專利名稱：紫外光固化復(fù)合物材料及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光固化復(fù)合物材料，尤其是納米壓印技術(shù)和光刻技術(shù)紫外光固化復(fù)合物材料。
背景技術(shù)：
光刻技術(shù)是制備半導(dǎo)體集成電路和光、電、磁、生物器件以及微機械系統(tǒng)的的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的光刻工藝是把光刻膠通過旋轉(zhuǎn)涂膜的方法在基片上形成一層均勻的光刻膠薄膜，然后經(jīng)過掩膜板對光刻膠進行曝光，顯影后在光刻膠表面形成所需要的結(jié)構(gòu)圖案，最后經(jīng)過等離子刻蝕等工藝把結(jié)構(gòu)圖案傳遞到基片上。通過光刻工藝形成結(jié)構(gòu)圖案，其分辨率的高低取決于曝光波長的長短，隨著結(jié)構(gòu)圖案分辨率的日益提高，其制備成本也越來越高。目前由193nm曝光波長制備的結(jié)構(gòu)圖案，分辨率可以達到90nm，最小線寬達到37nm。由于曝光波長的減小受到光刻機的光學(xué)系統(tǒng)和光刻膠材料的限制，在現(xiàn)有條件下，傳統(tǒng)的光刻技術(shù)很難再進一步獲得更小的納米結(jié)構(gòu)。而下一代光刻技術(shù)，如超紫外光刻、電子束光刻、X-射線光刻、離子束光刻等技術(shù)雖然能夠獲得小于10nm以下的結(jié)構(gòu)圖案，但由于其設(shè)備成本和運行成本非常昂貴、產(chǎn)量極低、目前還無法應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
美國專利US5,772,905描述的是一種完全不同于光刻技術(shù)的微納結(jié)構(gòu)圖案制備技術(shù)——納米壓印技術(shù)，它的工作原理是，將具有浮雕式納米結(jié)構(gòu)圖案的模板通過一定的壓力，壓入加熱熔融的高分子薄膜內(nèi)、待高分子材料冷卻固化、納米結(jié)構(gòu)定型后，移去模板，然后再通過等離子刻蝕等傳統(tǒng)的微電子加工手段把納米結(jié)構(gòu)進一步轉(zhuǎn)移至基片上。美國專利US6,334,960描述了一種紫外光固化納米壓印技術(shù)——步進曝光壓印技術(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，達到可用于規(guī)?；瘧?yīng)用的要求。
CN200410076680.1(甲基)丙烯酸酯樹脂固化產(chǎn)品由紫外固化和/或熱固化(甲基)丙烯酸酯衍生物制得的。所述(甲基)丙烯酸酯樹脂固化產(chǎn)品包含高含量的由式1表示的骨架結(jié)構(gòu)，而表現(xiàn)出高的氣體屏蔽性和對不同基底材料的良好粘合性。
CN89101377.6丙烯酸氨基甲酸乙酯化合物和組合物，可在堿水溶液中顯影的丙烯酸氨基甲酸乙酯低聚物，其特征在于它包括2摩爾脂族、脂環(huán)族、芳香族、或芳香-脂族二異氰酸酯或它們的混合物，1摩爾羥基烷基或羥基延續(xù)烷基丙烯酸酯單體，1摩爾多元醇，1摩爾有3至6個羥基和3至6個碳原子的亞烷基多元醇每摩爾所說的亞烷基多元醇用至少半摩爾的二羥酸或酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物。
CN03109931.9可用作光纖涂層的紫外光固化涂料，尤其是可用作光纖涂層的紫外光固化涂料，其中添加了10～30％的丙烯酸有機硅單體稀釋劑、20～40％的丙烯酸有機硅樹脂、10～40％的丙烯酸環(huán)氧樹脂、10～20％的丙烯酸聚氨脂樹脂、1～2％的流平劑以及1～2％的光敏劑，將其用作光纖的內(nèi)、外涂層涂覆。
由于光刻技術(shù)是一項發(fā)展成熟，被工業(yè)界、科研領(lǐng)域廣泛接受并應(yīng)用的納米、微米結(jié)構(gòu)制備技術(shù)，對于較大尺寸的結(jié)構(gòu)圖案的制備有著其它技術(shù)所無法比擬的優(yōu)越性。如果能夠把光刻技術(shù)和納米壓印技術(shù)相結(jié)合，在制備較大尺寸的結(jié)構(gòu)圖案時采用光刻技術(shù)，制備小尺寸結(jié)構(gòu)圖案時采用納米壓印技術(shù)，則可以充分利用光刻技術(shù)和納米壓印技術(shù)各自的技術(shù)優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種可紫外光固化納米壓印材料，尤其是既適用于納米壓印技術(shù)，也能應(yīng)用于光刻工藝的可紫外光固化納米壓印材料。