專利名稱：：紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用的制作方法紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光固化壓印膠
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，是一種紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：目前納米結(jié)構(gòu)制作的主要途徑是采用光刻手段在物體上制作納米量級圖形，光學(xué)光刻的極限分辨率可以達(dá)到光源波長的一半，193nm波長的光源分辨率則可以達(dá)到100nm，157nm波長的光源分辨率將達(dá)到70nm。而由于深紫外線能被各種材料強(qiáng)烈吸收，繼續(xù)縮短波長將難以找到制作光學(xué)系統(tǒng)的材料，這使得光學(xué)光刻在70nm時在技術(shù)上遇到其難以跨越的困難。在光學(xué)光刻努力突破分辨率極限的同時，替代光學(xué)光刻的下一代光刻技術(shù)在最近幾年內(nèi)獲得了大量的研究，在下一代光刻技術(shù)中，電子束光刻已被證明有非常高的分辨率，但其生產(chǎn)效率太低；X線光刻雖然可以具備高產(chǎn)率，但X線光刻的工具相當(dāng)昂貴。光學(xué)光刻成本和復(fù)雜的趨勢及下一代光刻技術(shù)難以在短期內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化激發(fā)人們研發(fā)一種非光學(xué)的、廉價的且工藝簡便的納米技術(shù)，即納米壓印技術(shù)(NIL)。在納米壓印中，相當(dāng)昂貴的光刻只需被用作制造可靠的印章，然后就可以被用于生產(chǎn)成百上千的復(fù)制品；其加工分辨率不受光學(xué)光刻的最短曝光波長的物理限制，目前已經(jīng)可以制作線寬在5nm以下的圖案，由于省去了光學(xué)光刻掩模板和使用光學(xué)成像的成本，該法相比下一代光刻技術(shù)具有成本低、高產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，并在制作納米電子器件，CD存儲器和磁存儲器，光電器件和光學(xué)器件，生物芯片和微流體器件等諸多領(lǐng)域已經(jīng)顯示出相當(dāng)好的應(yīng)用前景。美國專利US5772905公開了聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)作為納米壓印抗蝕劑的用途，它可有利地在硅片上旋轉(zhuǎn)澆鑄，具有良好的脫模性能和具有低的熱收縮率，公開的納米壓印方法要求PMMA溶液被涂敷在基底上，刻有納米圖案的印章在一定的溫度(一般高于PMMA的玻璃化溫度70-80°C)和壓力下進(jìn)行熱壓印，待聚合物完全充滿印章空隙后降溫至玻璃化溫度以下以固化圖案，撤模，干法刻蝕去除剩余的壓印膠和實現(xiàn)圖案向基底的轉(zhuǎn)移；熱壓印需要在較高的溫度和壓力進(jìn)行，這將大大降低該技術(shù)的生產(chǎn)效率，限制該技術(shù)在更廣領(lǐng)域的應(yīng)用；其次，高溫時印章和基底熱膨脹的不匹配會給大面積圖案的精確排列帶來困難。美國專利號US5900160，US5925259和US5817242中，壓印模板用UV可固化的光刻膠潤濕(自組裝單層，如烷基硅氧烷)，然后壓到平滑的基片上。類似于常規(guī)壓印過程，壓印模板自基片表面升起時，留下結(jié)構(gòu)化的光刻膠材料；在此所用光刻膠材料顯示出對底材足夠的潤濕度，但不適用于溶劑脫除(liff-off)法，它們不具有足夠的耐刻蝕性；結(jié)構(gòu)尺寸在1微米范圍內(nèi)，高出多于一個數(shù)量級；這些方法都不適用以達(dá)到目的。美國專利號US6334960公開了一種紫外光固化納米壓印技術(shù)-步進(jìn)閃光壓印技術(shù)，它采用粘度低，流動性好的可紫外光固化高分子預(yù)聚物體系作為納米壓印膠，當(dāng)模板和可紫外光固化高分子預(yù)聚物接觸后，不需要外界壓力，利用液體特有的毛細(xì)現(xiàn)象，就可使紫外光固化材料很容易地注入模板的納米結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過紫外光使其快速固化，從而使壓印過程可以在室溫、很低的壓力下迅速完成，但是該方法中壓印膠是采用懸滴的方法，模板尺寸小，一次加工面積小，從而影響了該工藝的產(chǎn)率。