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Los silsesquioxanos de hidrógeno (HSQ, H-SiO x , T H n , H-resina) son compuestos inorgánicos con la fórmula empírica [HSiO 3/2 ] n . El H 8 Si 8 O 12 cúbico (T H 8 ) se utiliza como representación visual para HSQ. [ aclaración necesaria ] T H 8 , T H 10 , T H 12 y T H 14 se han caracterizado por análisis elemental , cromatografía de gases-espectroscopia de masas ( GC-MS ), espectroscopia IR y espectroscopia RMN . [1]
El HSQ de grado semiconductor de alta pureza se ha investigado como una resistencia negativa en fotolitografía y litografía por haz de electrones (e-beam) . [2] El HSQ se entrega comúnmente en metil isobutil cetona ( MIBK ) y se puede utilizar para formar películas de 0,01 a 2 μm en sustratos/obleas. Cuando se expone a electrones o radiación ultravioleta extrema ( EUV ), el HSQ se reticula a través de la evolución de hidrógeno concomitante con la reticulación del enlace Si-O . Recientemente, se ha demostrado la posibilidad de reticular HSQ utilizando pulsos láser ultracortos a través de la absorción multifotónica y su aplicación a la impresión 3D de vidrio de sílice . [3] [4] Las regiones suficientemente dosificadas y expuestas forman un óxido rico en Si de baja constante dieléctrica (low-k) que es químicamente resistente/insoluble frente a los reveladores, como el hidróxido de tetrametilamonio ( TMAH ). Se puede lograr un patrón de menos de 10 nm con HSQ. Las capacidades de modelado a nanoescala y el bajo k del óxido rico en Si producido tienen el potencial de tener un amplio alcance en aplicaciones y dispositivos nanométricos. [5]
El HSQ ha estado disponible como soluciones de MIBK al 1 y 6% (por ciento en peso) de Dow Inc. (anteriormente Dow Corning), llamadas XR-1541-001 y XR-1541-006, respectivamente. El HSQ en MIBK tiene una vida útil corta. Alternativamente, Applied Quantum Materials Inc. (AQM) produce HSQ con una vida útil más larga. [6] [7] Las soluciones de HSQ derivadas de la resina de silona seca de AQM están disponibles en los Estados Unidos de DisChem, Inc en concentraciones que van del 1 al 20% en MIBK [8] bajo la marca H-SiQ. EM Resist Ltd (Reino Unido) también suministra HSQ en todo el mundo tanto en polvo como en solución. [1]
Referencias
- ^ Agaskar, PA; Day, VW; Klemperer, WG (1987-09-01). "Una nueva ruta para los esferosilicatos trimetilsililados. Síntesis y estructura de [Si12O18](OSiMe3)12, D3h-[Si14O21](OSiMe3)14 y C2v-[Si14O21](OSiMe3)14". Revista de la Sociedad Química Americana . 109 (18): 5554– 5556. doi :10.1021/ja00252a058. ISSN 0002-7863.
- ^ Namatsu, H.; Yamaguchi, T.; Nagase, M.; Yamazaki, K.; Kurihara, K. (1998-03-01). "Nano-modelado de una resina de silsesquioxano de hidrógeno con fluctuaciones de ancho de línea reducidas". Ingeniería microelectrónica . Conferencia internacional sobre micro y nanofarbicación. 41– 42: 331– 334. doi :10.1016/S0167-9317(98)00076-8. ISSN 0167-9317.
- ^ Jin, Feng; Liu, Jie; Zhao, Yuan-Yuan; Dong, Xian-Zi; Zheng, Mei-Ling; Duan, Xuan-Ming (15 de marzo de 2022). "Características inorgánicas λ/30 logradas mediante litografía 3D multifotón". Nature Communications . 13 (1): 1357. Bibcode :2022NatCo..13.1357J. doi :10.1038/s41467-022-29036-7. ISSN 2041-1723. PMC 8924217 . PMID 35292637.
- ^ Huang, Po-Han; Laakso, Miku; Edinger, Pierre; Hartwig, Oliver; Duesberg, Georg S.; Lai, Lee-Lun; Mayer, Joachim; Nyman, Johan; Errando-Herranz, Carlos; Stemme, Göran; Gylfason, Kristinn B.; Niklaus, Frank (7 de junio de 2023). "Impresión tridimensional de vidrio de sílice con resolución submicrométrica". Nature Communications . 14 (1): 3305. Bibcode :2023NatCo..14.3305H. doi :10.1038/s41467-023-38996-3. ISSN 2041-1723. PMC 10244462 . PMID 37280208.
- ^ Chen, Yifang (5 de marzo de 2015). "Nanofabricación mediante litografía por haz de electrones y sus aplicaciones: una revisión". Ingeniería microelectrónica . 135 : 57– 72. doi :10.1016/j.mee.2015.02.042. ISSN 0167-9317.
- ^ Shen, Jiashi; Aydinoglu, Ferhat; Soltani, Mohammad; Cui, Bo (1 de marzo de 2019). "Litografía por haz de electrones utilizando una resina de polvo seco de silsesquioxano de hidrógeno con una larga vida útil". Journal of Vacuum Science & Technology B . 37 (2): 021601. Bibcode :2019JVSTB..37b1601S. doi :10.1116/1.5079657. ISSN 2166-2746. S2CID 104333826.
- ^ Jiashi, Shen (28 de septiembre de 2018). Litografía por haz de electrones utilizando resina HSQ de polvo seco con una larga vida útil y fabricación de electrodos con nanogaps (tesis).
- ^ "Microlitografía Surpass Chemicals Co INC en los EE. UU. - DisChem". discheminc . Consultado el 8 de enero de 2025 .
Lectura adicional
- Chen, Huiping; Tecklenburg, Ron E. (octubre de 2006). "Caracterización de silsesquioxanos de hidrógeno de peso molecular bajo e intermedio mediante espectrometría de masas". Revista de la Sociedad Americana de Espectrometría de Masas . 17 (10): 1438– 1441. Bibcode :2006JASMS..17.1438C. doi : 10.1016/j.jasms.2006.06.010 . ISSN 1044-0305. PMID 16872839. S2CID 3674845.
- Frye, Cecil L.; Collins, Ward T. (1970-09-01). "Silsesquioxanos oligoméricos, (HSiO3/2)n". Revista de la Sociedad Química Americana . 92 (19): 5586– 5588. doi :10.1021/ja00722a009. ISSN 0002-7863.