CN104181772A - 一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 - Google Patents
一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104181772A CN104181772A CN201410403039.8A CN201410403039A CN104181772A CN 104181772 A CN104181772 A CN 104181772A CN 201410403039 A CN201410403039 A CN 201410403039A CN 104181772 A CN104181772 A CN 104181772A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- benzyl
- acid
- preparation
- photon
- equivalent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 title claims abstract description 15
- -1 pentafluorobenzyl Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 125000001318 4-trifluoromethylbenzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1C([H])([H])*)C(F)(F)F 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 125000006503 p-nitrobenzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1[N+]([O-])=O)C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract 2
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N phenylboronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=CC=C1 HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N N-bromosuccinimide Chemical compound BrN1C(=O)CCC1=O PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 8
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AGEZXYOZHKGVCM-UHFFFAOYSA-N benzyl bromide Chemical compound BrCC1=CC=CC=C1 AGEZXYOZHKGVCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- IKSNDOVDVVPSMA-UHFFFAOYSA-N 1-(bromomethyl)-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(CBr)C=C1 IKSNDOVDVVPSMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VOLRSQPSJGXRNJ-UHFFFAOYSA-N 4-nitrobenzyl bromide Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(CBr)C=C1 VOLRSQPSJGXRNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- ATLQGZVLWOURFU-UHFFFAOYSA-N 1-(bromomethyl)-3,5-bis(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC(CBr)=CC(C(F)(F)F)=C1 ATLQGZVLWOURFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CGZGGAZDSSZOQA-UHFFFAOYSA-N 2-(4-bromophenyl)-n,n-diphenylaniline Chemical compound C1=CC(Br)=CC=C1C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 CGZGGAZDSSZOQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 7
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000001356 alkyl thiols Chemical class 0.000 claims 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 2
