Физико-химические процессы при модификации полимеров высокочастотным звуком и электронами высокой дозы

• Автор: Федоров, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 125 с. : ил.

1.1 Методы получения рисунка в резисте

1.1.1 Фотолитография

1.1.2 Электронолитография

1.1.3 Метод самоформирования

1.2 Резистивные пленки

1.2.1 Характеристика фоторезистов на основе

новолака и нафтохинондиазида

1.2.2 Характеристика электронорезистов на основе метилметакрилата

1.3 Процессы повышения чувствительности резистов

1.3.1 Химическая модификация резистов

1.3.2 Модификация резистов ультразвуком

1.3.3 Модели, описывающие модификацию полимерных
жидкостей ультразвуком и звуком высокой частоты
1.4 Анализ литературных данных, теоретическое обоснование
работы и выбор направления исследования
Глава 2. Методика эксперимента
Глава 3. Модификация тонких полимерных пленок ультразвуком и звуком высокой частоты
3.1 Процесс модификации фоторезиста на основе новолака и нафтохинондиазида и электронорезистов на основе метилметакрилатов ультразвуком и звуком высокой частоты
3.2 Спектрометрическое определение характера и степени модификации тонких полимерных пленок ультразвуком и звуком высокой частоты
3.2.1 Спектрометрическое определение характера и степени
модификации пленок на основе новолака и нафтохинондиазида
3.2.2 Спектрометрическое определение характера и степени модификации пленок на основе метилметакрилата
3.3 Сенситометрия полимерных пленок на основе новолака и метилметакрилата
3.4 Растворение воздуха на границе раздела резиствоздух при ультразвуковом воздействии
3.5 Анализ воздействия звука высокой частоты и ультразвука на тонкие полимерные пленки
Глава 4. Модификация полимерных материалов звуком высокой
частоты в объеме
4.1 Оценка изменения вязкости полимеров под воздействием звука высокой частоты
4.2 Анализ воздействия звука высокой частоты на полимерные жидкости
Глава 5. Модификация резиста на основе новолака и
нафтохинондиазида электронами предельной дозой 3 Клсм
5.1 Изменение свойств резистов на основе новолака и нафтохинондиазида под воздействием предельной дозы электронов КГ3 Клсм
5.2 Формирование рисунка методом самоформирования в резисте на основе нафтохинондиазида и новолака, модифицированном дозой электронов 3 Клсм
5.3 Возможность модификации негативных электронорезистов в поле электронного пучка
5.4 Анализ воздействия электронов дозы Клсм на резист на основе новолака и нафтохинондиазида
Список используемой литературы
Список основных обозначений и сокращений
УЗ ультразвук
УФ ультрафиолет
НХД нафтохинондиазид
ХД хинондиазид
ММА метилметакрилат
ГММА полиметилметакрилат
ММАМАК сополимер метилметакрилати с метакриловой кислотой
ФП фоторезист позитивный
ФН фоторезист негативный
ПАВ поверхностноакустические волны
ЭЛЛ электроннолучевая литография
ЭЛ электронный луч
ИС интегральная схема
у контрастость
X степень полимеризации макромолекулярного соединения С скорость распространения звука Ск скорость звука в резисте
Сз скорость звука в феррите сердечнике вибратора
Л раствора динамическая вязкость раствора
г вязкость растворителя
М средняя молекулярная масса
гм максимальный радиус сечения молекулы полимера
г взаимное расстояние электрона и атома
Р звуковое давление
с концентрация раствора резиста
свозл концентрация растворенного в резисте воздуха
I интенсивность ультразвука
v максимальная скорость перемещения молекул растворителя в ультразвуковом поле сила сопротивления Стокса
стоксовская сила сопротивления на одно полимерное звено энергия, затрачиваемая на модификацию резиста т время обработки резиста
V объем раствора резиста плотность резиста
плотность феррита
ро плотность раствора полимера
рср плотность среды
мощность подводимая к вибратору
Сибр диаметр сердечника магнитострикционного вибратора
толщина резистивной пленки, во время ее модификации звуком
V в скорость растворения
о0ТН максимальная скорость перемещения молекул растворителя в ультразвуковом поле
Рв число мономерных звеньев в выступающей цепи
вероятность образования клубков полимерных молекул
объемная плотность энергии однородного звукового поля коэффициент диффузии
к коэффициент растворимости Генри р парциальное давление воздуха
а поляризуемость атома
е электрический заряд электрона
диэлектрическая постоянная плотность тока электронного пучка
Введение


