聚合物(成膜剂)

聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 广泛用于例如电子束光刻。PMMA 是通过甲基丙烯酸酯在自由基引发剂的存在下聚合生产的。PMMA 层对硅、玻璃和大多数金属具有非常好的附着力。对于正性电子光刻胶的制造,Allresist 使用短链 (50k)、长链 (950k) 和中等链长 (200k、600k) 的 PMMA。与长链聚合物相比,短链 PMMA 的灵敏度大约高 20%。此外,PMMA 的特征还在于对大多数酸和强碱性蚀刻介质(例如 50% 的 KOH 水溶液)具有出色的耐受性,因此可用作我们的保护涂层 AR-PC 503/504(新:AR-PC 5040,在更安全的溶剂中)的原材料.

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物)(PMMA co MA)是由甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯组成的共聚物。Allresist 使用含 33% 甲基丙烯酸的共聚物作为电子束光刻胶 AR-P 617 的原材料。这种聚合物对硅和玻璃具有非常好的粘附性能。与 PMMA 聚合物相比,电子束光刻应用中的灵敏度高出 3-4 倍,从而产生相应的更高对比度。如果将 PMMA co MA 加热到高于 180°C 的温度,则会在形成甲基丙烯酸酐的同时从聚合物中排除水,这种作用是提高灵敏度的原因。如果在两层工艺中使用,PMMA co MA 还非常适合生成剥离结构。

聚(α-甲基苯乙烯-共-甲基丙烯酸甲酯)(PMS co Cl-MMA)是由α-甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的共聚物。Allresist 将该共聚物用于高灵敏度电子束抗蚀剂 CSAR 62 AR-P 6200)。该聚合物显示出非常好的粘附性能和非常高的等离子蚀刻稳定性,可与酚醛树脂相媲美。与 PMMA 聚合物相比,CSAR 62 的灵敏度高出 3-15 倍,从而产生更高的对比度。此外,CSAR 62 非常适合制造剥离结构。

聚苯乙烯 (PS) 的特点是对浓酸、碱以及长链烃和醛具有很高的耐化学性。此外,聚苯乙烯具有非常好的绝缘性能和高等离子蚀刻稳定性。Allresist 使用聚苯乙烯制造负性抗蚀剂,可以通过紫外光和电子束进行图形化。

聚酰亚胺 (PI) 常用作传感器材料、保护涂层或绝缘层。Allresist 提供的光刻胶含有成品聚酰亚胺,不需要高温固化。由于熔点高,聚酰亚胺特别适合 > 400 °C 的高温应用。Allresist 还提供用于构建负性聚酰亚胺光刻胶的 SX AR-N xy 和正性聚酰亚胺光刻胶 SX AR-P 5000/82.7 的聚酰亚胺产品。用这些光刻胶生成的结构在等离子体蚀刻和注入过程中表现出极好的稳定性。负聚酰亚胺抗蚀剂 SX AR-N xy 也可以通过近红外范围的激光曝光和电子束来图形化。

聚羟基苯乙烯 (PSOH) 常用作有机晶体管和 LCD 显示器的绝缘层。聚羟基苯乙烯非常适合用作光刻胶,就像酚醛树脂一样,但其在高达 300°C 时具有更高的热稳定性。因此,聚羟基苯乙烯是金属气相沉积应用的首选。Allresist 提供多羟基苯乙烯作为可结构化的负性抗蚀剂。通过近红外范围的激光曝光和电子束也可以进行图形化。

聚(羟基苯乙烯-共聚甲基丙烯酸甲酯)(PSOH co MMA)是一种由 4-乙烯基苯酚和甲基丙烯酸酯组成的共聚物。与聚羟基苯乙烯一样,PSOH co MMA 具有非常好的绝缘性能和高耐热性,也可以在碱性水溶液条件下显影。与聚羟基苯乙烯相比,PSOH co MMA 显示出较低的空气吸湿性。Allresist 提供 PSOH co MMA 作为可结构化的负性光刻胶。

在石油精馏过程中获得的长链碳氢化合物对各种腐蚀性化学品(例如浓碱或浓氢氟酸)具有出色的耐受性。由于这一特性,碳氢化合物被用于特殊保护涂层 SX AR-PC 5000/40 中。结合光刻胶 AR-N 4400-10 和 AR-P 3250,还可在两层胶工艺中进行图案化。通过这些方法,可以用氢氟酸将结构蚀刻到玻璃衬底中(参见 AR-NEWS,第 23 期)。

酚醛树脂是甲醛与苯酚之比小于 1:1 的酚醛树脂,由甲醛和苯酚酸缩合而成。结合光敏化合物,例如重氮萘醌 (DNQ),酚醛清漆在微电子学中用作微结构的光刻胶。

图1 用于光刻应用的聚合物,从左至右依次为: PMMA, PMMA co MA, PMS co Cl-MMA, PSOH, PsOH co MMA, novolacs, PI, PS

表1 上述聚合物性能概述

基本化学概述:

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