由于上述技術(shù)均存在不同缺點(diǎn)，需要額外的改進(jìn)工藝、材料和方案以供在納米壓印中使用，例如，需要在納米壓印技術(shù)中使用克服了以上所述問題的新的薄膜組合物；因此，需要提供能在不需要高溫高壓的操作條件下，能實現(xiàn)一次大面積納米壓印(如在4〃，6〃，8〃晶片上進(jìn)行壓印)的壓印膠，從而提高產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)出關(guān)鍵尺寸小于100nm的圖案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的—種紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，由(甲基)丙烯酸酯型單體、含硅(甲基)丙烯酸酯、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑與助劑組成；組份按質(zhì)量百分比，(甲基)丙烯酸酯型單體0.01%60%，含硅(甲基)丙烯酸酯30%60%，交聯(lián)劑1060%，光引發(fā)劑1%10%，助劑0.01%8%;壓印膠的硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)620%;其中，所述的(甲基)丙烯酸酯型單體選自(甲基)丙烯酸C1-18酯，如優(yōu)選丙烯酸丁酯、丙烯酸2_乙基己酯、丙烯酸月桂酯；所述的(甲基)丙烯酸酯型單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為0.0130%;所述的含硅丙烯酸酯單體含有至少一個(甲基)丙烯酸酯基和質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20%的硅元素，選自具有結(jié)構(gòu)(I)或結(jié)構(gòu)(II)的單體或兩者的組合物，RiCH2々0、,一R3)(1)O、Si_p—SiI(II)1/l/^Si~O—Si、、R6在結(jié)構(gòu)式(I)中，R為H，甲基，乙基，乙烯基或者3，3，3-三氟丙基中的一種；&為CH3或者H中的一種;&為亞烴基；在結(jié)構(gòu)式(II)中，R為CH3或者H中的一種；R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8為H、烷基、烯基、芳基、芳烯基或者丙烯酸酯基中的一種5所述的含硅丙烯酸酯單體優(yōu)選為Y_丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，丙烯酸酯化籠型低聚倍半硅氧烷中的一種；所述的含硅丙烯酸酯單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為3050%;所述的交聯(lián)劑選自脂肪族(甲基)丙烯酸酯，環(huán)狀或者芳香族(甲基)丙烯酸酯中的一種或者幾種混合物；所述的交聯(lián)劑優(yōu)選乙氧基化(甲基)丙烯酸酯，環(huán)狀或者芳香族(甲基)丙烯酸酯中的一種；如E0-TMPTA，PDDA等；所述的交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為1040%;所述的光引發(fā)劑選自a—羥基苯乙酮，a—氨基苯乙酮或者?；趸⒅械囊环N；所述的光引發(fā)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為15%;所述的助劑選自有機(jī)氟硅烷流平劑、含氟表面活性劑，有機(jī)醇或者聚醚烷基共改性硅油消泡劑中的一種或者幾種混合物；—種紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠的制備方法，其具體步驟為，將含硅(甲基)丙烯酸酯單體，與丙烯酸酯型單體、交聯(lián)劑與光引發(fā)劑、助劑按上述的質(zhì)量百分比超聲避光混合，得到含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，粘度為5mPas500mPas，壓印膠的硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為620%。本發(fā)明還涉及壓印膠的使用方法，壓印膠應(yīng)用于紫外納米壓印技術(shù)，可在本發(fā)明中使用單層納米壓印或者多層體系壓印，具體步驟為，(a)首先，將聚合物溶液旋涂在基底上，轉(zhuǎn)移層為熱塑性或者熱固性聚合物，轉(zhuǎn)移層通過旋涂溶解在有機(jī)溶劑中的轉(zhuǎn)移層材料的溶液得到，膜厚50300nm;所述的熱塑性或者熱固性聚合物，選自聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，環(huán)氧聚合物，聚酰胺，聚酰亞胺，聚氨酯，聚碳酸酯或者聚酯中的一種或者幾種混合物，所述的熱塑性聚合物，優(yōu)選為PMMA，PS，PC中的一種或者幾種混合物；(b)其次，在轉(zhuǎn)移層與刻蝕層之間涂上一層粘附促進(jìn)劑；所述的粘附促進(jìn)劑用于增加壓印膠與基底的粘附力，粘附促進(jìn)劑是含(甲基)丙烯酸酯的硅烷偶聯(lián)劑，如Dorcorning公司的KH-570;(c)再次，在轉(zhuǎn)移層上再旋涂一層壓印膠，壓印膠的粘度為5mPas500mPas，優(yōu)選10mPas50mPas，上層刻蝕層膜厚100800nm;把帶有圖案的印章表面經(jīng)低表面能的抗粘劑，如Abcr公司的AB111444處理后壓入刻蝕層，在0.51.5atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間不大