C1C6烷基、C1C6烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C6烯基、C2C6炔基或C3C。

19、6环烷基;进一步优选氢或甲基。0012所述的R3优选氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基或C3C10环烷基;进一步优选氢或甲基。0013所述的R4优选氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基或C3C10环烷基;进一步优选氢或甲基。0014所述的N优选18的整数;进一步优选2或3。0015所述的制备光刻胶的交联剂,其分子结构式优选为00160017本发明涉及上述交联剂的制备方法,包括如下步骤0018第一步、使香豆素化合物和卤代醇反应,形成以下结构所示的香豆素衍生物00190020所述的香豆素化。

20、合物的结构式为0021说明书CN101957559A3/9页80022所述的卤代醇的结构式为00230024式中R1选自氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基和C3C10环烷基;X是卤素;N表示110的整数;0025第二步、使香豆素衍生物和卤代乙酰化合物反应,制备得到交联剂;0026所述的卤代乙酰化合物的结构式为00270028式中X是卤素;R2、R3和R4各自独立地选自选自氢原子、C1C10烷基、C1C10烷氧基、卤素、氰基、羟基、C2C10烯基、C2C10炔基和C3C10环烷基。0029本发明的涉及上述交联剂制备得到的光可逆的纳米压印光刻。

21、胶,其组分及质量百分比含量为光可逆交联剂550、光聚合性化合物580以及为光聚合引发剂或光产酸剂0115,各组分的重量之和为100。0030所述的光可逆交联剂优选丙烯酸24甲基香豆素基7基氧基乙酯AHEMC、丙烯酸22氧代2H1苯并吡喃7基氧基乙酯AHEC或甲基丙烯酸24甲基香豆素基7基氧基乙酯MAHEMC。0031所述的光聚合性化合物是指具有至少一个聚合性基团的光聚合性化合物包括丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、乙烯基醚化合物或苯乙烯化合物中的一种或其组合,如甲基丙烯酸苯氧基二醇酯、甲基丙烯酸苯氧基乙二醇酯、甲基丙烯酸2苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、。

22、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸山0032醇酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸1金刚烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸辛氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸2羟基3苯氧基丙酯、甲基丙烯酸异硬脂醇酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、丙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,10癸二醇酯、二甲基丙烯酸环说明书CN101957559A4/9页9癸烷二甲醇酯、二甲基丙烯酸乙氧基化2甲基1,3丙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4丁二醇酯、二甲。

23、基丙烯酸新戊二醇酯、二甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5八氟1,6己酯、甲基丙烯酸2羟基3丙烯酰氧基丙酯、二甲基丙烯酸亚乙酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,6己二醇酯、但不限定于此。它们可单独使用或2种以上组合使用。0033所述的环氧化合物包括双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、溴化双酚A二缩水甘油醚、溴化双酚F二缩水甘油醚、溴化双酚S二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚等,但。

24、不限定于此。它们可单独使用或2种以上组合使用。0034所述的氧杂环丁烷化合物包括3乙基3羟甲基氧杂环丁烷、3甲基烯丙氧基甲基3乙基氧杂环丁烷、3乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、4氟13乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、4甲氧基13乙基3氧杂环丁基甲氧基甲基苯、13乙基3氧杂环丁基甲氧基乙基苯基醚、异丁氧基甲基3乙基3氧杂环丁基甲基醚、异冰片氧基乙基3乙基3氧杂环丁基甲基醚、异冰片基3乙基3氧杂环丁基甲基醚等,但不限定于此。它们可单独使用或2种以上组合使用。0035所述的乙烯基醚化合物包括正丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、叔氨基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、芳基乙烯基醚、十二。

25、烷基乙烯基醚、乙二醇丁基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、聚乙二醇甲基乙烯基醚、三乙二醇甲基乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、四乙二醇二乙烯基醚、1,4丁二醇二乙烯基醚、三环癸烷二甲醇二乙烯基醚、三甲氧基丙烷三乙烯基醚等,但不限定于此。它们可单独使用或2种以上组合使用。0036所述的苯乙烯化合物包括苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、对甲基甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、对甲氧基甲基苯乙烯、对羟基苯乙烯等,但不限定于此。它们可单独使用或2种以上组合使用。0037所述的光聚合性化合物优选为具有至少一个聚合。

