光刻纳米图案:你需要知道的

光刻，基于常规油墨印刷方法，是用于图案化各种层，例如导体，半导体，介电质或的，在表面上的技术。纳米图案延伸传统的光刻技术进入亚微米尺度。

因此，您的材料需要欧洲杯足球竞彩光刻和纳米模式可以利用单体，聚合物，油墨，树脂，硅烷，表面活性剂和其他相关产品。该公司提供抗蚀材料，用于自组装单分子膜(SAMS)的欧洲杯足球竞彩聚电解质，光酸发生器(PAGs)，用于157 nm UV抗蚀的含氟单体和高纯度降冰片二烯。所有材料的研究和批量也可用。欧洲杯足球竞彩

光刻

一个标准的集成电路是由许多有图案的金属、电介质和半导体薄膜组成，这些薄膜覆盖在各种基片上，如硅、锗或砷化镓。这种器件是使用一种称为光刻的技术制造的，在光刻技术中，辐射敏感的聚合物材料被称为电阻，在基片上产生电路图案。欧洲杯足球竞彩图1展示了平版印刷过程的常规顺序。

图1。光刻工艺的示意图。¹图片来源：默克

抗蚀剂材料的应用通常是通过在基材(晶片)上旋涂一层薄涂层，然后加热提取铸造溶剂(涂后烘焙、预曝光烘焙或预烘焙)。然后，通过掩模(在照片和x射线光刻中)以图像方式曝光抗蚀剂薄膜，或者直接使用剧烈聚焦的电子束。

被曝光的抗蚀膜随后被显影，通常是浸入显影溶剂中以产生三维浮雕图像。曝光可使抗蚀剂膜在显影剂中更容易溶解，从而产生掩模的正色调图像。

相反，它可能呈现在暴露较少溶解，导致负色调图象的产生。当的迁移抗蚀剂图像到衬底通过蚀刻和相关技术完成后，抗蚀剂被留下的发展充当保护掩模之后膜。该抗蚀剂膜必须“抗蚀剂”的蚀刻剂和的同时，将蚀刻被露出的区域屏蔽下面的衬底。

最后的抗蚀膜被剥离，在基片中留下首选电路的图像。为了制造复杂的半导体器件，这一过程反复进行。¹

对于可用于设备制造的抗蚀剂材料：

• 它必须能够从溶液中旋转铸造成一层薄而均匀的薄膜，粘附在各种基材上，如金属、半导体和绝缘体
• 能够承受极端恶劣的环境，例如高温，强腐蚀性酸和等离子体，如用于随后的蚀刻，掺杂和溅射操作。
• 具有高分辨能力，由溶解度/不溶解度特性决定
• 具有高的辐射灵敏度

在前几代的电阻(通常以酚醛酚醛聚合物为基础)中，每个吸收的辐射量平均少于材料内部的一个化学反应。早在1973年，史密斯就描述了照相和光刻胶应用的“光溶性组合物”，总量子产量超过1。²虽然该概念在实践中受到限制，但Crivello开发的恒温且光敏鎓盐作为阳离子光聚合的PAG产生的新机会。^3.

Fréchet(渥太华大学)和Wilson和Ito (IBM公司)的大学工业团队注意到微光刻的第一个CA抗蚀剂。^4.该团队将铵盐与可解酸的聚(4-[t-丁基羰基氧基]苯乙烯)(poly- tbocst)结合，创造了这个术语化学放大．1992年1月至1994年6月期间，仅这一专题就发表了200多篇文章和许多评论。欧洲杯猜球平台^5-10

在化学放大(CA)抵抗中，主要的光化学事件产生一种移动催化剂，通常在随后的曝光后烘烤(PEB)中，继续在5-25纳米半径内产生大量的二次催化事件，从而改变材料。这种化学放大能使总量子产量(物质反应的数量除以吸收的光子的数量)达到几百。因此，CA抗蚀剂必须由:

