專利名稱：一種納米壓印光刻膠表面改性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米壓印光刻膠表面改性劑，屬于半導(dǎo)體造技術(shù)光刻膠材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米壓印光刻技術(shù)是一種新的光刻技術(shù)，以其高分辨率低成本的特點而被認(rèn)為是可能用于大規(guī)模集成電路制造的下一代光刻技術(shù)。作為納米壓印光刻技術(shù)的關(guān)鍵材料，納米壓印光刻膠，由于其性能直接影響到復(fù)制圖形的分辨率、保真度、缺陷率以及圖形轉(zhuǎn)移過程中的刻蝕選擇性而被廣泛研究。現(xiàn)階段主要有熱壓印光刻膠和紫外納米壓印光刻膠兩大類，由于此技術(shù)采用機(jī)械接觸式光刻方法，壓印后脫模是其面臨的一個關(guān)鍵問題。經(jīng)對現(xiàn)有光刻膠文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，從成分上分光刻膠主要可分為純有機(jī)材料、有機(jī)娃材料和氟聚合物。純有機(jī)材料對底材附著性好，但表面能較高，壓印后難于脫模，會造成壓印圖的性缺陷率高，而且容易損壞模板；使用有機(jī)硅材料代替純有機(jī)材料能達(dá)到較好的脫模效果，然而有機(jī)硅材料在氧氣掃膠下會有固體二氧化硅顆粒生成，而且有機(jī)硅主體材料在降低上表面張力的同時也降低了對光刻膠與硅片的粘附力；氟聚合物作為光刻膠材料能夠較好的降低光刻膠表面張力，但會造成光刻膠刻蝕選擇性下降，也會減小光刻膠對底材的粘附力。同時，為滿足成膜及對底材的粘附，使用有機(jī)硅或氟聚合物為主體的光刻膠材料只能將表面能降低到一個較大的數(shù)值，對大面積高分辨率結(jié)構(gòu)的壓印難以得到滿意的脫模效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種納米壓印光刻膠表面改性劑，通過對壓印光刻膠表面進(jìn)行改性，能夠在不犧牲光刻膠其它性能的前提下極大降低光刻膠表面張力，從而確保了順利脫模，有效地減小了壓印圖形的缺陷率，并且防止了模板的沾污。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，通過在旋涂成膜軟烘后的壓印光刻膠表面噴涂一層小分子全氟紫外固化樹脂溶液，然后軟烘，去除溶劑，在光刻膠表面形成一層納米級全氟樹酯防粘膜以達(dá)到降低光刻膠表面張力的目的。其原理為在紫外固化或者熱固化反應(yīng)過程中，涂覆于光刻膠表面的樹脂紫外可聚合基團(tuán)與光刻膠上表面分子發(fā)生聚合反應(yīng)， 使得全氟基團(tuán)整齊排列于光刻膠與模板之間，作為光刻膠與模板中間介質(zhì)，阻止模板與光刻膠粘連。一種納米壓印光刻膠表面改性劑，其特征在于該表面改性劑的組成和重量配比如下
有機(jī)小分子溶劑65%-85%
全氟紫外固化樹脂10%-30%
表面活性劑O. 5%-5%
光引發(fā)劑0.1-0.5%穩(wěn)定劑O. 1-0. 5%
所述的有機(jī)小分子溶劑，為乳酸乙酯、丁酮、環(huán)己酮、二丙酮醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚中的任一種或幾種的組合。所述的全氟紫外固化樹脂碳原子數(shù)目為大于10而小于25的全氟丙烯酸酯、全氟環(huán)氧樹脂、全氟乙烯基醚中的任一種或幾種的組合，其中“全氟”是指分子式中含有全氟基團(tuán)(一CF3)的化合物。所述的表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、多醇表面活性劑中的任一種或幾種的組合。所述的光引發(fā)劑，為2，2-二乙氧苯乙酮、I-羥基環(huán)己基苯乙酮、對異丙基苯基-2-羥基二甲基丙酮-I、二苯甲酮、2-氯化硫雜蒽酮、4-苯基二苯甲酮、2，4 二甲基硫雜蒽酮、9，10-菲醌、雙甲基氨-對氧氮環(huán)丁酮中的任一種或幾種的組合。所述的穩(wěn)定劑，為二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸芳香酯類、苯甲酸酯類穩(wěn)定劑的任一種或幾種的組合。根據(jù)以上配比配料，依次放入容器中加熱并攪拌使之混合均勻，在30_40°C溫度下穩(wěn)定半小時，經(jīng)O. 2 μ m孔徑過濾器過濾即得表面處理劑，以上操作均在避光條件下進(jìn)行。該制得的納米壓印光刻膠表面處理劑為無色透明或者淺黃色透明液體，主要用于軟烘后壓印前光刻膠表面的處理，以解決高表面能光刻膠與模板粘結(jié)力大難于脫模而導(dǎo)致的缺陷率增加、模板損壞、圖形保真度下降等問題。使用全氟丙烯酸酯、全氟環(huán)氧樹脂、全氟乙烯基醚樹脂制備的表面處理劑，由于全氟樹脂的加入使光刻膠表面形成了一層全氟涂層從而使其表面能極大的降低，提高了光刻膠脫模能力。并且涂層只存在于光刻膠表面，厚度為幾納米。除改善其脫模能力外對光刻膠的抗刻蝕能力，圖形保真度等性質(zhì)無不良影響。此改性劑可用于熱固化和紫外固化兩類壓印光刻膠，對各種成分的光刻膠表面能降低均有效果，對表面能高的純有機(jī)光刻膠效果尤為明顯。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