- PKJBWOWQJHHAHG-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-4-phenylbenzene Chemical group C1=CC(Br)=CC=C1C1=CC=CC=C1 PKJBWOWQJHHAHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N Triiodomethane Natural products IC(I)I OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CZCSLHYZEQSUNV-UHFFFAOYSA-N [Na].OB(O)O Chemical compound [Na].OB(O)O CZCSLHYZEQSUNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims 1
- 125000004175 fluorobenzyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- INQOMBQAUSQDDS-BJUDXGSMSA-N iodomethane Chemical group I[11CH3] INQOMBQAUSQDDS-BJUDXGSMSA-N 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- WCGIGOVLOFXAMG-UHFFFAOYSA-N silver;trifluoromethanesulfonic acid Chemical class [Ag].OS(=O)(=O)C(F)(F)F WCGIGOVLOFXAMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 125000006505 p-cyanobenzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1C#N)C([H])([H])* 0.000 abstract description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 4
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 abstract description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium group Chemical group [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 abstract 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 abstract 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 abstract 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HZNVUJQVZSTENZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(C#N)=C(C#N)C1=O HZNVUJQVZSTENZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- CZKMPDNXOGQMFW-UHFFFAOYSA-N chloro(triethyl)germane Chemical compound CC[Ge](Cl)(CC)CC CZKMPDNXOGQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- TYVPOLHSKGEXIH-UHFFFAOYSA-N (3-methylsulfanylphenyl)boronic acid Chemical compound CSC1=CC=CC(B(O)O)=C1 TYVPOLHSKGEXIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UMLFTCYAQPPZER-UHFFFAOYSA-N 4-(bromomethyl)benzonitrile Chemical compound BrCC1=CC=C(C#N)C=C1 UMLFTCYAQPPZER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M methyltrioctylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC[N+](C)(CCCCCCCC)CCCCCCCC XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- SQTLUXJWUCHKMT-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-n,n-diphenylaniline Chemical compound C1=CC(Br)=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 SQTLUXJWUCHKMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 5