本發(fā)明的目的還在于提出對基片的納米壓印或光刻的材料的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是紫外光固化材料復(fù)合材料，由低粘度、多官能度的齊聚物(共聚物)，光引發(fā)劑，稀釋劑構(gòu)成；低粘度、多官能度的齊聚物是在室溫下呈現(xiàn)低粘度的液體，在室溫或以25℃為標(biāo)準(zhǔn)，齊聚物的粘度在1厘泊/秒～10000厘泊/秒，優(yōu)選25℃下100～1000厘泊/秒的齊聚物；所述液體齊聚物分子包含有兩個或兩個以上的可固化交聯(lián)的官能團的樹脂，可固化的官能團為碳碳不飽和雙鍵或環(huán)氧基團；碳碳不飽和雙鍵包括乙烯基、丙烯基、丁二烯基、異丙烯基、苯乙烯基、乙烯基酯或乙烯基醚；丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、環(huán)氧基團包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧環(huán)己烷；齊聚物占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的5-80％；所述稀釋劑是非反應(yīng)性的溶劑或反應(yīng)性單體。非反應(yīng)性溶劑是戊烷，己烷，庚烷，辛烷，氯苯，甲苯，二甲苯，丙酮，甲乙酮，甲基異丁基酮，甲酸酯，乙酸乙酯或二甲基甲酰胺以及它們的混合物；或用反應(yīng)性單體或它們的混合物作為稀釋劑反應(yīng)性單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷；稀釋劑占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的95-20％；基于陽離子引發(fā)聚合機理的可紫外光固化材料優(yōu)選含乙烯基醚官能團的樹脂或含環(huán)氧官能團的樹脂，光引發(fā)劑優(yōu)選三芳基硫或二芳基碘鎓離子型光酸生成劑；基于自由基引發(fā)機理的紫外光固化材料優(yōu)選具有丙烯酸酯甲基丙烯酸酯基團的材料，光引發(fā)劑優(yōu)選聯(lián)苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚或安息香丁醚，或醚化合物，光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的1～10％，優(yōu)選2～5％。
作為光刻膠材料應(yīng)用，在可紫外光固化組合物中加入了光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑，來控制引發(fā)劑擴散和聚合反應(yīng)擴散的問題。光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25％，優(yōu)選1～5％。
上述可固化交聯(lián)的官能團是乙烯基醚或環(huán)氧基團，則光引發(fā)劑為硫、碘翁離子型光酸生成劑，即三芳基硫、二芳基碘鎓離子型光酸生成劑，光反應(yīng)抑制劑為三取代有機胺，如二丁基乙醇胺、二異丁基乙醇胺、二甲基十一烷基胺、三異丙醇胺、鷹爪豆堿、甲基二環(huán)己基胺或三異丁基胺等。上述可固化交聯(lián)的官能團如為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，則光引發(fā)劑為聯(lián)苯甲酰、二苯甲酮等自由基引發(fā)劑，光反應(yīng)抑制劑為自由基猝滅劑。猝滅劑優(yōu)選芳基苯并呋喃酮類化合物、雙酚單丙烯酸酯類化合物、受阻胺類化合物和羥胺類化合物。
根據(jù)上述，光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的2～5％，光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25％。尤其是1～5％。
可紫外光固化材料復(fù)合物液體薄膜層，通過材料中加入反應(yīng)性有機硅材料或非反應(yīng)性有機硅材料來提高該層材料對氧等離子刻蝕的選擇性，優(yōu)選反應(yīng)性有機硅材料。加入可紫外光固化組合物中的有機硅材料可以是具有反應(yīng)性官能團，如即帶有乙烯基醚、環(huán)氧和(甲基)丙烯酸酯的有機硅材料；也可以是或非反應(yīng)性的有機硅材料。加量是帶有乙烯基醚、環(huán)氧和(甲基)丙烯酸酯的有機硅材料；非反應(yīng)性的有機硅材料，占齊聚物總重量的5-20％。
