苄叉烷烃酮类双光子敏化生酸体系在正性光刻胶中应用.pdfVIP

中国感光学会成立 30 周年庆祝大会暨 2011 年学术年会论文摘要集  苄叉烷烃酮类双光子敏化生酸体系 在正性光刻胶中的应用 ∗ 袁浩，赵榆霞,吴飞鹏 （中国科学院 理化技术研究所，北京100190） 摘 要：本工作合成了以三苯胺为电子给体的苄叉烷烃酮类双光子染料, 测定了染料的光化学和光物理性质, 染料的双光子吸收截面均达到1000 GM以上. 将染料分别和常用紫外光生酸剂N-羟基邻苯二甲酰亚胺三氟 甲烷磺酸酯( NIOTf )组成双光子敏化产酸体系, 测定了各生酸体系经单光子吸收敏化产酸的量子产率. 利 用该敏化产酸体系制备了化学增幅型正性光刻胶, 用衰减全反射红外谱研究了光刻胶膜中经双光子吸收敏 化产酸的催化降解过程. 将光刻胶应用于飞秒激光双光子微加工,评估了其加工性能.实验证明,利用以上 生酸体系能够制备高敏感度的双光子化学增幅正性光刻胶. 关键词：双光子吸收; 苄叉烷烃酮染料; 敏化; 化学增幅型正性光刻胶 实验结果与讨论 1 染料的光物理和光化学性质 合成的双光子敏化剂 BDPA 和 BDPO 各项光物理性质如表 1 所示: 表 1 BDPA 和 BDPO 的光物理性质 a fl 4 -1 -1 Compound λ nm λ nm ε 10 M cm Φ τ ns σ GM max max max fl fl max BDPA 459 600 5.7 0.05 1.2 1310 BDPO 433 600 5.0 0.027 0.75 1049 2 敏化生酸体系的性质 通过循环伏安法, 在乙腈溶液中测定了BDPA 和BDPO 的氧化电位和NIOTf 的还原电位, 根据 Rehm–Weller 公式计算了光致电子转移过程的自由能变化[1], 结果说明在光照条件下, 敏化生酸是热力学有利的过程. 利用罗丹明 B 碱做指示剂[2], 测定了敏化生酸体系在乙腈溶 液中的生酸量子产率. 数据如表 2 所示: 表 2 敏化生酸体系光致电子转移过程各项参数 Compound Eox eV Ere eV E S a eV ΔGet Kcal mol-1 ΦH 00 BDPA 0.94 — 2.41 -12.0 0.009 BDPO 0.93 — 2.47 -13.6 0.053 NIOTf — -1.01 — 3 敏化生酸体系在光刻胶膜中的双光子生酸和催化降解过程 将敏化生酸体系和典型酸敏感树脂 PBOCS （部分t-BOC 保护的聚对羟基苯乙烯）一起                                                                ∗ E-mail: fpwu@mail.ipc.ac.cn 80