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 18-crown-6 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCOCCO1 XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001495 sodium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 3
- RVFUWXHBQUHFJW-UHFFFAOYSA-N (3-benzylsulfanylphenyl)boronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=CC(SCC=2C=CC=CC=2)=C1 RVFUWXHBQUHFJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ALXFJPATEOZQPF-UHFFFAOYSA-N (4-benzylsulfanylphenyl)boronic acid Chemical compound C1=CC(B(O)O)=CC=C1SCC1=CC=CC=C1 ALXFJPATEOZQPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IVUHTLFKBDDICS-UHFFFAOYSA-N (4-methylsulfanylphenyl)boronic acid Chemical compound CSC1=CC=C(B(O)O)C=C1 IVUHTLFKBDDICS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSXMLEPAIPCFFF-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-5-iodo-2-phenylcyclohexa-1,3-diene Chemical group C1=CC(Br)(I)CC=C1C1=CC=CC=C1 LSXMLEPAIPCFFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- XDEPVFFKOVDUNO-UHFFFAOYSA-N pentafluorobenzyl bromide Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(CBr)C(F)=C1F XDEPVFFKOVDUNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 125000006617 triphenylamine group Chemical group 0.000 description 2
- UCCUXODGPMAHRL-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-4-iodobenzene Chemical compound BrC1=CC=C(I)C=C1 UCCUXODGPMAHRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSHBAGGASAJQCH-UHFFFAOYSA-N 1-iodo-3-methoxybenzene Chemical compound COC1=CC=CC(I)=C1 RSHBAGGASAJQCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCGZIDJUDNEVQI-UHFFFAOYSA-N 1-iodo-3-methylsulfanylbenzene Chemical compound CSC1=CC=CC(I)=C1 YCGZIDJUDNEVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHPVVNRNAHRJOQ-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(4-methylphenyl)aniline Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1NC1=CC=C(C)C=C1 RHPVVNRNAHRJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009161 Espostoa lanata Nutrition 0.000 description 1
- 240000001624 Espostoa lanata Species 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- SAHIZENKTPRYSN-UHFFFAOYSA-N [2-[3-(phenoxymethyl)phenoxy]-6-(trifluoromethyl)pyridin-4-yl]methanamine Chemical compound O(C1=CC=CC=C1)CC=1C=C(OC2=NC(=CC(=C2)CN)C(F)(F)F)C=CC=1 SAHIZENKTPRYSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJEIYVAPNMUNIU-UHFFFAOYSA-N [Na].OC(O)=O Chemical compound [Na].OC(O)=O WJEIYVAPNMUNIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001347 alkyl bromides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012230 colorless oil Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- UQPUONNXJVWHRM-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 UQPUONNXJVWHRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJHFJPDMKUHXPA-UHFFFAOYSA-L potassium;iron(2+);oxalate Chemical compound [K+].