紫外光固化材料復(fù)合材料的應(yīng)用，應(yīng)用于納米壓印膠或作為光刻膠應(yīng)用于光刻技術(shù)，其特征是包含雙層材料用于對基片的納米壓印或光刻，上層可紫外光固化材料復(fù)合物液體薄膜層材料是權(quán)利要求1至7之一所述的材料，膜厚10-100nm；下層為熱塑型或熱固型高分子材料膜傳遞層，膜厚200-1000nm；熱塑型或熱固型高分子材料膜傳遞層，通過選擇性等離子刻蝕的方法，把在上層膜中制備的結(jié)構(gòu)圖案傳遞到該層膜中。下層高分子材料傳遞層，可選用熱固型的高分子材料，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上；選用熱塑型的高分子材料，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上。
上述固化后上層材料與下層材料對氧氣等離子刻蝕具有選擇性，上層膜刻蝕的速率小于下層膜刻蝕的速率，因此上層膜中形成的結(jié)構(gòu)圖案可以作為掩膜，通過氧氣等離子刻蝕轉(zhuǎn)移到下層膜上，同時圖案結(jié)構(gòu)的縱橫比被放大；優(yōu)選帶有反應(yīng)性官能團的有機硅材料，在紫外光固化時可以同時和其它紫外光固化材料形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明中的下層高分子材料可以是固化交聯(lián)后的高分子膜層，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上；也可以是可溶的熱塑型高分子膜層，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上。
雙層膜體系可以將在可紫外光固化組合物液膜上形成的縱橫比小的結(jié)構(gòu)圖案，通過選擇性等離子刻蝕的方法在高分子膜層上放大為縱橫比大的結(jié)構(gòu)圖案，使結(jié)構(gòu)圖案可以更可靠的被復(fù)制到基片上。在普通的由碳、氫、氧組成的高分子材料中加入含硅元素的材料能夠有效的提高材料抗氧氣等離子刻蝕的能力。固化后上層材料與下層材料對氧氣等離子刻蝕具有選擇性，上層膜刻蝕的速率小于下層膜刻蝕的速率，因此上層膜中形成的結(jié)構(gòu)圖案可以作為掩膜，通過氧氣等離子刻蝕轉(zhuǎn)移到下層膜上，同時圖案結(jié)構(gòu)的縱橫比被放大。
本發(fā)明的進一步改進還包括，添加增塑劑、脫模劑、勻涂劑、抗靜電劑等。本發(fā)明中為了防止在旋轉(zhuǎn)涂膜以后，殘留溶劑對可紫外光固化組合物膜產(chǎn)生的不良影響，優(yōu)先選用反應(yīng)性單體或它們的混合物作為稀釋劑。
本發(fā)明特點是提供了一種既可用于光刻技術(shù)，也可用于納米壓印技術(shù)的紫外光固化材料復(fù)合物。這一發(fā)明是基于在基片上通過旋轉(zhuǎn)涂膜的方法，形成一層均勻的可紫外光固化液體薄膜，然后將納米壓印模板壓入可紫外光固化薄膜中，紫外光固化后移去模板，形成結(jié)構(gòu)圖案；或?qū)υ摫∧ねㄟ^光刻掩膜板曝光，并進一步顯影，形成結(jié)構(gòu)圖案。這些結(jié)構(gòu)圖案可以通過傳統(tǒng)的等離子刻蝕等工藝轉(zhuǎn)移到基片材料上。


圖1是本發(fā)明方法的工藝示意圖——納米光刻實施例圖具體實施方式
本發(fā)明中的可紫外光固化組合物通過旋轉(zhuǎn)涂膜的方法在基片上形成均勻的液體薄膜。納米壓印過程中，在室溫下，具有凸凹結(jié)構(gòu)的模板的被壓入可紫外光固化組合物液膜中，當(dāng)模板和液膜接觸時，由于液膜的粘度低、流動性好，毛細(xì)作用力會使可紫外光固化組合物自動填充入模板的凹結(jié)構(gòu)中，一定的壓力用于使模板和基片相貼合。用紫外光對模板下的液體進行曝光、固化，然后分離模板，模板上的凸凹結(jié)構(gòu)就被復(fù)制到固化的液膜上。光刻曝光過程，紫外光通過光刻掩膜板對上述液膜進行曝光，可紫外光固化液膜是光刻負(fù)膠，曝光部分被固化，顯影后，未曝光部分被顯影溶劑洗去、曝光部分留在基片上，掩膜板上的結(jié)構(gòu)被復(fù)制到基片上。
本發(fā)明中可紫外光固化復(fù)合物的光固化機理化主要基于陽離子引發(fā)聚合的機理或自由基引發(fā)的機理。
在光刻曝光過程中，光引發(fā)劑產(chǎn)生的質(zhì)子或自由基會從曝光部分向未曝光部分?jǐn)U散，同時光引發(fā)的反應(yīng)也會從曝光部分向未曝光部分?jǐn)U散，導(dǎo)致未曝光部分的光刻膠同樣發(fā)生化學(xué)變化，形成系統(tǒng)偏差，造成實際產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)線寬大于掩膜板上結(jié)構(gòu)的線寬。如同傳統(tǒng)光刻膠材料一樣，本發(fā)明中的可紫外光固化組合物中加入了光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑，來控制引發(fā)劑擴散和聚合反應(yīng)擴散的問題。光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25，優(yōu)選1～5％。