于5min，壓印膠固化成型后撤模；(d)最后，除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是(1)本發(fā)明提供一種壓印膠，不需要高溫高壓的操作條件，能實現(xiàn)一次大面積納米壓印(如在4〃，6〃，8〃晶片上進(jìn)行壓印)，從而提高產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)出關(guān)鍵尺寸小本發(fā)明固化后含硅刻蝕層與轉(zhuǎn)移層對氧氣等離子刻蝕具有高選擇性，刻蝕層由于含硅元素，其刻蝕的速率小于轉(zhuǎn)移層刻蝕的速率，在除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域后可以作為掩膜，通過氧氣等離子刻蝕轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移層上，將在刻蝕層上形成的深寬比小的結(jié)構(gòu)圖案在轉(zhuǎn)移層上放大為高深寬比大的結(jié)構(gòu)圖案，放大倍數(shù)可達(dá)6:l，使結(jié)構(gòu)圖案可以更可靠的被復(fù)制到基片上。具體實施方式以下提供本發(fā)明紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用的具體實施方式。實施例1Y-甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的制備方法在配有攪拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口燒瓶中，依次加入62g(0.25mo1)Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和163g(1.5mo1)三甲基氯硅烷。開動攪拌，30min內(nèi)滴加48g甲醇(1.5mo1)和40.5g(2.25mol)水的混合液，控制滴加速度，使內(nèi)溫不超過50°C。在室溫下繼續(xù)反應(yīng)12h，停止攪拌。反應(yīng)液分層，有機(jī)相用水洗至中性后用無水硫酸鈉干燥，蒸除低沸物后再減壓蒸餾，收集112115°C/0.2mmHg的餾分。丄匪R數(shù)據(jù)(CDC13，300MHz):0.12((s，27H)，0.51(t，2H)，1.62(m，2H)，4.1(t，2H)，1.96(s，3H)，5.54(s，1H)，6.1(s，1H)。實施例中所用原料的公司和型號為Ciba公司的Irgacure184，Irgacure369，DAROCURTPO;毅克公司的YCK1310和YCK1270;Dorcorning公司的KH-570;Abcr公司的AB111444。實施例2Y-丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的制備方法在配有攪拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口燒瓶中，依次加入58.5g(0.25mol)Y-(丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和163g(1.5mo1)三甲基氯硅烷，開動攪拌，30min內(nèi)滴加48g甲醇(1.5mo1)和40.5g(2.25mol)水的混合液，控制滴加速度，使內(nèi)溫不超過50°C。在室溫下繼續(xù)反應(yīng)12h，停止攪拌。反應(yīng)液分層，有機(jī)相用水洗至中性后用無水硫酸鈉干燥，蒸除低沸物后再減壓蒸餾，收集136138°C/lmmHg的餾分。丄HNMR數(shù)據(jù)(CDC13，300MHz):0.12((s，27H)，0.51(t，2H)，1.62(m，2H)，4.1(t，2H)，5.54(s，1H)，6.1(s，1H)，6.4(s，1H)。實施例3丙烯酸酯化籠型低聚倍半硅氧烷的制備方法7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>首先，制備不完全水解的三硅醇[(c-C5H9)78i709(0H)3]:蒸餾水(360ml)緩慢加入到環(huán)戊基三氯硅烷中c-C5H9SiCl3(65g，0.319mol)，快速攪拌，在3L的圓底燒瓶中用丙酮(1.3L)回流該溶液65h.用布氏漏斗收集得到的白色固體，用丙酮洗滌，為了移去殘留的樹脂，將濾餅粉碎在丙酮(300ml)中攪拌2h;過濾與干燥之后(405(TC，8h)，粗產(chǎn)品(19g)懸浮于重量20倍的嘧啶中，攪拌過夜，少量不溶物(0.13g)通過布式漏斗過濾除去；然后將嘧啶溶液小心倒入相同體積的混有碎冰的濃鹽酸中，布氏漏斗中收集到的沉淀物用大量水洗到中性，然后在405(TC下過夜干燥；之后用二乙醚索氏抽提得到白色微晶粉末(11.5g，29%)。將得到的不完全水解的三硅醇(2.0g，0.002mol)與三乙胺(0.81g，0.008mol)的混合物溶于四氫呋喃中，在冰浴中冷卻，3-(丙烯酰氧基)丙基三氯硅烷(0.57g，0.002mol)溶于四氫呋喃中緩慢滴加到混合物中，室溫攪拌過夜，過濾除去不溶鹽，濾出物濃縮到lOml，倒入乙腈中，過濾得到白色沉淀物，真空干燥得到白色固體(1.67g，68%)。