[Fe+2].[O-]C(=O)C([O-])=O HJHFJPDMKUHXPA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical group C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N tripropan-2-yl borate Chemical compound CC(C)OB(OC(C)C)OC(C)C NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用。所述硫鎓盐型光生酸剂化合物的硫鎓盐与共轭体系的连接位置为对位与间位。其中:R1为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、壬基和十二烷基等;R2为甲基、苄基、4-氰基苄基;R3为甲基、苄基、五氟代苄基、4-氰基苄基、4-硝基苄基、4-三氟甲基苄基和3,5-二-(三氟甲基)苄基;R4为三氟甲烷磺酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根或四氟硼酸根。本发明的PAG适用于诸如300-425nm的紫外区到近可见光区成像的光刻胶光活性成分。在800nm飞秒激光激发下也体现出超过300GM的双光子吸收截面,体现出较高的双光子活性。此类光生酸剂合成步骤简单,易于提纯,产率高,在近紫外和近红外区域内,此类光生酸剂用于光刻胶体系能制备出性能优良的单/双光子活性光刻胶,体现出0.2~0.4的光生酸量子产率,光激发效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用。
背景技术
光刻胶是一类可以通过光照将特定图像转移到特殊基底上的光敏膜。通过光分解或者光交联形成正或负图像。具体过程是将光刻胶涂覆在基底上,透过有图案的掩膜或光罩将涂层暴露在诸如紫外光、近可见光,近红外激光的活化能源下,在光刻胶图案中形成潜像。对于活化辐射,光罩有不透明的区域和透明的区域,确定了需要转移到下面基底的图像。通过将光刻胶涂层中的潜像图案显影,得到了三维立体图像。
光生酸剂是光刻胶体系中的重要组分,光生酸剂是20世纪80年代被开发出来的一种高效化学增幅剂。它可以通过吸收光子能量解离产生质子,从而引发曝光区域物理化学性质的变化。由于这种产酸机理是外界可控的,并且这种化学增幅作用能够大大提高光化学反应的速率,所以近年来光生酸剂已经被广泛应用于光刻胶、计算机直接制版、酸引发聚合和避光指示剂等诸多领域中。另外,由于近红外激光具有非常好的穿透力,可以利用其做为激光光源来实现聚合物的三维微构筑,可以在聚合体系的内部引发波长立方体积内的光化学反应,从而制备出普通的聚合方法不能够实现的3D聚合物微观结构。因此,设计并制备紫外-可见光和近红外激光活性的光生酸剂具有十分重要的应用意义。目前,具有这类性能的光生酸剂分子的数量较少。例如中国专利如[ZL01010625168.3]等,制备了含有二苯乙烯结构类型的光生酸剂。硫鎓盐型光生酸剂作为其中的一大类,被人们广泛的使用,各种改性方法也层出不穷。通过将含有光生酸剂的光刻胶涂层曝光后,选择裂解保护基团,提供了极性官能团,例如羧基、苯酚或亚胺,这导致在光刻胶涂层曝光和未曝光的区域形成不同的溶解性。
发明内容
本发明的目的在于提供一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用。
我们发明的含有这类光生酸剂与我们之前的专利[ZL201010284441.0;ZL201010284365.3]相比,由于不同数量的联苯基团的引入,在分子体系中存在推电子的取代三苯胺的结构,作为一种高效的电子给体,三苯胺的存在对于改变体系的共轭结构有非常大的影响;另外,三苯胺在光解发生时,产生的阳离子自由基可以共振到三苯胺的氮原子上,起到稳定阳离子自由基的作用,增大了光生酸的效率;不同数量的苯环组成的联苯结构影响了分子的吸收波长和双光子吸收截面,另外,这类分子结构都具有较高的光生酸量子产率;配成光刻胶后都可以提供较好的光刻效果。参见例如下图5的结果。
本发明提出的一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂,所述光生酸剂为如下I或II式所示结构:
其中:R1为氢或者甲基等一系列不同碳原子个数的柔性链;R2为甲基、苄基或4-氰基苄基中任一种;R3为甲基、苄基、五氟代苄基、4-氰基苄基、4-硝基苄基、4-三氟甲基苄基或3,5-二-(三氟甲基)苄基中任一种;X-为反离子;n = 0 ~ 4。
本发明中,反离子X-为三氟甲烷磺酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根或四氟硼酸根中任一种。
本发明提出的以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂的制备方法,当采用结构式II,n=1时光生酸剂,具体步骤如下:
(1) 在惰性气体保护下,将三苯胺(1当量)、N-溴代丁二酰亚胺(1当量)加入到四氯化碳(溶剂)中,在80 oC反应3小时;反应结束后,过滤除去不溶物,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥后蒸去溶剂,得到产物4-溴三苯胺;
(2) 惰性气体保护下,将步骤(1)得到的产物4-溴三苯胺(1当量)、烷基巯基苯硼酸(1当量)、四(三苯基膦)钯(0.3当量)、碳酸钠(3当量)和甲基三辛基氯化铵(0.1当量)加入到甲苯、乙醇和水的混合溶剂中,甲苯/乙醇/水的体积比为5:3:1;将体系抽真空,在氮气保护下避光100 oC反应24小时;反应结束后,将体系倒入水中,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,柱层析(二氯甲烷/石油醚=1:5),得到无色蜡状物;
(3) 将步骤(2)产物(1当量),三氟甲烷磺酸银(2当量)和碳酸铯(1当量)加入到单口圆底烧瓶中,将体系抽真空,氮气保护下注入无水二氯甲烷(溶剂),并用铝箔包裹在低温浴槽中降至-78oC;将溴代烷溶于少量无水二氯甲烷,注入反应体系;室温下反应72小时后,柱层析(二氯甲烷/甲醇=5:1),得到淡黄色固体;将产物溶于丙酮,滴入到反离子的饱和水溶液中,析出沉淀,过滤得到硫鎓盐。
本发明中,步骤(1)-步骤(3)中所述惰性气体是氮气或氩气。
本发明中,步骤(1)中4-溴三苯胺可以调整为4-溴苯基三苯胺,4-溴联苯基三苯胺中任一种来制备具有n=2~4的如I和II式所示的对位或者间位取代的目标产物。
本发明中,步骤(2)中所述的烷基巯基苯硼酸为3-甲巯基苯硼酸,4-甲巯基苯硼酸,3-苄基巯基苯硼酸,4-苄基巯基苯硼酸,3-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸或4-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸中任意一种。
本发明中,步骤(3)中所述溴代烷为碘甲烷,苄溴,4-氰基苄溴,五氟苄溴,4-硝基苄溴,4-三氟甲基苄溴或3, 5-二-(三氟甲基)苄溴中任意一种。
本发明中,步骤(3)中所述反离子的饱和水溶液为六氟磷酸钾溶液、六氟锑酸钠溶液或四氟硼酸钠溶液中任一种。
本发明中,步骤(3)中反离子的饱和水溶液和丙酮的比例是,反离子的饱和水溶液体积:丙酮溶液体积为5~25:1。
本发明提出的一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂用于制备光刻胶组合物,所述组合物包括光生酸剂化合物与酸敏聚合物。
本发明提出的光刻胶组合物形成光刻胶浮雕图像的方法,具体步骤如下:
(1)在载玻片或硅片上涂布光刻胶组合物薄膜;
(2)在热台上加热烘干去除溶剂;
(3)以显影剂除边;
(4)以光源照射或者飞秒激光器双光子微构筑制备光刻胶薄膜;
(5)后烘培光刻胶;
(6)用显影液将照射过的薄膜显影;
(7)清洗和干燥。
本发明中,步骤(4)中的光源波长是300nm~425nm或者800nm。
本发明中,所述的叔丁醇钾,催化剂,苯硼酸,三氟甲烷磺酸酯、六氟磷酸钾、六氟锑酸钠和四氟硼酸钠均为市售产品或者简易方法即可合成。
本发明的光刻胶一般按照已知的方法制备,除了用本发明的PAG代替现有的用于这类光刻胶配方中的光活性化合物。并且,本发明的PAG光生酸能力更强。
附图说明
图1 目标分子光生酸剂4在CD3CN中的1H NMR图谱。
图2目标光生酸剂分子1-4在乙腈溶液中的紫外-可见吸收光谱图。
图3目标光生酸剂分子3在乙腈溶液中,通过罗丹明B为指示剂下的光生酸过程的紫外-可见吸收光谱图。
图4 SU-8 2005 转速-厚度关系图。
图5光刻的电路图图案在显微镜下得到的图像,最细线宽约为1微米。
图6 双光子光刻图案,激发光源为800nm近红外飞秒激光器,聚合物微环的直径为100微米。
具体实施方式
本发明优选的光生酸剂化合物包括下述化合物1-4。
化合物1-4中,X-为六氟磷酸根,也可以是三氟甲烷磺酸根、六氟锑酸根或四氟硼酸根。
本发明光刻胶组合物中光生酸剂的具体制备方法(以下以具体实例作为对本发明进一步的说明,但不应看作是对本发明的限定)。
发明中,不同数量的联苯的合成方式是不同的,但是基本上初始物质为取代三苯胺,通过与卤代苯或者联苯形成延长的共轭结构,最后与烷基巯基取代苯硼酸通过Suzuki反应制备出光生酸剂的前体,进而获得以不同数量联苯为主体共轭结构、取代三苯胺为推电子结构的硫鎓盐型光生酸剂。
实施例1
式中:
(i):3-碘茴香硫醚,铜粉,18-冠-6,碳酸钾,邻二氯苯,200 oC,24小时;
(ii):三氟甲烷磺酸银,4-氰基苄溴,碳酸铯,二氯甲烷,-78 oC~室温,72小时;丙酮,六氟磷酸钾饱和水溶液。
(1) 制备3-甲硫基三苯胺
将1.0 g 二苯胺,1.48 g 3-碘茴香硫醚,38.0 mg 铜粉,156.08 mg 18-冠-6和0.82 g 碳酸钾加入到30 mL邻二氯苯中。将体系抽真空,在氮气保护下200 oC反应24小时。反应结束后,减压蒸馏除去邻二氯苯,粗产物用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,并用无水硫酸钠干燥,柱层析(二氯甲烷/石油醚=1:5)得到无色油状产物1.48 g,产率86.04%。
1H NMR(CDCl3,δppm):2.35(s,3H,CH3),6.81(d,1H,PhH),6.85(d,1H,PhH),6.97(s,1H,PhH),6.99(t,2H,PhH)7.07(d,4H,PhH),7.12(t,1H,PhH),7.22(t,4H,PhH)。