1. 有限数量(约1-5 wt%)的辐射敏感催化剂前驱体，通常是光酸发生器(PAG);
2. 可以通过添加，消除或重排只在催化剂的存在下反应几个化学基团;
3. 聚合物基质能够散射以平滑的透明薄膜的所有其他组件;和
4. 可选添加剂，以提高可加工性或性能;例如，表面活性剂，光敏剂和蚀刻电阻器。

而polymer-bound catalyst-sensitive组和催化剂前体是免费的在大多数报道成分(例如,我+ 2 ~ 3),组件》或任何组合的四世在理论上可以缠在一起,作为小分子,共聚物,均聚物或混合(例如,+ 2 + 3,我~ 2 + 3,我~二~三)。^{1 - 4}

随着他们在生产图像的更大的灵敏度和对比度，CA也比以前的抗阻剂更灵活的设计和配方。它们在辐射源(电磁或粒子束)和兼容干(等离子体)、多层和其他最先进的模式转移技术方面也更加通用。

抗蚀剂系统通常可以根据其设计，即一个，两个或多组件系统进行分类。单组分抗蚀剂系统由纯聚合物组成，应联合所有必要的属性，如辐射灵敏度，基板保护和成膜特性。当代光刻中最追求的抗蚀剂设计是追求的，其中两个组件系统，其中抗蚀剂功能由两个单独的组件提供。

在辐射源的基础上，也能够分离抗蚀剂系统分为三组：UV或光致抗蚀剂，电子束抗蚀剂和X射线抗蚀剂。光刻使用紫外光已经在半导体制造的主要技术，并可能将继续在可预见的将来是如此。X射线光刻具有产生高分辨率，高纵横比（高宽）图像的能力，被认为是未来的技术，而电子束光刻在光掩模制造经常使用。

基于曝光的波长，光刻可以进一步进一步细分为接近UV（350-450nm），中UV（300-350nm）和深紫色（<300nm）技术。虽然分辨率对应于暴露波长，但它与透镜的数值孔径（NA）成反比。因此，具有从G线（436nm）的高Na透镜的I-Line（365nm）被认为是16兆比克（Mbit）动态随机存取存储器（DRAM）制造的主要技术）最小特征尺寸为0.5mm的设备。

据了解，氟化氪(KrF, 248 nm)、氟化氩(ArF, 193 nm)和F2 (157 nm)准分子激光技术正在发展，而最小特征尺寸继续减少到0.5 mm以下，并下降到80 nm。¹¹

最终导致采用248纳米光刻作为先进器件制造技术的量子飞跃是CA电阻的进步。使用193纳米光的光刻已经成为下一代光刻工具的共识候选。在这个波长下，传统芳香基材料的不透明度阻止了它们的使用。欧洲杯足球竞彩

已经进行了对脂族聚合物预测的替代抗蚀剂材料和溶解抑制剂的研究。欧洲杯足球竞彩¹⁰单体轴承环侧基团，例如金刚烷基或降冰片基开始以来大大增强了在简单的丙烯酸类聚合物的耐蚀刻性。相反，脂环式结构已被直接包含到聚合物主链提供于193nm单层抗蚀剂的第二路线。¹²

在157nm处下一代光学光刻术的已要求在抗蚀剂技术的新发展。单层248纳米和193和纳米光致抗蚀剂是不合适的替代品，由于在157nm处的高的光学吸收率。包含氟的引入聚合物已经打开的门合适的抗蚀剂材料。欧洲杯足球竞彩¹³

纳米压印光刻

压印，或压花，是一种常见的技术，通过将由表面浮雕特征组成的刚性母片压缩到一个薄的热塑性聚合物薄膜中，随后加热到接近或更典型的，高于Tg(见图2)。¹⁴

由于并行处理，纳米压印光刻(NIL)具有高吞吐量的可能性，不需要复杂的工具，并能实现纳米级复制用于数据存储。^15,16.NIL也与传统的设备处理方法兼容。有许多实验参数，如T、熔体的粘度、聚合物与模具的粘附性等，决定了纳米压印过程的质量。¹⁷

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)已被广泛应用于可打印的材料上，但一系列热塑性和热固性聚合物正在研究，以改进刻蚀和后续蚀刻步骤。^18、19