26、性基团的环状结构的光聚合性化合物,所述的环状结构为脂肪族环或芳香族环;0038所述的脂肪族环包括碳数412的环烷基和这些基团的氢原子被任意取代基取代而得的基团;0039所述的芳香族环包括苯基、萘基、呋喃基、吡咯基等和这些基团的氢原子被任意取代基取代而得的基团。0040所述的聚合性基团优选烯键式不饱和键,更优选甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基醚或苯乙烯中的任一种,从感光性树脂组合物的固化性的角度考虑,更优选甲基丙烯酸酯。在本发明的一个优选实例中,选自甲基丙烯酸苄酯,苯氧基乙二醇丙烯酸酯。0041所述的光聚合性化合物为具有二个以上的聚合性基团的环状结构的光聚合性化合物,其位于光可逆的纳米压印光刻胶中。

27、的质量百分比为560,进一步优选为1540。0042所述的光聚合引发剂包括2,2二甲氧基1,2二苯基乙烷1酮、1羟基环己说明书CN101957559A5/9页10基苯基酮、2羟基2甲基1苯基丙烷1酮、二苯酮、142羟基乙氧基苯基2羟基2甲基1丙烷1酮、2甲基14甲硫基苯基2吗啉代丙烷1酮、2苄基2二甲基氨基14吗啉代苯基丁酮1、双2,6二甲氧基苯甲酰基2,4,4三甲基戊基氧化膦、2羟基2甲基1苯基丙烷1酮、双2,4,6三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、双52,4环戊二烯1基双2,6二氟31H吡咯1基苯基钛、2二甲基氨基24甲基苯基甲基144吗啉基苯基1丁酮,优选2甲基14甲硫基苯基2吗啉代丙烷1酮。0。

28、043所述的光产酸剂包括重氮盐、碘盐、溴盐、氯盐、硫盐、硒盐、吡喃盐、噻喃盐、吡啶盐等盐;三三卤代甲基S三嗪及其衍生物等卤化化合物;磺酸的2硝基苄酯;亚氨基磺酸酯;1氧代2重氮萘醌4磺酸酯衍生物;N羟基亚氨基磺酸酯;三甲磺酰氧基苯衍生物;双磺酰基重氮甲烷类;磺酰基羰基链烷类;磺酰基羰基重氮甲烷类;二砜化合物等。0044本发明涉及上述光可逆的纳米压印光刻胶的制备方法,通过将光可逆交联剂、光引发剂和光聚合性化合物混合后制备得到光可逆的纳米压印光刻胶。0045本发明涉及上述光可逆的纳米压印光刻胶的应用方法,通过将所述光刻胶溶解于无水氯仿中并稀释至质量浓度5后,通过02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤。

29、后置于避光冷冻环境下保存或用于刻蚀半导体硅片。0046所述的光可逆的纳米压印光刻胶在常温1530下其单体及低聚物呈液态,在25下的粘度在20MPAS以下的范围内,较好是在315MPAS的范围内,更好是在813MPAS的范围内。通过使其具有这样的粘度,可赋予固化前的微细凹凸图案的形成能力、涂布性能及其它加工性能,在固化后可赋予析像性、残膜特性、基板密合性或其它诸多方面均良好的涂膜物性。感光性树脂组合物的粘度如果超过20MPAS,则对凹凸图案的随动性差,需要更长的时间和更强的加压来将其填充至模具。0047本发明针对传统压印光刻胶难处理的技术问题,设计并合成出一种具有光可逆性质的交联剂,进而制备得到。

30、适用于纳米压印的光刻胶。与现有的光刻胶相比,其技术效果包括00481低黏度,便于旋涂涂覆与压印工艺操作。00492光可逆,便于清洁模板表面,提高模板的工作效率。00503低压力,充分减少因为高压对模板造成的损害。00514低收缩,保证固化过程中的最小变形量,保证高的复型精度。00525抗刻蚀好,可以提高基材的刻蚀效率,便于图形转移,保证刻蚀精度。附图说明0053图1描述了本发明所述中间体HEMC的核磁共振谱。0054图2描述了本发明所述交联剂AHEMC的核磁共振谱。0055图3描述了压印与图形转移的工艺流程。0056图4描述了AHEMC光刻胶1压印后的SEM图。0057图5描述了图形转移至硅基。

31、底的SEM图。0058图6A描述了光刻胶涂层经过365NM波段的紫外曝光后的紫外光谱。说明书CN101957559A6/9页110059图6B描述了光刻胶涂层经过254NM波段的紫外曝光后的紫外光谱。具体实施方式0060下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。0061实施例1光可逆交联剂丙烯酸24甲基香豆素基7基氧基乙酯AHEMC制备0062取100G567MMOL4甲基香豆素,100MMOL2溴乙醇,120MMOL碳酸钾于三口烧瓶中,量取450ML丙酮溶剂溶解。混合物在60回流3小。