Так, например, в работах 6, оценивалась вязкость полимерных растворов для интенсивности звука Втм2 на частотах звука кГц при времени модификации около и более минут. Причем модификация растворов полимеров осуществлялась в объеме жидкости значительно превышающем 1 мл. Т.е. В отличие от указанных экспериментов, мы проводили эксперименты по методике, позволяющей исследовать модификацию полимерных растворов на подложке прикрепленной к магнитострикционному вибратору. Это позволило использовать объемы около 1 мл, низкую интенсивность 0 Втм2 и время обработки не более минут при заданной частоте. При выполнении диссертационной работы при частоте вибратора, близкой к его резонансу, удалось наблюдать кавитационный процесс, и таким образом подтвердить вышесказанную гипотезу для критически малых объемов. Выполнены фотоснимки физических процессов проходящих в капле, расположенной на подложке. Предложенная в диссертационной работе методика позволила изучить физикохимические процессы в растворе полимера в процессе облучения звуком и резистивные качества пленок после модификации. Исследования модифицированных звуком резистов проводились на спектрофотометре СФ в диапазоне от 0 нм до 0 нм. Сравнительный анализ кривых проявления пленок резиста также подтвердил наличие модификации резиста звуком интенсивностью 0 Втм2 на частотах кГц и кГц. Предложенный в диссертационной работе метод звуковой обработки растворов может быть применен как для исследования воздействия звука на различные жидкости в малых объемах, так и для химического и физического изменения жидкостей растворов в малых объемах под воздействием звука или ультразвука. Такая методика может быть применена в медицине, химической промышленности, микроэлектронике и других областях науки и техники. Предложенная методика позволяет изучать маскирующие свойства резистов, модифицированных звуком и ультразвуком, что представляет практический и научный интерес для микроэлектроники. В диссертационной работе также излагаются результаты, полученные при модификации растворов полимеров в больших объемах. Было выяснено, что процесс модификации идет вблизи вибратора, но в процессе перемешивания раствора модифицированный полимер распространяется но всему объему сосуда. Большое значение, в настоящее время, имеют работы по изучению и поиску методов модификации существующих резистов, позволяющие значительно повысить резистивные качества резиста. В связи с этим в диссертационной работе изучаются маскирующие свойства резиста ФП3 после воздействия на него пучка электронов высокой дозы 1, Клсм2. Актуальность данной работы заключается в следующем. При повышении плотности интеграции ИС проводящие дорожки сужаются, что ведет к возрастанию плотности тока, а, следовательно, к локальному нагреву проводников, и как следствие к их плавлению. Эта проблема решается при использовании металлизации из тугоплавких металлов, которые могут выполнять роль проводников. Кроме того, при этом решается проблема дорогой металлизации, т. Следовательно, снижается и стоимость ИС, что очень выгодно для рентабельности производства ИС. Необходимо отметить, что в наших экспериментах взрывная литография была выбрана как метод исследования хрома, т. При этом нас интересовато качество формируемого края рисунка. Установка электроннолучевой литографии 2I, i которой мы проводили эксперименты, позволяет формировать элементы больше 0,2 мкм, т. Отметим, что метод взрывной литографии является очень трудоемким, в значительной степени зависящим от внешних условий изменения температуры, газовыделения, изменения давления и т. Поэтому он не получил промышленного применения, хотя впервые был открыт более двадцати лет назад, но как метод исследования он незаменим. Кроме того, хром имеет относительно низкий коэффициент линейного расширения 8, ммград по Золару, в сравнении с металлами, широко используемыми для металлизации ИС. Например, алюминий имеет коэффициент линейного расширения по Золару равный 6 ммтрад т. Следовательно, при использовании хрома снижаются механические напряжения, неизбежно возникающие при металлизации.