【摘 要】
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目前,极紫外光刻是推动芯片制造工艺小型化的关键技术,而光刻胶材料的开发与研究是极紫外光刻重要组成部分。分子玻璃以尺寸小、单分散、无分子链缠绕等优势成为实现22 nm节点以下新型的光刻胶材料,引起人们的广泛关注。但是,目前已报道的大多数分子玻璃光刻胶的玻璃化温度较低,这会给其光刻性能带来分辨率降低、线边缘粗糙度增加等负面的影响。蝶烯由于具有独特的三维刚性结构,可有效的提高材料的玻璃化温度。因此,本文
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目前,极紫外光刻是推动芯片制造工艺小型化的关键技术,而光刻胶材料的开发与研究是极紫外光刻重要组成部分。分子玻璃以尺寸小、单分散、无分子链缠绕等优势成为实现22 nm节点以下新型的光刻胶材料,引起人们的广泛关注。但是,目前已报道的大多数分子玻璃光刻胶的玻璃化温度较低,这会给其光刻性能带来分辨率降低、线边缘粗糙度增加等负面的影响。蝶烯由于具有独特的三维刚性结构,可有效的提高材料的玻璃化温度。因此,本文设计合成了一系列以蝶烯为骨架的分子玻璃,并进行了结构表征,初步研究了这些分子玻璃的性能。（1）以1,4-二羟基蒽醌和1,8-二羟基蒽醌为原料,先合成多酚类分子玻璃TPC-OH-2、TPC-OH-3,然后分别与二碳酸二叔丁酯反应,最终合成以三蝶烯为骨架的正性分子玻璃TPC-BOC-2、TPC-BOC-3。通过红外、核磁、质谱、TGA、DSC、XRD、成膜性、溶解性和紫外吸收测试,表明TPC-BOC-2和TPC-BOC-3在220 nm处有最大紫外吸收峰,在248 nm处吸光度很低,具有良好的热稳定性和较高玻璃化温度（Td＞160℃、Tg＞125℃）,结晶度低、成膜性好,并且两者及它们的酸催化降解产物（TPC-OH-2、TPC-OH-3）在2.38%TMAH中有明显的溶解性变化。这种独特的分子结构和高Tg有利于形成均匀致密非晶态薄膜,满足光刻工艺的要求。（2）以1,4-二羟基蒽醌为原料,先合成多酚类分子玻璃HTPC-OH,再引入酸催化降解性基团-BOC、-CH2-BOC,合成以五蝶烯为骨架的正性分子玻璃HTPC-BOC、HTPC-CH2-BOC。通过测试,表明HTPC-BOC、HTPC-CH2-BOC在248 nm处吸光度较低,具有良好的热稳定性（Td＞175℃）和成膜性,且均不溶于2.38%TMAH碱性显影液中。但是,两者的Tg较低（Tg＜100℃）,限制了在光刻上实际应用。综上所述,本文设计合成了四个正性分子玻璃,其中TPC-BOC-2、TPC-BOC-3的光谱性质、热学性质、成膜性等基本性质,满足分子玻璃光刻胶的性能要求,适合进行后续光刻性能的研究。
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