對于乙烯基醚或環(huán)氧體系，光引發(fā)劑是硫、碘翁離子型光酸生成劑，堿性物質(zhì)能夠中和光酸生成劑產(chǎn)生的氫離子和活性陽離子，終止聚合反應(yīng)。本發(fā)明中加入堿性的三取代的有機胺作為光引發(fā)陽離子聚合反應(yīng)抑制劑，優(yōu)選二丁基乙醇胺、二異丁基乙醇胺、二甲基十一烷基胺、三異丙醇胺、鷹爪豆堿、甲基二環(huán)己基胺、三異丁基胺等。對于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯體系，光引發(fā)劑將產(chǎn)生自由基，本發(fā)明中加入自由基猝滅劑作為光引發(fā)自由基聚合反應(yīng)抑制劑，優(yōu)選芳基苯并呋喃酮類化合物、雙酚單丙烯酸酯類化合物、受阻胺類化合物和羥胺類化合物。
雙層膜體系可以將在可紫外光固化組合物液膜上形成的縱橫比小的結(jié)構(gòu)圖案，通過選擇性等離子刻蝕的方法在高分子膜層上放大為縱橫比大的結(jié)構(gòu)圖案，使結(jié)構(gòu)圖案可以更可靠的被復(fù)制到基片上。在普通的由碳、氫、氧組成的高分子材料中加入含硅元素的材料能夠有效的提高材料抗氧氣等離子刻蝕的能力。在本發(fā)明中的可紫外光固化復(fù)合物中加入有機硅材料，下層的高分子膜層為碳、氫、氧組成的高分子材料，固化后上層材料與下層材料對氧氣等離子刻蝕具有選擇性，上層膜刻蝕的速率小于下層膜刻蝕的速率，因此上層膜中形成的結(jié)構(gòu)圖案可以作為掩膜，通過氧氣等離子刻蝕轉(zhuǎn)移到下層膜上，同時圖案結(jié)構(gòu)的縱橫比被放大。加入可紫外光固化組合物中的有機硅材料可以是具有反應(yīng)性官能團，如帶有乙烯基醚、環(huán)氧和(甲基)丙烯酸酯的有機硅材料；也可以是非反應(yīng)性的有機硅材料。優(yōu)選帶有反應(yīng)性官能團的有機硅材料，在紫外光固化時可以同時和其它紫外光固化材料形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明中的下層高分子材料可以是固化交聯(lián)后的高分子膜層，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上；也可以是可溶的熱塑型高分子膜層，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上。
實施例膜材料的配方表環(huán)氧紫外光固化復(fù)合物

采用如GM-128環(huán)氧樹脂、E-51等環(huán)氧樹脂無區(qū)別；縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂按上述配方制備紫外光固化復(fù)合物均無明顯區(qū)別。
上述環(huán)氧化合物和不同的不飽和一元酸為反應(yīng)物，加上采用不同化合物改性，使乙烯基酯樹脂成為一大類品種繁多的樹脂系列?？刹捎玫沫h(huán)氧化合物有雙酚A環(huán)氧樹脂及其同系物、雙酚F環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、四溴雙酚環(huán)氧樹脂、二環(huán)氧化聚氧化丙烯等等；不飽和一元酸有丙烯酸、甲基丙烯酸、苯基丙烯酸、丁烯酸等。
所述稀釋劑是非反應(yīng)性的溶劑或反應(yīng)性單體如乙酸乙酯或二甲基甲酰胺以及它們的混合物無明顯區(qū)別；或用乙基乙烯基醚、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷作為稀釋劑，亦以上述配方。
選三芳基硫或二芳基碘鎓離子型光酸生成劑0.1％；余量為流平劑。

所述稀釋劑還可以采用甲基乙烯基醚完全無區(qū)別，采用丙酮，甲乙酮，甲基異丁基酮，甲酸酯，乙酸乙酯或二甲基甲酰胺亦無明顯區(qū)別。選三芳基硫或二芳基碘鎓離子型光酸生成劑約0.1％；余量為流平劑(各種氟硅流平劑，安琪化學(xué)公司生產(chǎn))。

還可以采用環(huán)氧丙烯酸酯BRT2000、乙烯基酯樹脂環(huán)氧丙烯酸酯、BRT2000乙烯基酯樹脂、BRT2000乙烯基酯樹脂、羥基丙烯酸樹脂按上述配方均無顯著區(qū)別。
上述丙烯酸酯紫外光固化復(fù)合物，所述稀釋劑還可以采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯完全無區(qū)別，采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯亦無明顯區(qū)別。