丄HNMR(CDC13，6):6.4(d，1H)，6.1(m，1H)，5.8(d，1H)，4.1(t，2H)，1.4—1.88(m，58H)，0.9(m，7H)，0.6(m，2H).29SiNMR(CDC13):_66.52，-67.00。實施例4實施例1y-甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的應(yīng)用將實施例1制備的y_甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷與丙烯酸叔丁酯，鄰苯二甲酸二丙烯酸酯，Irgacure184，YCK1270(質(zhì)量百分比)按照配方1中的比例避光超聲15min混勻，得到壓印膠配方1壓印膠的粘度為10mPas;(a)將PMMA溶解在丙酮中，PMMA占溶劑丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，旋涂在硅片上，得到膜厚為lOOnm的PMMA轉(zhuǎn)移層；(b)在PMMA轉(zhuǎn)移層上涂上一層粘附促進(jìn)劑KH-570，用于增加壓印膠與基底的粘附力，厚度為2nm;(c)在粘附促進(jìn)層上旋涂混勻得到的壓印膠配方l，膜厚120nm，把帶有圖案的印章表面經(jīng)抗粘劑AB111444處理后壓入刻蝕層，在0.9atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間60s，壓印膠固化成型后撤模；(d)除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。配方1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例5實施例2Y_丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的應(yīng)用將實施例2制備的Y_丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷與乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸2-乙基己酯，Irgacure184，Irgacure379，YCK1310(質(zhì)量百分比)按照配方2中的比例避光超聲15min混勻；壓印膠的粘度為15mPasj(a)將PMMA溶解在丙酮中，PMMA占溶劑丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，旋涂在硅片上，得到膜厚為300nm的PMMA轉(zhuǎn)移層；(b)在PMMA轉(zhuǎn)移層上涂上一層粘附促進(jìn)劑KH-570，用于增加壓印膠與基底的粘附力，厚度為2nm;(c)在粘附促進(jìn)層上旋涂混勻得到的壓印膠配方2，膜厚300nm，把帶有圖案的印章表面經(jīng)抗粘劑AB111444處理后壓入刻蝕層，在O.8atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間20s，壓印膠固化成型后撤模；(d)除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。配方2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例6實施例3丙烯酸酯化籠型低聚倍半硅氧烷的應(yīng)用將實施例3制備的丙烯酸酯化籠型低聚倍半硅氧烷與二縮三丙二醇二丙烯酸酯，丙烯酸叔丁酯，Irgacure379，YCK1270(質(zhì)量百分比)按照配方3中的比例避光超聲15min混勻；壓印膠的粘度為20mPas;(a)將PC溶解在甲苯中，PC占溶劑甲苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，旋涂在硅片上，得到膜厚為200nm的PC轉(zhuǎn)移層；(b)在PC轉(zhuǎn)移層上涂上一層粘附促進(jìn)劑KH-570，用于增加壓印膠與基底的粘附力，厚度為2nm;(c)在粘附促進(jìn)層上旋涂混勻得到的壓印膠配方3，膜厚400nm，把帶有圖案的印章表面經(jīng)抗粘劑AB111444處理后壓入刻蝕層，在0.7atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間60s，壓印膠固化成型后撤模；(d)除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。