图2。纳米压印光刻的示意性概述。图片来源：默克

刚性主体通常通过电子束光刻制备，并且在10-100nm尺寸范围内具有特征尺寸。一旦进行了聚合物膜的压印，就可以额外的蚀刻可以将图案移动到下面的基底中。聚合物掩模的金属蒸发和剥离进一步产生纳米缩放的图案化金属特征。

软光刻技术

Nanoimprint光刻（NIL）通常被用于压花硬的热塑性聚合物。该微成型和弹性体的压花已经获得这些材料已成为不可或缺的softlitho图形技术的应用，如微接触印刷（MCP）显著的兴趣。欧洲杯足球竞彩^20,21该技术涉及在印版和基材之间建立保形接触(图3)后，在弹性体印版[由聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)制成]上打印材料的单层。

亚微米的表面浮雕结构可以很容易地引入PDMS固化聚合物对平版印刷准备的母版。mCP的优点是，它允许表面在亚微米水平上进行化学图形化。

图3。微接触印刷(mCP)原理图概述。(图片由李宏伟、威廉·t·s·哈克提供;剑桥大学化学系，梅尔维尔聚合物合成实验室

弹性体印记与小分子(硫醇或硅烷)相连，并印在干净的基片(金或硅片)上。当印版与表面接触时，一层材料被传递到基材上。为了填补背景，第二硫醇或硅烷被用来产生化学图案的表面。

光化学酸生成器

光酸产生剂是阳离子型光引发剂。光引发剂是一种化合物，专门添加到配方中，将吸收的光能，紫外光或可见光，转化为起始物质，即自由基或阳离子形式的化学能。

阳离子光引发剂在光刻中应用广泛。各种类型的阳离子光引发剂作为稳定质子酸或路易斯酸的休眠光化学源的能力是它们在成像应用中的原因。微电子工业中器件尺寸的不断减小是通过推动光学光刻技术的极限而实现的。在化学放大抗蚀剂技术中，以图案为特征的辐射敏感材料(抗蚀剂)通常由基质聚合物和溴铵盐光酸发生器(或PAG)组成。¹⁰

在选择PAG时需要考虑许多材料方面的问欧洲杯足球竞彩题:适当的辐射敏感性以保证适当的酸生成以获得良好的耐蚀性，不存在金属元素，温度稳定性等。²²

强酸通常被认为是光催化剂的标准。三芳基硫鎓盐和二芳基碘鎓盐已成为CA抗蚀剂中常见的PAG成分。这是由于它们的基本性质，包括容易合成、生成酸(以及自由基)的高量子产率、热稳定性以及它们所提供的酸的强度和不挥发性。²³

简单的鎓盐具有对DUV、x射线和电子辐射的直接敏感性，因此可以在结构上进行调整，或与光敏剂混合，在中紫外线和更长的波长也能很好地工作。然而，铵盐是离子型的，大多数会从一些极性聚合物中相分离，或者不完全溶解在一些浇铸溶剂中。非离子型PAGs，如间苯三烷基和o,o-二硝基苄基磺酸盐，苄基砜和一些1,1,1-三卤化物，在一般使用疏水介质时更适合，尽管它们用于生成酸和热稳定性的量子产率通常较低。²⁴

光学光刻技术的进步在一定程度上导致了硅芯片集成密度的惊人增长速度——正如之前概述的那样，这一过程为半导体电路和器件的制造提供了模式和指导。虽然分辨率增强技术和较短波长光源的发展应该在未来几年内维持目前器件小型化的速度，但光学光刻技术将无法实现必要的特征尺寸。²⁵

正在开发多种替代的光刻方法，它们证明了克服这些分辨率限制的能力 - EUV，X射线，电子束和离子束光线标记，但是，由于它对光学光刻没有明确的继任机已经出现。

Nanopatterning

亚微米长度尺度的制造方法分布很广，从基于半导体工业的最先进的光刻方法到更多的当前材料和依赖于自组织的化学进展。欧洲杯足球竞彩对于100 nm以下的模式，有多种方法被提出(并且确实被证明)。其中包括近场光学光刻、用扫描探针显微镜在纳米尺度上直接制版、纳米压印(包括微接触印刷、模具辅助制版和热压制版)、基于聚合物相分离的制版、单分子膜的自组装等。