I本發(fā)明解決了壓印光刻技術(shù)中一個極關(guān)鍵的脫模問題，對提高模板壽命和增加壓印成品率都有很大的幫助。2本發(fā)明增加了光刻膠材料適用范圍，很多光固化、熱固化材料及功能化材料，有很好的成膜能力、對底材的附著力，由于其高的表面能而導(dǎo)致的不易脫模限制了其作為納米壓印光刻膠的應(yīng)用，使用此涂層，將能極大拓展可壓印材料范圍。3本發(fā)明適用于紫外納米壓印和熱壓印，對熱固性光刻膠、熱塑性光刻膠、紫外固化性光刻膠均能起到很好的改性效果。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施敘述于后。以配制IOOg壓印光刻膠表面處理劑為例，其制備方法如下。實施例I
分別稱取丁酮35g，環(huán)己酮40g，二丙酮醇5g，全氟丙烯酸酯18g，脂肪醇聚氧乙烯醚
I.5g, 2，2- 二乙氧苯乙酮、I-羥基環(huán)己基苯乙酮、對異丙基苯基-2-羥基二甲基丙酮-I、二
4苯甲酮和2-氯化硫雜蒽酮的混合物O.3g，二苯甲酮和苯并三唑混合物O.2g。將上述幾種物質(zhì)依次加入燒杯中加熱并攪拌，在30-40°C溫度下穩(wěn)定半小時，經(jīng)O.2μ m孔徑過濾器過濾即得表面處理劑，以上操作均在避光條件下進(jìn)行。實施例2
分別稱取為乳酸乙酯50g，乙二醇乙醚20g，全氟丙烯酸酯12g，全氟環(huán)氧樹脂17g，聚氧乙烯烷基胺2.Og, 2,4 二甲基硫雜蒽酮、9,10-菲醌和雙甲基氨-對氧氮環(huán)丁酮混合物
O.5g、苯并三唑、水楊酸芳香酯和苯甲酸酯混合物O. 5g。將幾種物質(zhì)依次加入燒杯中加熱并攪拌，在30-40°C溫度下穩(wěn)定半小時，經(jīng)O.2 μ m孔徑過濾器過濾即得表面處理劑，以上操作均在避光條件下進(jìn)行。 所述實施例僅用于說明本發(fā)明技術(shù)方案，并不用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種納米壓印光刻膠表面改性劑，其特征在于具有以下的組成成分及重量百分比有機(jī)小分子溶劑65%-85%全氟紫外固化樹脂10%-30%表面活性劑O. 5%-5%光引發(fā)劑0.1-0.5%穩(wěn)定劑O. 1-0. 5%所述的有機(jī)小分子溶劑，為乳酸乙酯、丁酮、環(huán)己酮、二丙酮醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚中的任一種或幾種的組合；所述的全氟紫外固化樹脂碳原子數(shù)目為大于10而小于25的全氟丙烯酸酯、全氟環(huán)氧樹脂、全氟乙烯基醚中的一種；所述的表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、多醇表面活性劑中的任一種或幾種的組合；所述的光引發(fā)劑，為2，2- 二乙氧苯乙酮、I-羥基環(huán)己基苯乙酮、對異丙基苯基-2-羥基二甲基丙酮-I、二苯甲酮、2-氯化硫雜蒽酮、4-苯基二苯甲酮、2，4 二甲基硫雜蒽酮、 9，10-菲醌、雙甲基氨-對氧氮環(huán)丁酮中的任一種或幾種的組合；所述的穩(wěn)定劑，為二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸芳香酯類、苯甲酸酯類穩(wěn)定劑的任一種或幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米壓印光刻膠表面改性劑，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)光刻膠材料領(lǐng)域。該表面改性劑的組成和重量配比如下有機(jī)小分子溶劑65%-85% 全氟紫外固化樹脂10%-30% 表面活性劑0.5%-5%光引發(fā)劑0.1-0.5%穩(wěn)定劑0.1-0.5%。根據(jù)以上配比配料，依次放入容器中加熱并攪拌使之混合均勻，在30-40℃溫度下穩(wěn)定半小時，經(jīng)0.2μm孔徑過濾器過濾即得表面處理劑。將其噴涂于壓印光刻膠表面做表面處理劑。本發(fā)明制得的表面處理劑能夠有效的降低光刻膠表面能，以達(dá)到順利脫模、減少缺陷、保護(hù)模板的目的。
文檔編號G03F7/11GK102604454SQ20111042866
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者任鑫, 張劍平, 施利毅, 王金合, 趙彬 申請人:上海大學(xué)