配方3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例7實施例1Y-甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的應(yīng)用將實施例1制備的Y_甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷與丙烯酸叔丁酯，二縮三丙二醇二丙烯酸酯，Irgacure369，YCK1270(質(zhì)量百分比)按照配方4中的比例避光超聲15min混勻，得到壓印膠配方4壓印膠的粘度為15mPas;(a)將PMMA溶解在氯苯中，PMMA占溶劑氯苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，旋涂在硅片上，得到膜厚為200nm的PMMA轉(zhuǎn)移層；(b)在PMMA轉(zhuǎn)移層上涂上一層粘附促進(jìn)劑KH-570，用于增加壓印膠與基底的粘附力，厚度為2nm;(c)在粘附促進(jìn)層上旋涂混勻得到的壓印膠配方l，膜厚600nm，把帶有圖案的印章表面經(jīng)抗粘劑AB111444處理后壓入刻蝕層，在0.6atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間60s，壓印膠固化成型后撤模；(d)除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。配方4組分Wt%二縮三丙二醇二丙烯酸酯40Y-甲基丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅院30丙烯酸叔丁酯30Irgacure3691YCK12700.1實施例8實施例1Y-甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的應(yīng)用將實施例1制備的Y_甲基丙烯酰氧基_丙基三(三甲基硅氧基)硅烷與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，丙烯酸叔月桂酯，Irgacure379，YCK1270(質(zhì)量百分比)按照配方5中的比例避光超聲15min混勻；壓印膠的粘度為25mPas;(a)將PC溶解在甲苯中，PC占溶劑氯苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，旋涂在硅片上，得到膜厚為150nm的PC轉(zhuǎn)移層；(b)在PC轉(zhuǎn)移層上涂上一層粘附促進(jìn)劑KH-570，用于增加壓印膠與基底的粘附力，厚度為lnm;(c)在粘附促進(jìn)層上旋涂混勻得到的壓印膠配方5，膜厚800nm，把帶有圖案的印章表面經(jīng)抗粘劑AB111444處理后壓入刻蝕層，在0.9atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印11章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間60S，壓印膠固化成型后撤模；(d)除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移圖案至基底。配方5組分Wt%三羥甲基丙烷三丙烯酸酯50丙烯酸叔月桂酯20Y-甲基丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅焼30Irgacure3691YCK12700.1對上述六種紫外納米壓印用壓印膠進(jìn)行各種性能測試，其結(jié)果見表1。表1紫外納米壓印用壓印膠性能測試項目測試結(jié)果配方1配方2配方3配方4配方5外觀透明浪體微黃透明液體徽黃透明液體微黃透明液體微黃透明液體動力粘度，(25°C),mPas1015201525固化速度，s6040606020成膜性好好好好好固4b^表面能，mN/m2222221822附著力好好好好好以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，它由(甲基)丙烯酸酯型單體、含硅(甲基)丙烯酸酯、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑與助劑組成；組份按質(zhì)量百分比，(甲基)丙烯酸酯型單體0.01％～60％，含硅(甲基)丙烯酸酯30％～60％，交聯(lián)劑10～60％，光引發(fā)劑1％～10％，助劑0.01％～8％；其中，所述的(甲基)丙烯酸酯型單體選自(甲基)丙烯酸C1-18酯；所述的含硅丙烯酸酯單體含有至少一個(甲基)丙烯酸酯基和質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20％的硅元素，選自具有結(jié)構(gòu)(I)或結(jié)構(gòu)(II)的單體或兩者的組合物，在結(jié)構(gòu)式(I)中，R選自H，甲基，乙基，乙烯基或者3，3，3-三氟丙基中的一種；R1選自CH3或者H中的一種；R2為亞烴基；在結(jié)構(gòu)式(II)中，R選自CH3或者H中的一種；R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8選自H、烷基、烯基、芳基、芳烯基或者丙烯酸酯基中的一種；所述的交聯(lián)劑選自脂肪族(甲基)丙烯酸酯，環(huán)狀或者芳香族(甲基)丙烯酸酯中的一種或者幾種混合物；所述的光引發(fā)劑選自α一羥基苯乙酮，α一氨基苯乙酮或者?；趸⒅械囊环N；所述的助劑選自有機(jī)氟硅烷流平劑、含氟表面活性劑，有機(jī)醇或者聚醚烷基共改性硅油消泡劑中的一種或者幾種混合物。