聚乙烯吡咯烷酮杂化双色光敏激光直写光刻胶研究

作     者：曹春 邱毅伟 刘建亭 朱大钊 丁晨良 杨臻垚 匡翠方 刘旭 Chun Cao;Yi-wei Qiu;Jian-ting Liu;Da-zhao Zhu;Chen-liang Ding;Zhen-yao Yang;Cui-fang Kuang;Xu Liu

作者机构：之江实验室交叉创新研究院智能芯片与器件研究中心杭州311121 中国科学院化学研究所绿色印刷重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100190 浙江大学光电科学与工程学院杭州310027 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2022年第53卷第6期

页      面：608-616页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(基金号22105180) 中国博士后科学基金(基金号2020M681956) 之江实验室重大科学项目(项目号2020MC0AE01)资助 

主　　题：聚乙烯吡咯烷酮 光刻胶 双色光敏 激光直写 

摘      要：有机高分子光刻胶是双色光敏激光直写技术实现微纳制造的介质和载体,直接影响了其所制造微纳结构的精度、真实度等性能.采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为杂化组分,引入到季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)活性单体中,以调控光刻胶的黏度、力学强度、体积收缩率和聚合反应速度等.结果表明,PVP与PETA存在氢键相互作用,可作为交联位点,提高光刻胶的交联度.同时,PVP的引入使得体系黏度增加,可降低氧阻聚效应,有效地提升了光刻胶中PETA的光聚合单体转化率(30.1%),获得了更高的灵敏度和更低聚合阈值(6.5 mW,20 wt%PVP).此外,PVP的引入还使得光刻胶的体积收缩率由18%降为3%,大幅减少了所制造结构的内应力,改善了光刻精度和微纳结构的真实度.最终,由PVP杂化光刻胶加工的线条精度高达48 nm,且比无PVP光刻胶具有更高的均匀性和规整度.本研究对高精度及高质量微纳制造和多种应用都具有重要的意义.