[發(fā)明專利]PNIPAM在制備具有對水和溫度響應(yīng)性的高分辨率電子束抗蝕劑中的應(yīng)用

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• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN115857276A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃澤爾·馬丁·阿金諾古;許海勝;勞倫斯·德·哈恩;金名亮;王新;周國富
• 申請（專利權(quán)）人: 肇慶市華師大光電產(chǎn)業(yè)研究院
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;G03F7/09;G03F7/32;G03F7/038;G03F7/004
• 代理公司: 廣州正明知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44572
• 代理人: 成姍

本發(fā)明屬于微納米加工的技術(shù)領(lǐng)域，公開了PNIPAM在制備具有對水和溫度響應(yīng)性的高分辨率電子束抗蝕劑中的應(yīng)用，所述PNIPAM是負性抗蝕劑，具體應(yīng)用步驟包括S1、在預(yù)處理好的基片上制備PNIPAM抗蝕劑涂層；S2、設(shè)計微納米圖案，對步驟S1制備的樣品進行電子束曝光；S3、對步驟S2所得樣品用顯影液顯影。本發(fā)明僅用純水作為溶解性溶劑制備PNIPAM抗蝕劑，在電子曝光完成后，顯影液僅使用純水完成顯影，顯影后的微納米圖案具有溫度響應(yīng)性且該響應(yīng)性不受圖案結(jié)構(gòu)尺寸的影響。整個實驗過程綠色無毒，大大減少整個電子束曝光過程中的負擔，可廣泛應(yīng)用于研究下一代超大規(guī)模集成電路，以及微型機械設(shè)備和其他智能設(shè)備的制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微納米加工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及PNIPAM在制備具有對水和溫度響應(yīng)性的高分辨率電子束抗蝕劑中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

電子束曝光技術(shù)是集電子光學、超高真空、精密機械、計算機自動控制等近代高新技術(shù)為一體，用電子束在表面上制造圖樣的工藝，現(xiàn)代半導體微納米加工的重要手段，廣泛應(yīng)用于研究下一代超大規(guī)模集成電路、微型機械設(shè)備和其他智能設(shè)備的制造，此外還用于制造光學材料，如光柵、等離子體像素等。其中電子束抗蝕劑在電子束曝光過程中決定著微納米圖案的轉(zhuǎn)移和質(zhì)量的好壞。

電子束抗蝕劑有兩種：正性抗蝕劑和負性抗蝕劑。常用的正性抗蝕劑有PMMA、PBS等，在電子束輻射下，交聯(lián)反應(yīng)占主要的，由于交聯(lián)，兩個或多個分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的分子，平均分子量增加，在顯影后經(jīng)電子束照射區(qū)域的抗蝕劑被溶解掉，未被區(qū)域的抗蝕劑則保留下來。常用的負性抗蝕劑有HSQ，HBT-G等，在電子束輻射下，降解反應(yīng)占主要的，由于降解分子鏈剪斷，變短成為較小的分子，平均分子量減小，顯影后經(jīng)電子束照射區(qū)域的抗蝕劑保留下來，未被區(qū)域的抗蝕劑被溶解掉。正性電子束抗蝕劑以PMMA為例，在常態(tài)下為固態(tài)白色粉末，用作抗蝕劑時需要將其溶在甲基丙烯酸甲酯單體中，并加入交聯(lián)劑EDMA，增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯等有機溶劑，電子束曝光后需要用顯影液甲基異丁基甲酮和異丙醇的混合溶劑顯影。負性抗蝕劑以HSQ為例，HSQ主要有FOX1和FOX2系列，具體為FOX12，F(xiàn)OX14，F(xiàn)OX16和FOX22，F(xiàn)OX24，F(xiàn)OX26等。FOX1系列的溶劑主要為4-甲基-2-戊酮(MIBK)，F(xiàn)OX2系列的溶劑主要為硅氧烷，產(chǎn)品名稱的第二個數(shù)字代表濃度的大小，濃度愈小，旋涂中可以獲得厚度愈小的膠層。電子束曝光后的顯影液主要為四甲基氫氧化氨水溶液。它們以高分辨率、曝光容限大、靈敏度高深受歡迎，但仍存在許多不足之處，比如說抗蝕劑的制備和顯影過程需要在通風櫥內(nèi)進行，且大部分都需要在有機溶劑溶解，這些有機溶劑不是綠色的，是有毒的，對人體和實驗室安全都有一定的危害，并且對環(huán)境會造成一定的負擔。整個實驗過程具有耗費時間較長，投資成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供PNIPAM在制備具有對水和溫度響應(yīng)性的高分辨率電子束抗蝕劑中的應(yīng)用。實驗證明高分辨的電子束PNIPAM抗蝕劑是一種負性抗蝕劑，該抗蝕劑在制作過程中只需溶解在純水里，電子束曝光后也只需用純水就可以完成顯影，制作過程十分簡單，成本較低。經(jīng)過測試，該抗蝕劑具有良好的溫度響應(yīng)性，且分辨率高、靈敏度高、附著力強。

本申請中PNIPAM代表的是聚(N-異丙基丙烯酰胺)。

本發(fā)明首先提供PNIPAM在制備具有對水和溫度響應(yīng)性的高分辨率電子束抗蝕劑中的應(yīng)用。

進一步地，本發(fā)明采用PNIPAM是作為負性抗蝕劑。

作為一種具體的處理，所述應(yīng)用可以包括以下步驟：

S1、在預(yù)處理好的基片上制備PNIPAM抗蝕劑涂層；

S2、設(shè)計微納米圖案，對步驟S1制備的樣品進行電子束曝光；

S3、對步驟S2所得樣品用顯影液顯影。