化学增幅型光刻胶成膜树脂的合成及性能研究
发布时间：2021-05-23 03:46
芯片行业涉及到国民经济、国家安全的方方面面,属于战略性行业,2018年我国的芯片进口额更是高达3120多亿美元,远超石油。中兴事件、日韩贸易战也再一次凸显了芯片行业作为国家支柱性产业的重要性。芯片主要是通过光刻、掺杂、刻蚀、封装、测试等工序制作完成,光刻是通过曝光显影等光刻工艺实现衬底的图案化,而光刻胶是光刻工艺中的关键材料。光刻胶作为战略材料,基本被国外企业垄断,极大限制了我国芯片行业的发展。成膜树脂作为光刻胶的骨架组分,直接决定光刻胶的性能。本论文设计合成系列不同结构的光刻胶成膜树脂,系统研究了成膜树脂结构及合成工艺对光刻胶性能的影响。具体研究内容如下:（1）线性聚合物的合成及在光刻胶中的应用以丙烯酸叔丁酯（TBA）、甲基丙烯酸柏木醇酯（CA）、苯乙烯（St）和对乙酰氧基苯乙烯（ASM）为共聚单体,通过沉淀聚合合成了四元无规共聚物P（TBA-co-CA-co-St co-ASM）),简称PTCSA,PTCSA中的乙酰氧基经甲醇钠催化水解,得到最终产物PTCSH。利用红外、核磁等表征了聚合物的结构,探究了单体配比、体系固含和引发剂用量对聚合物玻璃化转变温度（Tg...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光刻技术
1.2 传统光刻胶
1.2.1 聚乙烯醇肉桂酸酯
1.2.2 环化橡胶-双叠氮体系
1.2.3 酚醛树脂-DNQ体系
1.3 化学增幅型光刻胶
1.3.1 成膜树脂
1.3.2 光产酸剂
1.3.3 溶解抑制剂
1.3.4 其他组分
1.4 国内外行业发展情况
1.5 研究思路及主要研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 主要研究内容
第二章 线性聚合物的合成及在光刻胶中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 实验步骤
2.2.4 分析与测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙酰氧基水解行为研究
2.3.2 聚合物结构表征
2.3.3 AIBN用量对聚合物分子量的影响
2.3.4 固含对聚合物分子量的影响
2.3.5 CA对聚合物的影响
2.3.6 紫外分析
2.3.7 脱保护反应研究
2.3.8 聚合物对光刻胶性能的影响
2.3.9 PAG对光刻胶性能的影响
2.3.10 温度对光刻胶性能的影响
2.3.11 工艺条件对光刻胶相貌的影响
2.4 本章小结
第三章 星形聚合物的制备及光刻性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 实验步骤
3.2.4 分析测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 CTA的结构表征
3.3.2 共聚物PAT的表征测试
3.3.3 共聚物PHT的表征测试
3.3.4 光刻胶性能测试
3.4 本章小结
第四章 光产酸聚合物的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器和设备
4.2.3 非离子型光产酸聚合物的合成
4.2.4 离子型光产酸聚合物PATT和 PHTT的合成
4.2.5 光刻胶的制备
4.2.6 性能测试及表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 非离子型光产酸单体SSPI的表征测试
4.3.2 光产酸聚合物的表征测试
4.3.3 水解行为研究
4.3.4 离子交换树脂对聚合物的影响
4.3.5 光刻胶性能测试
4.3.6 光产酸聚合物结构单元优化和光刻性能测试
4.4 本章小结
第五章 单组份分子玻璃光刻胶材料的性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器设备
5.2.2 实验步骤
5.2.3 测试表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 TPPA-t-BOC的结构表征与性能测试
5.3.2 TPPA-t-BOC-PAG的表征
5.3.3 光刻胶测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望及不足之处
主要创新点
致谢
参考文献
附录一 :攻读博士学位期间发表的论文及专利
附录二 :攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]苯乙烯-苯乙烯磺酸钠共聚物的制备及其流变性能[J]. 邓康为,陈龙,潘丹,孙俊芬,秦宗益. 功能高分子学报. 2017(01)
[2]应用于22nm及以下节点的极紫外光刻胶研究进展[J]. 鹿国庆,吴义恒,李伶俐,卢启鹏. 科学技术与工程. 2016(11)
[3]中间体对乙烯基苯磺酰氯的合成研究[J]. 冯锋,刘育坚,汤令,刘智敏,许志刚. 化学世界. 2015(09)
[4]微电子光致抗蚀剂的发展及应用[J]. 魏玮,刘敬成,李虎,穆启道,刘晓亚. 化学进展. 2014(11)
[5]一种苯磺酸酯类光致产酸剂的合成与性能研究[J]. 王筠,杨欢欢,李全良,谢建平. 应用化工. 2014(10)
[6]A-失碳雄甾-3-羰基-16β-甲酸甲酯的合成[J]. 苏策,朱祥宇,张凯明. 精细化工. 2013(08)
[7]分子玻璃光致抗蚀剂研究进展[J]. 徐娜,刘玉芹,王金玲,胡勇,孟磊. 吉林化工学院学报. 2012(09)
