Page 21 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 陕绍云，等: 基于天然高分子的可再生光刻材料的研究进展 ·1951·

络可在 254 nm 的紫外光下降解。并通过紫外压印获 的结构稳定以及固化后聚合物薄膜无收缩和膨胀现
得高度约 130 nm 的图案。同时，这种光可逆抗蚀剂 象，起到了减小线宽粗糙度的作用。

图 8 二聚体-香豆素桥接聚合物的光二聚化和光解过程 [70]
Fig. 8 Process of photodimerization and photocleavage of the dimer-coumarin-bridged polymer [70]

总之，天然提取的香豆素类化合物并非直接作 酰亚胺三甲酸酯的三甲基硅纤维素（TMSC）薄膜
为光刻材料的主体，而是作为感光基团被镶嵌到聚 生成三氟酸，酸性质子再对三甲基硅氧键进行亲核
合物中作为光刻材料的一部分。但香豆素的双重光 攻击导致纤维素的再取代，从而脱硅。在辐照区域
响应作用强化了光刻材料的可剥离性和刻蚀选择 形成高 180 nm、横向分辨率约 550 nm 的独立纤维素
性，因此剥离性和刻蚀选择性优于商用光刻材料。 结构。
3.2 纤维素类光刻材料
纤维素是地球上最丰富的聚合物，具有可再生、
可生物降解和易改性的特点，因此纤维素在光刻材
料领域具有广阔的应用前景。
羟丙基纤维素是纤维素多糖链上的部分羟基被
醚基取代后的水溶性衍生物，克服了纤维素难溶解
导致加工难的难题。因此，DORE 等 [71] 和 ESPINHA
等 [72] 利用羟丙基纤维素作为抗蚀剂通过热辅助纳米
2
压印技术在硅基底上制备出了高宽比>1 的 1 cm 亚
微米特征的图案化区域。此外，利用羟丙基纤维素
和温度辅助纳米压印光刻，将金属沉积在印迹抗蚀
剂上，再除去纤维素衍生物，制备了金属纳米结构。
TAKEI 等 [73] 利用电子束敏感的 2-甲基丙烯酰氧
乙基取代羟丙基纤维素中 β-连接双糖中的羟基（图
9），将其作为水显影的电子束抗蚀剂。以 19 µC/cm 2
的电子束剂量刻蚀抗蚀剂获得了 75 nm 的线条和空 图 9 制备纤维素基抗蚀剂材料的化学反应 [73]
间图案，且抗蚀剂薄膜厚度均匀、收缩率低。 Fig. 9 Chemical reaction for preparing cellulose-based
resist material [73]
此外，纤维素对硅基材的结合较差，因此与硅原
子相结合能增大纤维素的附着能力。WOLFBERGER GANNER 等 [75] 则通过纳米级聚焦电子束直接
等 [74] 通过紫外照射光解含有少量光生酸剂 N-羟基萘 将 TMSC 层转化为纤维素，并通过湿化学过程除去