对非光刻技术的探索继续进行，这种技术可以提供经济有效的和简单的技术纳米制造策略。其中一些主张更适合生成单个纳米结构，用于纳米尺度器件的研究;低吞吐量对于商业应用来说总是不可行的。其他的，包括纳米压印光刻，由于并行处理，提供了高吞吐量的潜力，它们不需要复杂的工具，同时实现了数据存储的纳米级复制。^15,16.

它们在聚合物链的体积和自然长度尺度上的形态，位于纳米域，使聚合物成为纳米图案的完美构建块。综述了近年来利用聚合物光刻和自组装技术制造纳米结构的研究进展。²⁶

通过聚合物相分离的纳米图案

柔性的、化学不相容的、不同嵌段的嵌段共聚物可以微相分离成一系列纳米尺度的不同形貌。这个自组装过程是由一个相反的混合焓和一个小的混合熵指导的，而两个区块之间的共价键抑制宏观相分离。当微相分离形态可以被操纵并转化为有用的结构时，嵌段共聚物的相分离可以成为一种有影响力的工具，无需添加光刻和加工步骤来制造纳米结构。²⁷

防止共聚物，由大小和化学性质不同的组分组成的无规共聚物，如SSQ/聚丙烯共混，SSQ- mma共聚物，疏水性和亲水性聚合物的物理共混，在基本不相容模式的引导下，已被证明能产生任意的功能模式。^26,28在这种共混物中使用表面活性剂可以用来突出表面张力的不同区域。

软光刻技术与表面活性剂和微粒模板技术相结合，可生成层次有序的氧化物。²⁹最近的一份报告将有机修饰中间相的宏观蒸发印刷过程和分子尺度的蒸发诱导自组装(EISA)结合起来。这可以加速分层结构的制作，在多个长度尺度和多个位置显示形式和功能。在这种分级装配策略中，“油墨”的配方是复杂的，可能需要各种各样的表面活性剂。^30.

自组装单分子系统（SAMS）

聚电解质被标识为针对距离上比典型的分子尺寸大的静电相互作用支配在高介电欧洲杯足球竞彩常数的溶剂中的溶液性质的材料。^1、31日这些材料主要欧洲杯足球竞彩用于工业应用，如水介质中的分散剂，纺织和造纸中的施胶剂，凝浆剂和工业废料的絮凝剂，以及钻井泥浆和土壤的调节添加剂，以防止磨料损坏。近年来，它们已应用于导电聚合物薄膜沉积的分子自组装方法，^32.纳米颗粒,欧洲杯猜球平台^33.用于发光器件的共轭聚合物，^34.非中心对称二阶非线性光学(NLO)器件。^35.

的技术自组装单层膜或SAMs是一种创造性的、直接的、但强大的纳米级方法，用于制造用于众多设备应用的实际超分子组件。^36-40它需要在合适的基质上交替吸附阴离子和阳离子聚电解质。

其中通常只有一层是活性层，而另一层则通过静电吸引促进复合多层膜的结合。相反，带相反电荷的聚电解质可能会成为一个永久释放活性核的屏障。组织有序，功能多样，三维含生物分子的活性薄膜在生物技术和生物材料科学领域得到了广泛的应用。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球^41,42

在可能的聚阴离子候选化合物中，聚(苯乙烯磺酸)(PSSA)及其盐类已得到很大程度的利用。⁴⁰为什么?优异的吸附性能，平滑的薄膜，厚度易于控制，水溶性，负载/穿透活性组分的控制水平-所有的特性都是实现高性能器件的关键，基于超分子结构的灵敏度，选择性，稳定性和响应时间。此外，PSSA还被用于掺杂噻吩基共轭聚合物，使其具有导电性，如PEDOT/PSS(产品编号:PSS)。483095和560596）.接枝木质素的聚苯胺(翡翠盐)后处理(见产品编号)561096；561118；561126；561134)，而PSSA也可用于提高电导率。