溶劑類稀釋劑還可以采用氯苯，甲苯，二甲苯，丙酮或甲乙酮亦無明顯區(qū)別。光引發(fā)劑優(yōu)選聯(lián)苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚或安息香丁醚約0.1％。另加光反應(yīng)自由基猝滅劑即抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的25％。猝滅劑選苯基苯并呋喃酮或雙酚單丙烯酸酯。
上述可紫外光固化材料含乙烯基醚官能團的樹脂或含環(huán)氧官能團的樹脂；光引發(fā)劑優(yōu)選三芳基硫或二芳基碘鎓離子型光酸生成劑。
上述紫外光固化材料是丙烯酸酯甲基丙烯酸酯基團的材料時，用二苯甲酮等自由基引發(fā)劑，亦可以使用安息香乙醚或安息香丁醚光引發(fā)劑，在紫外光照射下引發(fā)劑分裂產(chǎn)生自由基，自由基進一步引發(fā)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基團的雙鍵打開聚合，使液膜固化。光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的1～10％。
光引發(fā)劑在紫外光照射下分裂產(chǎn)生自由基，自由基進一步引發(fā)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基團的雙鍵打開聚合，使液膜固化。光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的1～2％。
光反應(yīng)抑制劑為自由基猝滅劑。抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25％。猝滅劑優(yōu)選芳基苯并呋喃酮類化合物、雙酚單丙烯酸酯類化合物、受阻胺類化合物和羥胺類化合物。
應(yīng)用時選用熱固型的高分子材料，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上或選用熱塑型的高分子材料，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上是常用的方法。
權(quán)利要求
1.紫外光固化復(fù)合物材料，由低粘度、多官能度的齊聚物，光引發(fā)劑，稀釋劑構(gòu)成；低粘度、多官能度的齊聚物是在室溫下呈現(xiàn)低粘度的液體，在室溫下齊聚物的粘度在1厘泊/秒～10000厘泊/秒，所述液體齊聚物包含有兩個或兩個以上的可固化交聯(lián)的官能團，可固化的官能團碳碳不飽和雙鍵或環(huán)氧基團；碳碳不飽和雙鍵包括乙烯基、丙烯基、丁二烯基、異丙烯基、苯乙烯基、乙烯基酯、乙烯基醚、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、環(huán)氧基團包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧環(huán)己烷；齊聚物占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的5-80％；所述稀釋劑是非反應(yīng)性的溶劑或反應(yīng)性單體；非反應(yīng)性溶劑是戊烷，己烷，庚烷，辛烷，氯苯，甲苯，二甲苯，丙酮，甲乙酮，甲基異丁基酮，甲酸酯，乙酸乙酯或二甲基甲酰胺以及它們的混合物；或用反應(yīng)性單體或它們的混合物作為稀釋劑反應(yīng)性單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷；稀釋劑占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的95-20％；基于陽離子引發(fā)劑是紫外光固化含乙烯基醚官能團的樹脂或含環(huán)氧官能團的樹脂時，光引發(fā)劑選三芳基硫或二芳基碘鎓離子型光酸生成劑；基于自由基引發(fā)機理的紫外光固化材料是丙烯酸酯甲基丙烯酸酯基團的材料時，光引發(fā)劑優(yōu)選聯(lián)苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚或安息香丁醚、或醚化合物，光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的1～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是液體齊聚物是乙烯基醚、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是紫外光固化復(fù)合物加入光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑，光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是多官能度齊聚物的固化交聯(lián)的官能團是乙烯基醚或環(huán)氧基團，則光引發(fā)劑為三芳基硫、二芳基碘鎓離子型光酸生成劑，光反應(yīng)抑制劑為三取代有機胺，二丁基乙醇胺、二異丁基乙醇胺、二甲基十一烷基胺、三異丙醇胺、鷹爪豆堿、甲基二環(huán)己基胺或三異丁基胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是多官能度齊聚物的可固化交聯(lián)的官能團是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，則光引發(fā)劑為聯(lián)苯甲?