光刻图像，是  　第二讲　干式氮吹仪光刻技术和光致抗蚀剂４０１ 掩模所提供的图案的“负像”，就像普通照相中的底片一样，故称为负性光刻胶。 　　最早被开发出来，成功地用于生产的负胶，是聚乙烯醇肉桂酸酯系列的化合 物，目前市售的ＫＰＲ胶或ＰＶＡＣ胶即属此类。它们的结构式如下式所示： ..ＣＨ２—ＣＨ２..　 Ｏ　聚乙烯醇部分 ＣＯ　 ＣＨ　 ＣＨ 　肉桂酸根部分 　 庎　 　　从上述结构式可以看出，聚乙烯醇部分构成了高分子链的主体，在未发生交 联以前，这种树脂是线性高分子化合物组成的，是可溶性的。但在该高分子化合 物的侧链上有肉桂酸部分，其中一个双键是不稳定的，在光照条件下双键发生断 键，并互相交

联，形成不溶性的网状大分子。这就是这类树脂的感光性基团，也 是其发生光固化的根据。但这类感光树脂在结构上存在一些致命的弱点，主要 是：这类感光树脂的感光性基团是在侧链上，而侧链与主链间是靠酯键联结起来 的。而酯化程度一般不可能达到１００％，酯化程度不高就导致这种感光树脂的 感光性及溶解度降低，进而使其抗蚀性能也大大降低，作为光刻胶的品质和使用 效果都较差。另外酯键的强度较差。在光刻过程的多道工序中，特别在酸性或 碱性介质中很容易断键，因而耐酸碱刻蚀的能力不强。人们致力于寻找新的更 优秀的负性抗蚀剂。１９５８年美国柯达公司开发并推出环化橡胶类的负性抗蚀 剂。它主要是由天然

橡胶或聚异戊二烯合成橡胶，在酸性催化剂，如对甲苯磺酸 的催化下，部分链节进行环化，同时聚合物长链发生降解，转变成为相对分子质 量较低的带有环状结构的“断片”。这种 “断片”称为“环化橡胶”。环化橡胶中 仍保持有一部分双键，这部分双键在受光照时也能发生加成反应，形成交联，这 是环化橡胶能作为负性胶的根据。但是这部分双键对光的敏感性不强，单靠它 们自身发生光交联比较困难，不能适应光刻的要求。因而在环化橡胶抗蚀剂内， 必须添加一定量的芳香族双叠氮化合物作为光交联剂。这类双叠氮化合物对特 定的光波十分敏感，受光照后两个叠氮基立即分解，形成具有两个自由基的双氮 烯自由基： ·Ｎ—Ｒ—Ｎ ·。这种双氮烯自由基十分活泼，可作为游离基反应的引发 剂，在环化橡胶分子的双键部分引起开键加成，而双氮自由基自身也可对双键加 成而作为“架桥剂”，把环化橡胶分子彼此交联起来，造成环化橡胶的固化。因 此这类抗蚀剂应该称为环化橡胶双叠氮化物抗蚀剂，但通常为方便起见就简