制造纳米尺度模式与聚合物水电影

持续的趋势在微电子设备电路密度更高动力品种的高分辨率的光刻技术的研究工作,包括电子束(EB)、x射线和深紫外辐照。使用超薄薄膜和新材料已经被提议作为提高光刻分辨率的方法。欧洲杯足球竞彩水(磅)技术是非常有效的方法来准备定义良好的超薄薄膜厚度和方向控制在分子水平上。因此,LB膜有望实现超高分辨率光刻[1 - 4]。

在以前的研究中,[5 - 7]我们发现N-octadecylacrylamide形成一个统一的LB膜具有高度有序的结构,并产生了罚款负光聚合模式。此外,我们还成功地预聚物的制备LB膜的交联集团[8]。通过交联反应深紫外和电子束辐照我们得到一个很好的负模式组成的二维网络。所有的这些聚合物LB膜导致负面基调photopatterns。另一方面,我们也获得了积极的类型photopatterns使用聚N-tetradecylmethacrylamide) (p (TDMA)) LB膜没有任何开发过程(发展)(9、10)。发现更高的灵敏度可以通过改变烷基侧链short-branched类型[11]。此外,的去反应t-butoxycarbonyloxy集团也被用于聚合物LB膜的积极模式(12 - 14)。结合这些有趣的属性,不仅灵敏度的提高也可以预期的成像质量。在这项工作中,我们准备了共聚物可光降解的N-tetradecylmethacrylamide (TDMA)t丁基碳酸4-vinylphenyl (tBVPC)(图1)旨在制造一种新型的积极的抵抗两个主要发生断链和极性变化所致t-butoxycarbonyloxy组去。

图1所示。化学结构的p (TDMA-tBVPC)。

实验

共聚物(p (TDMA)tBVPC))是由自由基共聚N-tetradcylmethacrylamide (TDMA)t丁基碳酸4-vinylphenyl(tBVPC)在甲苯60˚C。测量表面压力(π)-区域(一个)等温线和沉积的层进行了15˚C朗缪尔槽系统(FSD-50和51岁,USI) 14厘米的压缩速度²/分钟。沉积的速率被设定为10毫米/分钟均下行冲程。去离子的纯水(Milli-QII微孔)用作子阶段。该共聚物溶解在氯仿浓度ca。1毫米和水面上的解决方案是传播。玻璃、石英和硅的幻灯片LB膜被UV-O3沉积最初清洗干净(NL-UV253、日本激光电子);然后用n-octyltrichlorosilane它们是由疏水。紫外吸收测量记录与日立u - 3000紫外可见分光光度计。的摩尔比tBCPV共聚物的决定¹p H NMR (TDMA -tBVPC)。分子量测定与东洋苏打水凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯标准。红外光谱测定JASCO-IR 230光谱仪。深紫外辐照进行深紫外灯(uxm - 501 ma, USHIO)通过一个IR-cut过滤器。共聚物LB膜的厚度决定了表面轮廓测量使用斯隆Dektak 3ST。金膜玻璃衬底上沉积了真空蒸发器(V-KS200,大阪真空有限公司)。

结果与讨论

共聚物LB膜的形成

p (TDMA)的分子量t表1中BVPC)进行了总结。共聚物(p (TDMA)tBVPC)传播在水从氯仿子阶段的解决方案(ca。1毫米)来测量表面压力(π)——区域(一个)等温线(图2)。共聚物p (TDMA -tBVPC)单体有崩溃的压力。他们的曲线急剧站。我们可以得出结论,他们可以形成一个浓缩的单体在水子阶段。p (TDMA)tBVPC)单层可以转移到固体基质与转移的比例几乎统一。p (TDMA -紫外吸收光谱的影响tBVPC56) LB膜测量石英的层数的函数(图3)。193纳米的吸光度明显线性层沉积的数量增加,表明共聚物的常规沉积单层到固体基质上。

表1。各种各样的TDMA的共聚物tBVPC。

照相平版印刷的p (TDMA)的属性tBVPC) LB膜

p (TDMA)tBVPC56) LB膜有60层直接暴露在深紫外灯(86 mw /厘米²)通过光掩模没有没有单色过滤空气中的60分钟,然后开发1%的氢氧化tetramethylammonium (TMAH)水溶液。如图4所示,我们得到一个明确的积极的基调模式分辨率为0.75µ米,光掩模的分辨率限制从事目前的工作。photopatterns的LB膜(20、40、60和80层),60磅薄膜层给目前条件下最好的决议。因此,后续实验的灵敏度进行了60层的LB膜。