；蚨郊淄杂苫l(fā)劑，光反應(yīng)抑制劑為自由基猝滅劑；抑制劑為芳基苯并呋喃酮類化合物、雙酚單丙烯酸酯類化合物、受阻胺類化合物或羥胺類化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5中的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的2～5％，光引發(fā)聚合反應(yīng)抑制劑的用量約為光引發(fā)劑用量摩爾百分比的0.1～25％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5中的紫外光固化復(fù)合物材料，其特征是可紫外光固化材料復(fù)合物液體薄膜層，通過材料中加入帶有乙烯基醚、環(huán)氧和(甲基)丙烯酸酯的有機硅材料；或非反應(yīng)性的有機硅材；占齊聚物總重量的5-20％。
8.紫外光固化材料復(fù)合材料的應(yīng)用，應(yīng)用于納米壓印膠或作為光刻膠應(yīng)用于光刻技術(shù)，其特征是包含雙層材料用于對基片的納米壓印或光刻，上層可紫外光固化材料復(fù)合物液體薄膜層材料是權(quán)利要求1至7之一所述的材料，膜厚10-100nm；下層為熱塑型或熱固型高分子材料膜傳遞層，膜厚200-1000nm；熱塑型或熱固型高分子材料膜傳遞層，通過選擇性等離子刻蝕的方法，把在上層膜中制備的結(jié)構(gòu)圖案傳遞到該層膜中；下層高分子材料傳遞層，選用熱固型的高分子材料，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上或選用熱塑型的高分子材料，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的紫外光固化復(fù)合物材料的應(yīng)用，其特征是固化后上層材料與下層材料對氧氣等離子刻蝕具有選擇性，上層膜刻蝕的速率小于下層膜刻蝕的速率，因此上層膜中形成的結(jié)構(gòu)圖案可以作為掩膜，通過氧氣等離子刻蝕轉(zhuǎn)移到下層膜上，同時圖案結(jié)構(gòu)的縱橫比被放大；使用帶有反應(yīng)性官能團的有機硅材料，在紫外光固化時同時和其它紫外光固化材料形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；下層高分子材料是固化交聯(lián)后的高分子膜層，通過作為刻蝕掩膜把結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到基片上；或是可溶的熱塑型高分子膜層，通過金屬舉離的方法把圖案結(jié)構(gòu)復(fù)制到基片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的紫外光固化復(fù)合物材料的應(yīng)用，其特征是雙層膜體系將在可紫外光固化組合物液膜上形成的縱橫比小的結(jié)構(gòu)圖案，通過選擇性等離子刻蝕的方法在高分子膜層上放大為縱橫比大的結(jié)構(gòu)圖案，使結(jié)構(gòu)圖案可以更可靠的被復(fù)制到基片上。
全文摘要
紫外光固化材料復(fù)合材料，用于光刻技術(shù)，也可用于納米壓印技術(shù)的紫外光固化。由低粘度、多官能度的齊聚物，光引發(fā)劑，稀釋劑構(gòu)成；低粘度、多官能度的齊聚物是在室溫下呈現(xiàn)低粘度的液體，在室溫下齊聚物的粘度在1厘泊/秒～10000厘泊/秒，所述液體齊聚物包含有兩個或兩個以上的可固化交聯(lián)的官能團，可固化的官能團碳碳不飽和雙鍵或環(huán)氧基團；齊聚物占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的5－80％；所述稀釋劑是非反應(yīng)性的溶劑或反應(yīng)性單體；稀釋劑占齊聚物與稀釋劑總重量百分比的95－20％；光引發(fā)劑的用量為齊聚物量重量百分比的1～10％。本發(fā)明是基于在基片上通過旋轉(zhuǎn)涂膜的方法，形成一層均勻的可紫外光固化液體薄膜。
文檔編號C08G59/00GK1916034SQ20061008846
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者葛海雄, 袁長勝, 陳延峰, 韓民, 丁懷平 申請人:南京大學(xué)