Preparation and Characterization of Polymer LB Films for Lithography.pdf

1、本文設(shè)計合成了作為LB膜抗蝕層成膜材料的兩親性分子N-烷基丙烯酰胺，包括N-十二烷基丙烯酰胺(DDA)，N-十二烷基甲基丙烯酰胺(DDMA)，N-十六烷基丙烯酰胺(HDA)，N-十六烷基甲基丙烯酰胺(HDMA)。同時合成了作為抗蝕層光酸敏感成分的1,4-二噁螺環(huán)[4，4]壬烷-2-亞甲基甲基丙烯酸酯(DNMMA)分子。并將二者進行共聚，研究其共聚物的成膜及光刻性能。 N-烷基丙烯酰胺DDA,DDMA,HDA,HDMA是一類長鏈兩

2、親性分子，成膜性能較好。我們研究了不同條件對這類分子空氣—水界面上成膜的π-A曲線的影響，并對單體和均聚物的Ⅱ-A曲線進行了比較，對不同投料比下的共聚物的π-A曲線進行了研究，同時也研究了空氣/水界面上的單分子層的彈性模量隨表面壓的變化行為。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)投料比為1∶1時，能夠得到比較陡峭，崩潰壓較高的π-A曲線。單分子層在空氣/水界面上達到最緊密的排列，即呈“固態(tài)”時，單分子層的彈性模量也達到最大值。利用紫外—可見分光光度計測定了在經(jīng)過

3、親水處理的石英基板上轉(zhuǎn)移層數(shù)為22層、42層、62層、82層的LB膜的紫外吸收，對LB膜的轉(zhuǎn)移情況進行研究，發(fā)現(xiàn)LB膜的紫外吸收與轉(zhuǎn)移層數(shù)呈線性關(guān)系，該結(jié)果說明膜的轉(zhuǎn)移是均勻的，所形成的LB膜是規(guī)整有序的。 用原子力顯微鏡對不同LB膜的表面聚集態(tài)進行了研究，發(fā)現(xiàn)使用通常恒定壓縮模式(靜態(tài))制備的LB膜，其分子的排列向有序的方向(與旋轉(zhuǎn)涂膜法相比)。使用振動(動態(tài))模式制備的LB膜，膜的表面狀態(tài)有了明顯改善，分子呈現(xiàn)致密排列，且鏈

4、段有一定的取向方向。利用在膜表面的刻痕的深度估算出了靜態(tài)膜和動態(tài)膜的厚度分別在1.0-1.4nm和1.4-1.8nm范圍。動態(tài)法得到的厚度與分子烷基側(cè)鏈的長度更加接近，這說明，使用動態(tài)沉積法之后，由于分子排列更加緊密，烷基側(cè)鏈的取向更趨向垂直于基板。對LB膜抗蝕層的光刻性能進行了初步研究。發(fā)現(xiàn)，所制的LB膜的紫外吸收隨深紫外(248nm)光源照射時間增長而變小，該物質(zhì)在此光源下可降解。在經(jīng)過親水處理的硅基板上沉積30層膜，經(jīng)過曝光和顯影