Poly(tutene-1 sulfone)作為深紫外光正型阻劑及其氮電漿表面改質之研究

Abstract

Poly(butene-1 sulfone)(PBS) 是相當靈敏的電子束及X-光正型阻劑, 但其對紫外光 (UV)感度甚差。我們研究發現如加入少量光酸, triphenylsulfonium hexafluoroars enate(TPSHFA) , 於PBS 中, 經低劑量深紫外光(254nm) 曝光及80℃同步烘烤(concu rrent baking) , 可催化PBS 經由C-S 鍵斷裂而導致主鍵斷鍵, 因而可作為深紫外光 正型阻劑。我們同時研究了阻劑的諸項性質以及其化學反應機理。 此外, 我們也發現: 將PBS 經由低功率( ＜80w)的氮電漿作前處理, 可以大幅提高其 對CF 及O 活性離子蝕刻的阻抗能力, 且PBS 的原有厚度可得以保持。反應的機理和 化學結構亦經探討。綜合前面的討論, 我們可歸納出下面結論: 1.PBS＋TPSHFA 配成之阻劑, 經254 nm deep UV曝光催化PBS 經由C-S 鍵斷裂而導致 主鍵斷鏈, 因而可作為深紫外光正型阻劑, 此雙成分阻劑系統的靈敏度高, 對比值亦 佳。 2.於曝光時同時烘烤, 不但可減少空氣中所含水氣對TPSHFA經曝光產生的自由基和質 子的破壞, 且使PBS 裂解生成的SO 易於揮發離去, 因而在此制程條件下, PBS 斷鏈 效果最佳。 3.經由低功率氮電漿處理的PBS , 可大幅提高其對CF 及O RIE 的阻搞能力, 其中尤 以對於CF RIE者最顯著。 4.在本研究條件下(＜80W), PBS的改質效果隨著氮電漿的功率升高而提高, 且PBS 的 膜厚可大致保持不變。 5.氮電漿處理會使PBS 生成一些含氮的新鍵, 並使PBS 表面發生交聯作用, 以阻止或 延緩RIE 的去聚合作用, 達到提高阻抗能力的性質效果。