图4。光学显微照片p (TDMA-tBVPC56) LV电影与60层irradicated深紫外灯60分钟在空气中紧随其后的是有1%发展TMAH溶液20年代

估计LB膜光刻属性的敏感性,LB膜的残余厚度测量暴露部分的曝光时间的函数(图5)。应该注意的是,p (TDMA)tBVPC56) LB膜更敏感比均聚物(p (TDMA)) LB膜(图5)[11]。此外,有明显的两个步骤减少p (TDMA)的厚度tBVPC56) LB膜,而单调减少厚度灵敏度曲线中可观察到的聚(alkylmethacrylamide) LB膜进行主链断开[11]。自光强度在193 nm (λ_马克斯共聚物)的深紫外灯很弱,无法准确估计,LB膜的敏感性的定量分析不能确定。从p (TDMA的灵敏度曲线的形状tBVPC56) LB膜,然而,值得注意的是,有两个步骤的过程中photodecomposion;去的t-butoxycarbonyloxy集团是主要在最初的地区,因此主链断开由于TDMA发生分裂。规范化膜厚度随曝光时间,也就是说,LB膜中的共聚物由深紫外辐照和移除完全有效地分解与碱性溶液的发展。

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图5。灵敏度曲线的p (TDMA-tBVPC56)和p (TDMA) LB膜。

耐腐蚀

蚀刻的p (TDMA -tBVPC56) LB膜湿蚀刻也调查如下:p (TDMA)tBVPC56)与20 LB膜层沉积在金衬底;然后,它与深紫外灯辐照通过光掩模(86 nW /厘米²);最后,它是发达与碱性溶液。接下来,积极的基调图案衬底沉浸到一个碘化铵溶液混合,碘,乙醇和水(腐蚀剂)。最后,LB膜在金膜与氯仿去除。图6显示了黄金膜蚀刻后的模式。分辨率为1.0µ美元对黄金的电影。这表明共聚物p (TDMA -tBVPC56)与至少20 LB膜层耐腐蚀高腐蚀剂。

共聚物LB膜的光解作用

photopattern形成共聚物LB膜中光解作用机制的研究。获得实验数据的重大改变,p (TDMA -tBVPC56)与40 LB膜层用于紫外和红外光谱,和p (TDMA)tBVPC56)电影是利用GPC测量。首先,p (TDMA -吸收光谱变化tBVPC56) LB膜有60层深紫外辐照下测量(图7)。193纳米的吸收带是分配给酰胺组和组t-butoxycarbonyloxy组。吸光度下降在193海里表明主链断开,光解作用的芳环或t-butoxycarbonyloxy集团发生的紫外线照射,导致形成的挥发性低分子量化合物如二氧化碳、异丁烯[16],或形成共轭结构,因为存在一个广泛的吸收尾巴在波长230纳米以上。

此外,GPC测定p (TDMA)tBVPC56)挤塑薄膜进行了确认分子量变化在深紫外辐照。显然,如图8所示,照射时间的分子量下降,曲线变得更广泛,表明分子分布大于初始状态。这些发现表明,主链断开也发生。

3350厘米的吸光度¹在LB膜的红外光谱,分配给羟基的伸缩振动,提高辐照后(图9),这是证据表明羟基集团是由紫外线照射(11、17)。乐队在1750厘米¹分配给羰基,由深紫外辐射衰减。这也意味着t -butoxycarbonyloxy集团从侧链给酚组中删除,可以溶解在碱性溶液[15]。此外,在2910厘米的吸光度¹分配给烷基是30分钟辐照后大幅下降。这意味着LB膜更溶解在碱性溶液由于分子量的变化。虽然困难仍然在区分不同主链和侧链断开,这些研究结果支持上述讨论p (TDMA)的灵敏度曲线tBVPC56) LB膜。

结论

共聚物[p (TDMA -tBVPC)是由自由基共聚。共聚物的结构进行分解的主要断链和侧链的乳沟。聚合物形成一个稳定的单层水子阶段和单层可以转移到固体基质。与深紫外光辐照LB膜,积极的语调模式可以发展后获得一个碱性水溶液。我们也调查了下属的腐蚀性质黄金。p (TDMA)tBVPC56)与20 LB膜层耐腐蚀高分辨率为1.0µm。从结果我们认为新的共聚物[p (TDMA)tBVPC56)可用于未来光刻。

确认

我们要感谢教授t .宫崎骏,y安藤博士应用物理学系研究生院工程、东北大学,表面轮廓测定法的使用。这部分工作由“未来研究”项目的补助金(JSPS-RFTF97P00302)日本促进社会科学。欧洲杯线上买球

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这篇文章也发表在印刷形式“材料和材料加工技术的进步”,7 [2](2005)209 - 214。欧洲杯足球竞彩