32、时,抽滤。所得溶液旋转蒸发以蒸干溶剂,再在乙醇中重结晶,得到中间体产物HEMC,得率95。00630064取2GHEMC,2G三乙醇胺TEA,40ML氯仿于三口烧瓶中。在冰水浴中逐滴滴加3G丙烯酰胺AC,搅拌反应2小时。继续在室温下搅拌反应6小时。停止反应,静置分层,然后氯仿层分别水洗和稀硫酸洗三次,接着在氯仿层中加入无水硫酸镁去除残留未反应的物质。最后,所得氯仿溶液在旋转蒸干,得到最终所需的光可逆交联剂AHEMC,得率7075。00650066实施例2光可逆压印胶AHEMC光刻胶1的制备0067分别称取实施例1所得光可逆交联剂AHEMC01G、光引发剂I907常州强力电子新材料有限公司001。

33、5G,单体苯氧基乙二醇丙烯酸酯新中村化学工业株式会社10G逐一加入到试剂瓶中,搅拌混合均匀,得到光刻胶。称取所得光刻胶10G,将其用无水氯仿稀释至质量浓度5。使用02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤,避光冷冻保存。0068实施例3光可逆压印胶AHEMC光刻胶2的制备0069分别称取实施例1所得光可逆交联剂AHEMC03G,光引发剂I907常州强力电子新材料有限公司0015G,单体苯氧基乙二醇丙烯酸酯新中村化学工业株式会社10G逐一加入到试剂瓶中,搅拌混合均匀,得到光刻胶。称取所得光刻胶10G,将其用无水氯仿稀释至质量浓度5。使用02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤,避光冷冻保存。0070实施例。

34、4光可逆压印胶AHEMC光刻胶3的制备说明书CN101957559A7/9页120071分别称取实施例1所得光可逆交联剂AHEMC03G,光引发剂I907常州强力电子新材料有限公司0030G,单体甲基丙烯酸苄酯百灵威10G逐一加入到试剂瓶中,搅拌混合均匀,得到光刻胶。称取所得光刻胶10G,将其用无水氯仿稀释至质量浓度5。使用02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤,避光冷冻保存。0072实施例5光可逆压印胶AHEMC光刻胶4制备0073分别称取实施例1所得光可逆交联剂AHEMC03G,光引发剂IRGACURE1841羟基环己基苯基酮常州强力电子新材料有限公司0030G,单体10G甲基丙烯酸苄酯百灵。

35、威逐一加入到试剂瓶中,搅拌混合均匀,得到光刻胶。称取所得光刻胶10G,将其用无水氯仿稀释至质量浓度5。使用02微米的过滤器对光刻胶溶液进行微滤,避光冷冻保存。0074实施例6AHEMC光刻胶1可逆胶压印及图形转移工艺0075图3描述的是本发明光刻胶的压印及图形转移的工艺及其条件。00761衬底修饰将待修饰硅片衬底置于98H2SO430H2O2体积比31的混合溶液中,于150处理3小时。然后,用丙酮、酒精先后冲洗数次、干燥,接着于120真空干燥12H。将干燥后的硅片浸入02WT3三甲氧基甲硅烷基丙基2甲基2丙烯酸酯MAPTES的无水甲苯溶液中,密封保存4小时。用丙酮洗净硅片,氮气吹干以备用。00。

36、772采用旋涂工艺在硅片上甩胶实施例2所得的AHEMC光刻胶1,低速300RPM,时间10S;高速3000RPM,时间20S。00783将周期为14M的点阵结构的石英模板盖在胶体上,连同硅片一起放入纳米压印机中。如图2B所示,抽真空3分钟,给模板施加10PSI的压力,保压20分钟。00794如图1C所示,硅片连同石英模板在365NM的紫外光源下曝光15分钟。待光刻胶固化后,直接进行脱模。图4是压印后固化聚合物的SEM图,说明本发明的光刻胶可以支持高分辨率水平。00805将脱模后样品置于反应离子刻蚀真空室内进行刻蚀,真空室本底真空是5103PA。刻蚀气体SF6。刻蚀至下层的硅衬底露出来,如图1E。

37、所示,流量为20SCCM,功率为40W,气压为60MTORR,刻蚀时间120S。0081实施例7AHEMC光刻胶2可逆胶压印0082整个工艺步骤与参数保持不变,不同的是使用实施例3所得的AHEMC光刻胶2光刻胶。0083实施例8AHEMC光刻胶3可逆胶压印0084整个工艺步骤与参数保持不变,不同的是使用实施例4所得的AHEMC光刻胶3光刻胶。0085实施例9AHEMC光刻胶4可逆胶压印0086整个工艺步骤与参数保持不变,不同的是使用实施例5所得的AHEMC光刻胶4光刻胶。0087实施例10固化可逆胶AHEMC光刻胶1的光可逆溶解0088实验例6步骤5脱模后,将固化图形的聚合物膜放置于254NM。