[8]I-Line光刻胶材料的研究进展[J]. 郑金红. 影像科学与光化学. 2012(02)
[9]先进光刻胶材料的研究进展[J]. 许箭,陈力,田凯军,胡睿,李沙瑜,王双青,杨国强. 影像科学与光化学. 2011(06)
[10]193nm光致抗蚀剂用新型阻溶剂的合成及性能研究[J]. 王文君,王力元. 黑龙江大学自然科学学报. 2009(02)
硕士论文
[1]双（三氯甲基）三嗪类光产酸剂的设计合成与性能研究[D]. 李金亮.中南大学 2009
本文编号：3202223
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光刻技术
1.2 传统光刻胶
1.2.1 聚乙烯醇肉桂酸酯
1.2.2 环化橡胶-双叠氮体系
1.2.3 酚醛树脂-DNQ体系
1.3 化学增幅型光刻胶
1.3.1 成膜树脂
1.3.2 光产酸剂
1.3.3 溶解抑制剂
1.3.4 其他组分
1.4 国内外行业发展情况
1.5 研究思路及主要研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 主要研究内容
第二章 线性聚合物的合成及在光刻胶中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 实验步骤
2.2.4 分析与测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙酰氧基水解行为研究
2.3.2 聚合物结构表征
2.3.3 AIBN用量对聚合物分子量的影响
2.3.4 固含对聚合物分子量的影响
2.3.5 CA对聚合物的影响
2.3.6 紫外分析
2.3.7 脱保护反应研究
2.3.8 聚合物对光刻胶性能的影响
2.3.9 PAG对光刻胶性能的影响
2.3.10 温度对光刻胶性能的影响
2.3.11 工艺条件对光刻胶相貌的影响
2.4 本章小结
第三章 星形聚合物的制备及光刻性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 实验步骤
3.2.4 分析测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 CTA的结构表征
3.3.2 共聚物PAT的表征测试
3.3.3 共聚物PHT的表征测试
3.3.4 光刻胶性能测试
3.4 本章小结
第四章 光产酸聚合物的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器和设备
4.2.3 非离子型光产酸聚合物的合成
4.2.4 离子型光产酸聚合物PATT和 PHTT的合成
4.2.5 光刻胶的制备
4.2.6 性能测试及表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 非离子型光产酸单体SSPI的表征测试
4.3.2 光产酸聚合物的表征测试
4.3.3 水解行为研究
4.3.4 离子交换树脂对聚合物的影响
4.3.5 光刻胶性能测试
4.3.6 光产酸聚合物结构单元优化和光刻性能测试
4.4 本章小结
第五章 单组份分子玻璃光刻胶材料的性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器设备
5.2.2 实验步骤
5.2.3 测试表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 TPPA-t-BOC的结构表征与性能测试
5.3.2 TPPA-t-BOC-PAG的表征
5.3.3 光刻胶测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望及不足之处
主要创新点
致谢
参考文献
附录一 :攻读博士学位期间发表的论文及专利
附录二 :攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]苯乙烯-苯乙烯磺酸钠共聚物的制备及其流变性能[J]. 邓康为,陈龙,潘丹,孙俊芬,秦宗益. 功能高分子学报. 2017(01)
[2]应用于22nm及以下节点的极紫外光刻胶研究进展[J]. 鹿国庆,吴义恒,李伶俐,卢启鹏. 科学技术与工程. 2016(11)
[3]中间体对乙烯基苯磺酰氯的合成研究[J]. 冯锋,刘育坚,汤令,刘智敏,许志刚. 化学世界. 2015(09)
[4]微电子光致抗蚀剂的发展及应用[J]. 魏玮,刘敬成,李虎,穆启道,刘晓亚. 化学进展. 2014(11)
[5]一种苯磺酸酯类光致产酸剂的合成与性能研究[J]. 王筠,杨欢欢,李全良,谢建平. 应用化工. 2014(10)
[6]A-失碳雄甾-3-羰基-16β-甲酸甲酯的合成[J]. 苏策,朱祥宇,张凯明. 精细化工. 2013(08)
[7]分子玻璃光致抗蚀剂研究进展[J]. 徐娜,刘玉芹,王金玲,胡勇,孟磊. 吉林化工学院学报. 2012(09)
[8]I-Line光刻胶材料的研究进展[J]. 郑金红. 影像科学与光化学. 2012(02)
[9]先进光刻胶材料的研究进展[J]. 许箭,陈力,田凯军,胡睿,李沙瑜,王双青,杨国强. 影像科学与光化学. 2011(06)
[10]193nm光致抗蚀剂用新型阻溶剂的合成及性能研究[J]. 王文君,王力元. 黑龙江大学自然科学学报. 2009(02)
硕士论文
[1]双（三氯甲基）三嗪类光产酸剂的设计合成与性能研究[D]. 李金亮.中南大学 2009
本文编号：3202223
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