F2008102046748C0000011.tif2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的(甲基)丙烯酸酯型單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0130%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的含硅丙烯酸酯單體選自Y-丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基-丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，丙烯酸酯化籠型低聚倍半硅氧烷中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的含硅丙烯酸酯單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3050%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的交聯(lián)劑選自乙氧基化(甲基)丙烯酸酯，環(huán)狀或者芳香族(甲基)丙烯酸酷中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1040%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠，其特征在于，所述的光引發(fā)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠的應(yīng)用，其特征在于，具體步驟為，(a)首先，將聚合物溶液旋涂在基底上作為轉(zhuǎn)移層，轉(zhuǎn)移層為熱塑性或者熱固性聚合物，轉(zhuǎn)移層通過旋涂溶解在有機(jī)溶劑中的轉(zhuǎn)移層材料的溶液得到，膜厚50300nm;所述的熱塑性聚合物或者熱固性聚合物，選自聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，環(huán)氧聚合物，聚酰胺，聚酰亞胺，聚氨酯，聚碳酸酯或者聚酯中的一種或者幾種混合物，(b)其次，在轉(zhuǎn)移層與刻蝕層之間涂上一層粘附促進(jìn)劑；所述的粘附促進(jìn)劑帶有含(甲基)丙烯酸酯反應(yīng)官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑；(c)再次，在轉(zhuǎn)移層上再旋涂一層壓印膠，壓印膠的粘度為5mPas500mPas，上層刻蝕層膜厚100800nm;把帶有圖案的印章表面經(jīng)氯硅烷低表面能的抗粘劑處理后壓入刻蝕層，在O.51.5atm條件下壓印，待壓印膠完全充滿印章空隙后，紫外光透過印章背面照射使其聚合，固化時間不大于5min，壓印膠固化成型后撤模；(d)最后，除去固化刻蝕層中較薄的區(qū)域；除去不受刻蝕層保護(hù)的轉(zhuǎn)移層；除去基片上不受轉(zhuǎn)移層保護(hù)的區(qū)域以及殘余刻蝕層；除去剩余的轉(zhuǎn)移層；再進(jìn)行干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層，并轉(zhuǎn)移圖案至基底。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠在紫外納米壓印的應(yīng)用，其特征在于，在所述的步驟(a)中，所述的熱塑性聚合物或熱固性聚合物，為PMMA，PS，PC中的一種或者幾種混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠在紫外納米壓印的應(yīng)用，其特征在于，在所述的步驟(c)中，壓印膠的粘度為10mPas50mPas。全文摘要本發(fā)明公開了紫外納米壓印用含硅(甲基)丙烯酸酯型光固化壓印膠及其應(yīng)用；由(甲基)丙烯酸酯型單體、含硅(甲基)丙烯酸酯、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑與助劑組成；組份按質(zhì)量百分比，(甲基)丙烯酸酯型單體0.01％～60％，含硅(甲基)丙烯酸酯30％～60％，交聯(lián)劑10～60％，光引發(fā)劑1％～10％，助劑0.01％～8％；壓印膠的硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)6～20％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明具有高硅含量、低粘度、固化速度快、低收縮、高附著力、高抗蝕性的特點(diǎn)，是紫外納米壓印專用光固化壓印膠，可實現(xiàn)大面積紫外納米壓印，經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)出關(guān)鍵尺寸小于100nm的圖案。文檔編號G03F7/028GK101750895SQ20081020467公開日2010年6月23日申請日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者董會杰,辛忠申請人:華東理工大學(xué)