光酸催化應用於微影成像之研究

Abstract

本研究為利用光酸（Ph□S□AsF□□）曝光後產生質子酸HAsF□，進行酸催化反應。 因催化作用具有化學放大（Chemical amplofication）功能，且光酸本身感度高（２ ５４nm Deep UV曝光３０mj╱cm□即能分解產生酸），可以縮短曝光時間，改進感度 ，所以近幾年來漸被應用在微影成像製程上。 研究內容分為兩倍份： （一）光酸催化聚碳酸酯（Polycarbonate ，PC）去聚合作用做為自我顯像之研究： 利用光酸照光後產生酸，加熱催化PC（Copolycarbonate of ２，５-Dimethyl-２， ５-hexanediol and １，４-benzenedimethanol）斷鏈成小分子，在抽真空中自行發 揮，不需顯影液顯影，具有自我顯像功能。以熱重分析來探討無光酸及有光酸性形下 ，PC約在１９０- ２００℃斷鏈，有光酸催化下，斷鏈溫度降至８０- １００℃。利 用曝光部份產生酸，加熱至９０- １００℃，使PC斷鏈成小分子，在抽真空下自行揮 發，可作為正型阻劑。而乾式製程為未來發展必然的趨勢，以光酸催化聚碳酸酯去聚 合具有作為乾顯像材料的潛力。 （二）光酸催化Photo-Fried 重排反應之研究 本文發現光酸具有催化photo-Fries 重排反應之能力，除改進其微影成像時感度差的 缺點外，並提高對比值（contrast），使更具實用價值。 以Photo-Fries 重排反應之能力，除改進其微低對photo-Froes 重排速率的影響，在 ２５℃曝光劑量為２００mj╱cm 情形下，無光酸催他時，只有７．２％作用，而含 １０wt％光酸時，有２４．３％作用，且加入光酸催化後暗室效應，並以FT-IR 光譜 推測催化photo-Fries 重排反應機理，應為氫離子先與C = O 之氧鍵結而引起發重排 反應。 另外，本文亦探討了formyloxynovolac受光酸催化進行photo-Fries 重排反應的性質 。