38、的点光源下持续曝光2小时,然后将其置于氯仿溶剂中,聚合物膜逐渐破裂溶解。如图5B所示,经过254NM波段的紫外曝光后,特征吸收峰的强度升高,对比图5A在365NM波段的紫外曝光图谱,说明固说明书CN101957559A8/9页13化后的聚合物可以可逆降解,3小时后,聚合物膜基本溶解在氯仿溶剂中。0089实施例11固化可逆胶AHEMC光刻胶2的光可逆溶解0090将脱模后的AHEMC光刻胶2聚合物膜放置于254NM的点光源下持续曝光2小时,然后将其置于氯仿溶剂中,聚合物膜逐渐破裂溶解。与实验例10所得结果一致。0091实施例12固化可逆胶AHEMC光刻胶3的光可逆溶解0092将脱模后的AHEMC光。

39、刻胶3聚合物膜放置于254NM的点光源下持续曝光2小时,然后将其置于氯仿溶剂中,聚合物膜逐渐破裂,溶解。与实验例10所得结果一致。0093实施例13固化可逆胶AHEMC光刻胶4的光可逆溶解0094将脱模后的AHEMC光刻胶4聚合物膜放置于254NM的点光源下持续曝光2小时,然后将其置于氯仿溶剂中,聚合物膜逐渐破裂溶解。与实验例10所得结果一致。0095比较例1商业胶WATERSHED11110压印及图形转移0096整个工艺步骤与参数基本与实施例6相同,不同的是使用市售商业光刻胶WATERSHEDRESIST德国DSMSOMOS公司。由于商业胶粘度较大,甩胶旋涂工艺稍微调整一下,其方法如下采用旋。

40、涂工艺在硅片上甩胶低速300RPM,时间10S;中速2000RPM,时间20S;高速4000RPM,时间20S。该商业胶WATERSHEDRESIST不具有可逆降解性。0097比较例2商业胶MRNIL6000压印及图形转移0098整个工艺步骤与参数基本实施例6相同,不同的是使用市售商业光刻胶MRNIL6000美国MICRORESISTTECHNOLOGYGMBH公司。由于商业胶粘度较大,甩胶旋涂工艺稍微调整一下,其方法如下采用旋涂工艺在硅片上甩胶低速300RPM,时间10S;中速2000RPM,时间20S;高速6000RPM,时间40S。该商业胶RESIST6000不具有可逆降解性。0099对。

41、于上述三种纳米压印用紫外光固化刻蚀胶进行各种性能测试,其结果见表1。现行的商业纳米压印胶基本没有可逆性能,粘附在模板上的残留聚合物一般都是采用浓硫酸高温加热分解,不但会破坏表面的含氟化合物,多次处理后会破损模板的微结构,而且处理后的模板要重新修饰含氟化合物。与普通商业胶相比,本发明所提供的光刻胶,由于其光可逆性能,纳米压印过程中模板表面残留聚合物在温和的条件下即可以分解溶解在溶剂中,对模板结构没有损伤,并且对模板修饰的含氟化合物基本没影响,极大的提高了模板的利用率。0100说明书CN101957559A9/9页140101样品粘度由乌氏粘度仪在25下,通过液体样品与水的流水时间,样品密度以及水。

42、的粘度计算得出,具体计算公式如下所示01020103其中,I和0分别为为样品密度和水的密度,TI和T0分别为样品和水流过相同体积所需的时间,若已知某温度下参比液体H2O的粘度为0和0,并测得I,T0,TI即可求得该温度下的样品的粘度。0104真空度与曝光时间分别是对应压印过程中压印机的真空度和紫外光刻胶的曝光时间,如实施列6中步骤的3和4的方案。0105SF6的刻蚀速率和刻蚀选择性方法0106刻蚀速率VH/T,其中H为刻蚀的深度,T为刻蚀所需时间。0107刻蚀选择性刻蚀选择性是指光刻胶与基底刻蚀的速率比。0108整个刻蚀过程是在ALCATEL公司提供的等离子刻蚀机中完成。说明书CN101957559A1/3页15图1图2说明书附图CN101957559A2/3页16图3图4说明书附图CN101957559A3/3页17图5图6A图6B说明书附图。

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