降

对科学和专利文献的快速调查表明，这种动态单体已被广泛应用于高技术应用领域，从制药、材料科学和银相关领域，到作为基础研究活动的模型系统(例如，欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球在测试新的纳米催化剂时——在单步氢化反应中，^43、44串联环加成反应,^45.Pauson-Khand annelation^46、47以及详细的理论研究。^48,49.下表展示了降冰片二烯及其改性所提供的一系列新颖的性质，这些性质驱动了一些报告的应用。

方案1。降冰片二烯(NBD)与四环烷(QC)的转换。图片来源：默克

表1。降冰片属性。来源：默克

NBD财产	转换	NBD中的应用
二环,紧张的系统	光化学价异构化生成四环烷(QC)，将太阳能转化为应变能 （见方案1）	太阳能储存系统8.
二环,紧张的系统	应变能在转换回NBD时以热的形式逐渐释放 （见方案1）	Microheater9.；固体火箭推进剂用高能粘结剂10
二烯烃	以降冰片烯二醇衍生物为起始物，合成立体控制的romp衍生前驱体聚合物，在热消除作用下生成一种特殊形式的聚乙炔	用于导电聚合物，聚乙炔的Synthon11、12
脂环族的单体	NBD的笨重的酯衍生物的控制环化，得到立体规则性2-烷氧羰nortricyclene聚合物	基于环脂肪聚合物的新型欧洲杯足球竞彩抗蚀材料用于193 nm激光成像13
刚性的三维交联剂	豆油溶液-NBD热固性共聚物的合成	形状内存聚合物与Tg高于环境温度14
NBD	ROMP合成含氟聚合物，聚[2,3-双（三氟甲基）NBD]具有热电特性与在室温低介电损耗相结合有效的高值	热电变送器，其性能指标与PVDF相当或更好15
NBD	对NBD的环二聚、共二聚、异构化和烯丙基化反应的选择性和反应速率进行控制	作为具有宽范围罕见多环烃的有机和石化合成的通用基材16
NBD	抑制苹果果肉组织中乙烯的产生和RNAase的诱导	水果生产中生长调节剂17
高度紧张NBD	在烷氧基硅烷的PD催化转化的PD催化转化中的试剂	高效的氢清道夫18
二环NB	开始于15步合成(+)-Sparteine	第一次不对称全合成(+)-Sparteine的Synthon19

