[发明专利]一种智能飞秒激光光刻胶组合物及图案化方法

权利要求书

1.一种智能飞秒激光光刻胶组合物，其特征在于：按质量百分比计，包括2-30wt％智能活性单体A、60-95wt％活性稀释剂B、0.01-5wt％双光子引发剂C、2.99-37.99wt％溶剂D；其中，所述智能活性单体A由一种或多种N-取代丙烯酰胺类化合物按任意配比组成；所述N-取代丙烯酰胺类化合物包括但不限于：N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基己内酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-环丙基丙烯酰胺和N-乙基丙烯酰胺等。

2.根据权利要求1所述智能飞秒激光光刻胶组合物，其特征在于：所述活性稀释剂B由一种或多种可光聚合的(甲基)丙烯酸酯类化合物按任意配比组成；所述可光聚合的(甲基)丙烯酸酯类化合物包括但不限于：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸酯羟丙酯、(甲基)丙烯酸酯异丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸2-苯氧乙酯、2-异丙基-2-甲基丙烯酰氧基金刚烷、丙烯酸异冰片烯、聚乙二醇(200)二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化双酚A(甲基)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯等。

3.根据权利要求1所述智能飞秒激光光刻胶组合物，其特征在于：所述双光子引发剂C是一类对近红外飞秒激光具有高双光子吸收及引发自由基聚合能力的化合物或其组合；所述双光子引发剂C为下列化合物C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7、C-8、C-9中的一种或多种组合物：

4.根据权利要求1所述智能飞秒激光光刻胶组合物，其特征在于：所述溶剂D由二氯甲烷、三氯甲烷、氯仿、乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯、γ-丁内酯、二(乙二醇)二乙醚、甲基异丁酮、乙二醇一甲醚、2-乙氧基乙醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯中的一种或多种按任意配比组成等。

5.一种权利要求1所述智能飞秒激光光刻胶组合物的制备方法，其特征在于：在黄光室内将智能活性单体A、活性稀释剂B、双光子引发剂C和溶剂D按比例搅拌混合均匀，用孔径约为0.22-0.45微末的滤膜进行过滤除去杂质后得到智能飞秒激光光刻胶组合物。

6.一种权利要求1所述智能飞秒激光光刻胶组合物的图案化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取智能飞秒激光光刻胶组合物滴加在旋涂衬底上，利用匀胶仪旋涂制备得到光刻胶薄膜；

2)连同旋涂衬底，将步骤1)中光刻胶薄膜在烘胶设备上烘烤，以除去光刻胶薄膜中的溶剂；

3)利用飞秒激光对光刻胶进行曝光，曝光后静置；

4)将曝光后的光刻胶在显影液中进行显影，从而得到光刻胶图案；

5)将光刻胶图案置于烘胶设备内，升温处理，使光刻胶收缩，以获得更高的分辨率图案和更小的特征尺寸；

6)在保持步骤5)温度下，利用紫外光对步骤5)获得的光刻胶图案进行曝光处理，最终得到高分辨率光刻胶三维微纳图案。

7.根据权利要求6所述智能飞秒激光光刻胶组合物的图案化方法，其特征在于：所述步骤3)中飞秒激光的波长为700-840nm，飞秒激光的激光脉冲为60-150fs，飞秒激光的重频为10-200MHz。

8.根据权利要求6所述智能飞秒激光光刻胶组合物的图案化方法，其特征在于：所述步骤4)中显影液由异丙醇、丙二醇甲醚醋酸酯、γ-丁内酯、1-5wt％碳酸钠水溶液、1-5wt％四甲基氢氧化铵水溶液中的一种或多种按任意配比组成；显影处理时间为10-60min；显影温度为20-40℃。

9.根据权利要求6所述智能飞秒激光光刻胶组合物的图案化方法，其特征在于：所述步骤5)中升温处理的温度为35-70℃。

10.根据权利要求6所述智能飞秒激光光刻胶组合物的图案化方法，其特征在于：所述步骤6)中紫外光的波长为250-400nm，曝光处理的时间为5-30min。