双丙酮丙烯酰胺改性甲基丙烯酸酯类光刻胶的制备

论文摘要

光刻胶是电子信息产业中微细加工技术的关键性基础化工材料,光刻胶成膜树脂的改进是光刻胶开发的基础。传统的甲基丙烯酸酯类光刻胶由于分辨率不高,脆性较大,粘度大等缺点,限制了其在高精度线路板中的应用,因此能合成克服以上缺陷的树脂具有重要的现实意义。本文以甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为原料,采用溶液自由基聚合法合成了DAAM改性甲基丙烯酸酯树脂,将其作为光刻胶成膜树脂,配制成光刻胶,有效地改善了传统的甲基丙烯酸酯类光刻胶分辨率低、脆性大、粘度大的缺点。本文的主要内容有以下几个方面：1.采用溶液自由基聚合方法合成了甲基丙烯酸酯树脂,从引发剂种类和用量、加料方式、反应温度、反应时间、单体配比等方面,研究了合成条件对树脂分子量及分子量分布的影响；以DAAM对实验合成树脂进行改性,合成了DAAM改性甲基丙烯酸酯树脂,分析了改性后树脂的性能。结果表明,以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,在AIBN用量为单体质量的0.6-1%、反应温度80～85℃、单体质量比（MAA:MMA:BA）为25：50：25、DAAM用量为单体质量的5-10%,多次进料条件下制得的聚合物的重均分子量较大,分子量分布窄,改性后树脂的分辨率、粘附性提高,脆性改善。2.以实验合成树脂为成膜树脂,采用六芳基二咪唑、安息香双甲醚及二苯甲酮的混合引发体系,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）和1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）为交联单体,配制光刻胶,研究了成膜树脂种类、光引发剂用量、交联单体配比、交联剂用量对光刻胶感光性能的影响。结果表明,双丙酮丙烯酰胺改性能够显著提高树脂的感光性；在光引发剂用量为树脂质量的6.5%,交联单体配比TMPTA:HDDA为3：2,交联剂用量为成膜树脂质量的25%条件下,配制的光刻胶感光性能较好。3.对以上最佳条件下制得的光刻胶,研究了其光刻工艺,主要探讨了前烘、曝光、显影、坚膜等工艺对光刻图形质量的影响。结果表明,在光刻工艺条件为：前烘80℃、15min,曝光10s、显影40s,坚膜100℃、20min时,获得的光刻图形线条清晰完整、附着力好、分辨率高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 光刻胶的发展简介
• 1.3 光致抗蚀剂的分类
• 1.3.1 传统光刻胶
• 1.3.2 化学放大光刻胶
• 1.3.3 干膜光致抗烛剂
• 1.3.4 液态光致抗蚀剂
• 1.4 光刻工艺
• 1.4.1 涂胶
• 1.4.2 前烘
• 1.4.3 曝光
• 1.4.4 显影
• 1.4.5 坚膜
• 1.4.6 刻蚀
• 1.4.7 去膜
• 1.5 光刻胶的应用
• 1.6 光刻胶的性能要求
• 1.7 本课题研究的意义、目的及内容
• 第2章 成膜树脂的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与设备
• 2.2.2 成膜树脂的合成
• 2.2.3 分析测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 改性剂的选择
• 2.3.2 成膜树脂的表征
• 2.3.3 引发剂种类对聚合物分子量的影响
• 2.3.4 引发剂用量对聚合物分子量的影响
• 2.3.5 溶剂对聚合物分子量及粘度的影响
• 2.3.6 反应温度对聚合物分子量的影响
• 2.3.7 反应时间对聚合物分子量的影响
• 2.3.8 加料方式对聚合物分子量的影响
• 2.3.9 单体配比对聚合物及光刻胶性能的影响
• 2.3.10 双丙酮丙烯酰胺用量对聚合物及光刻胶性能的影响
• 2.4 小结
• 第3章 光刻胶的配制
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与设备
• 3.2.2 光刻胶的配制
• 3.2.3 分析测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 成膜树脂种类对光刻胶感光性的影响
• 3.3.2 光引发剂用量对光刻胶感光性的影响
• 3.3.3 交联单体配比对光刻胶感光性的影响
• 3.3.4 交联单体用量对光刻胶感光性的影响
• 3.4 小结
• 第4章 DAAM改性光刻胶的光刻工艺研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料与设备
• 4.2.2 实验内容
• 4.2.3 分析测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 涂胶条件的确定
• 4.3.2 前烘条件对光刻图形的影响
• 4.3.3 曝光时间对光刻图形的影响
• 4.3.4 显影时间对光刻图形的影响
• 4.3.5 坚膜条件对光刻图形的影响
• 4.3.6 确定工艺后的图形效果
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利
• 附录B 聚合物的GPC、DSC图