基于羧酸肟酯光敏基团的非化学放大型聚合物光刻胶

合成了2种羧酸肟酯光敏基团修饰的苯乙烯类单体2,2,2-三氟-1-(4'-乙烯基-[1,1'-联苯]-4-基)乙-1-酮-O-(3-甲基苯甲酰基)肟(OXE-P)和2,2,2-三氟-1-(4'-乙烯基-[1,1'-联苯]-4-基)乙烷-1-酮-O-噻吩-2-甲酰肟(OXE-S)通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、高分辨率质谱(HRMS)表征了单体分子结构.采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法制备得了2种新型聚合物POXE-P和POXE-S,使用凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物分子量大小及其分布.结果表明,聚合物具有良好的溶解性、热稳定性和成膜性,满足作为光刻胶材料的要求.将聚合物分别溶于光刻胶溶剂,形成非化学放大型光刻胶.通过电子束光刻测试了POXE-P非化学放大型光刻胶的光刻性能,结果表明,POXE-P光刻胶可获得50 nm HP(half-pitch)的光刻图案.红外光谱(FTIR)和原位产物分析研究POXE-P光刻胶的曝光机理,表明肟酯结构在曝光后发生分解,形成了羰基化合物、二氧化碳等分子.聚合物侧链的结构变化以及聚合物链间可能存在的自由基交联反应使得聚合物在曝光前后发生了溶解度转变,显影后形成负性光刻图案.