参考资料及进一步阅读

1. 特种聚合物；戴森,R.W。;查普曼和霍尔:纽约，NY 1987;p110(目录编号:Z22,414-6）.
2. g·h·史密斯;美国专利3 779 778，1973．
3. Crivello, j .诉;林，j.h. W。j .变异较大。Sci．1976那56., 389年。
4. Frechet, j.m.;为,大肠;c·g·威尔逊;伊藤H。聚合物1983那24, 995年。
5. Reichmanis大肠;胡莉f m;Nalamasu o .;微电子聚合物的研究;美国化学学会:美国华盛顿特区ACS分会。Ser。537年,1994年。
6. 麦克唐纳，S.A .;c·g·威尔逊;Frechet，J. M.J.加速。化学。res.．1994那27，151。
7. 伊藤h .日本。j:。理论物理。那Part 11992那31., 4273年。
8. 等。j . Photopolym。科学。抛光工艺．1992那5.17，17。
9. Burggraff, P。半导体国际1994那1756。
10. Walraff通用;欣斯贝格,W.D.化学牧师．1999那99, 1801年。
11. 服务,水欧洲杯线上买球2001，293。
12. Meagley, R.P.等。化学。通讯．1999, 1587年。
13. 布罗斯基,et al。j . Va。科学。抛光工艺．B.2000那18，3396。
14. Herzig的，E.P.微光学，伦敦：泰勒和弗朗西斯，1997年。
15. Terris，B.D.等等。达成。理论物理。吧。1996那69., 4262年。
16. 李，M等。达成。理论物理。let．2000那76.，673。
17. Faircloth, B.等。j .休假。科学。抛光工艺．B.2000那18, 1866年。
18. 等。j .休假。科学。抛光工艺。B.2000那18, 1861年。
19. 等。j .休假。科学。抛光工艺。B.2000那18, 3582年。
20. 夏,Y。Angew。化学。Int。艾德．1998那37., 550年。
21. 等。IBM J. Res. Dev．2001那45., 697年。
22. Reichmanis等。同前。1991那3., 394年。
23. Crivello，J.V.“聚变液 - 聚光的启动者”;Springer-Verlag：柏林，聚合物科学的进步，62,1，欧洲杯线上买球1982．
24. Houlihan，F.M;等等。在微栓塞的聚合物中;美国化学学会:美国华盛顿特区ACS分会。Ser。537，1994, 25岁。
25. 伊藤、t;冈崎,S。自然2000那406, 1027年。
26. : l;威廉,T.S.H.固体与材料科学的现状欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球2002那6.3，3。
27. Klok的，H.A。;Lecommandoux，S.adv。母娘．2001那13, 1217年。
28. 等。聚合物预印本2001那42.48岁。
29. 杨，P.等。欧洲杯线上买球1998那282., 2244年。
30. 范，H.等。自然2000那40556。
31. 关于聚电解质和离聚物之间的区别的讨论，请参见:Eisenberg, a .;金,j s。简介离聚物；约翰·威利:纽约，NY 1998Z41,033-0）.
32. Sayre，C.N;凯伦，下午j .板牙。化学．1997那7., 909年。
33. 徐志军，等。adv。母娘．1997那9.，61。
34. 翔，J。等人。变异较大。Prepr．1993那34., 757年。
35. 等。絮凝。快速Commun．1997那18, 451年。
36. Tedeschi, C.等。j。化学。Soc．2001那123，954。
37. 李，s。 -等等。兰姆尔2000那16, 10482年。
38. Stair, J.L.等。化学。母娘．2001那13，2641。
39. Suzuki，I.等。大分子2002那35.，577。
40. 从1966年到2001年6月的文献参考的综合列表，参见poly电解质多层主页。
41. 桑托斯，j.p。兰姆尔2001那17, 5361年。
42. Strohoff J.J.;墨金,c.a化学。牧师．1999那99, 1849年。
43. 托马斯，J.M.等。Acc。化学。Res。2003那36., 20。
44. Raja，R;托马斯，准噶米。冲浪研究。科学。和催化2002那141.(纳米多孔材料III)，欧洲杯足球竞彩 317。
45. 等。j。化学。Soc。2002那12410978。
46. 儿子，S.U.等人。org。吧。2002那4.3983。
47. 吉布森，S.E.等人。四面体2002那58., 4937年。
48. Mackenzie-Ross, H.等。J. Phy。化学。一种2002那106, 9573年。
49. 岸本，N。等人。公牛。化学。Soc。日本．2002那75.，1503。
50. 西久保，T。，等。大分子1992那25, 4469年。
51. Morino, S.等。j . Photopolym。科学。抛光工艺．1994那7., 121年。
52. 赖特,主机;埃。J.Org。化学．1993那58.，4122。
53. Stelzer，F.第8次烯烃复分解研讨会的讲座，拜罗伊特（德国），4-9。1989年9月。
54. 巴赞等。大分子1991那24，4495。
55. 钮，J。等人。Angew。化学。1998那110, 685年。
56. 李，f .;拉洛克，R.C。j:。聚。科学。2002那84., 1533年。
57. 戴维斯，G.R.等。聚合物1995那36., 235年。
58. Flid, V.R.等。欧亚Chemico-Technological J．2001那3., 73年。
59. Treccani等。园艺学报179:V国际研讨会。
60. Sudhakar,美国;Luh T.-Y。J.Org。化学。2002那67., 6860年。
61. 史密斯，柯氏等等。Org列托人．2002那4., 2577年。

此信息已采购，从默克提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问默克。