(2) 制备硫鎓盐1
将0.50 g 3-甲硫基三苯胺,0.88 g 三氟甲烷磺酸银和0.28 g 碳酸铯加入到50 mL单口圆底烧瓶中,将体系抽真空,氮气保护下注入20 mL 无水二氯甲烷,并用铝箔包裹在低温浴槽中降至-78oC。将0.67 g 4-氰基卞溴溶于5 mL 无水二氯甲烷,注入反应体系。室温下反应72小时后,柱层析(二氯甲烷/甲醇=5:1)得到淡黄色固体。将产物溶于少量丙酮,滴入到100 mL 六氟磷酸钾饱和水溶液中,析出沉淀,过滤得到硫鎓盐0.63 g,产率66.18%。
1H NMR(CD3CN,δppm):3.12(s,3H,CH3),4.73(m,2H,CH2),7.00(s,1H,PhH),7.02(d,4H,PhH),7.17-7.38(m,10H,PhH),7.47(t,1H,PhH),7.74(d,2H,PhH)。
实施例2
式中:
(i):N-溴代丁二酰亚胺,四氯化碳,80 oC,3小时;
(ii):3-甲硫基苯硼酸,四(三苯基膦)钯,甲基三辛基氯化铵,碳酸钠,甲苯,乙醇,水,100 oC ,24小时;
(iii):三氟甲烷磺酸银,4-氰基卞溴,碳酸铯,二氯甲烷,-78 oC~室温,72小时;丙酮,六氟磷酸钾饱和水溶液。
(1)制备4-溴三苯胺
将3 g 三苯胺,2.18 g N-溴代丁二酰亚胺加入50 mL四氯化碳中,氮气保护下80 oC反应3小时。反应结束后,过滤除去不溶物,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥后蒸去溶剂,产物可直接用于后续反应。
(2)制备3-三苯胺基茴香硫醚
将1 g 4-溴三苯胺,0.52 g 3-甲硫基苯硼酸,178.75 mg 四(三苯基膦)钯,0.98 g 碳酸钠和0.5 mL 甲基三辛基氯化铵加入到甲苯、乙醇和水的混合溶剂中(甲苯/乙醇/水=5:3:1)。将体系抽真空,在氮气保护下避光100 oC反应24小时。反应结束后,将体系倒入水中,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,柱层析(二氯甲烷/石油醚=1:5)得到无色蜡状物0.95 g,产率84.07%。
1H NMR(CDCl3,δppm):2.50(s,3H,PhH),7.02(t,2H,PhH),7.12(d,2H,PhH),7.19(t,1H,PhH),7.25(t,4H,PhH),7.31(d,2H,PhH),7.43(d,2H,PhH),7.44(s,1H,PhH)。
(3)制备硫鎓盐2
将0.5 g 3-三苯胺基茴香硫醚,0.70 g 三氟甲烷磺酸银和0.22 g 碳酸铯加入到50 mL单口圆底烧瓶中,将体系抽真空,氮气保护下注入20 mL 无水二氯甲烷,并用铝箔包裹在低温浴槽中降至-78oC。将0.53 g 4-氰基卞溴溶于5 mL 无水二氯甲烷,注入反应体系。室温下反应72小时后,柱层析(二氯甲烷/甲醇=5:1)得到淡黄色固体。将产物溶于少量丙酮,滴入到100 mL 六氟磷酸钾饱和水溶液中,析出沉淀,过滤得到硫鎓盐0.60 g,产率69.77%。
实施例3
i
式中:
(i):4-溴-4-碘联苯,铜粉,18-冠-6,碳酸钾,邻二氯苯,200oC,24小时;
(ii):3-甲硫基苯硼酸,四(三苯基膦)钯,甲基三辛基氯化铵,碳酸钠,甲苯,乙醇,水,24小时
(iii):三氟甲烷磺酸银,4-氰基卞溴,碳酸铯,二氯甲烷,室温,72小时,六氟磷酸钾。
实施例4:
式中:
(i):4-溴-4-碘联苯,铜粉,18-冠-6,碳酸钾,邻二氯苯,200oC,24小时;
(ii):硼酸三异丙酯,正丁基锂,四氢呋喃,-78oC~室温,10小时;
(iii):4-溴碘苯,四(三苯基膦)钯,甲基三辛基氯化铵,碳酸钠,甲苯,乙醇,水,24小时;
(iv):3-甲硫基苯硼酸,四(三苯基膦钯),甲基三辛基氯化铵,碳酸钠,甲苯,乙醇,水,24小时;
(v):三氟甲烷磺酸银,4-氰基卞溴,碳酸铯,二氯甲烷,室温,72小时;丙酮,六氟磷酸钾饱和水溶液。
实施例5
与实施例1-4制备方法相同,只是在制备目标光生酸剂分子时,将饱和六氟磷酸钾溶剂改为四氟硼酸钠溶液,六氟锑酸钠溶液,其余步骤不变,进行处理后则合成出具有不同阴离子的硫鎓盐。
实施例6
与实施例1-4制备方法相同,只是在制备目标产物时,将二苯胺替换成4,4-二甲基二苯胺或者是4,4-二丁基二苯胺等不同柔性链的取代二苯胺,其余步骤不变,进行处理后则合成出甲基或者丁基等取代三苯胺结构的目标光生酸剂。
实施例7
与实施例1-4方法相同,只是在制备目标产物时,将4-氰基苄基替换为苄溴、五氟代苄溴、4-硝基苄溴、4-三氟甲基苄溴和3,5-二-(三氟甲基)苄溴其余步骤不变,进行处理后则合成出硫鎓盐结构上带有甲基和不同取代苄基的目标光生酸剂。
实施例8
在实施例2-4中,把3-甲巯基苯硼酸替换为4-甲巯基苯硼酸,3-苄基巯基苯硼酸,4-苄基巯基苯硼酸,3-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸,4-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸中任意一种以制备如I和II式所示的对位或者间位取代的目标产物。
实施例9 光生酸量子产率测试
把制备出的各种光生酸剂溶于干燥的乙腈中,用LED光源加窄波通滤光片来激发各种光生酸剂溶液,用草酸铁钾光量计测量激发光的光子数,用罗丹明B作为酸指示剂,经计算,各种化合物都表现出非常高的光生酸量子产率。其中带目标产物1在313nm可见光为激发下的光生酸量子产率为0.50。光生酸剂目标产物2-4的光生酸量子产率为0.43。
实施例10 双光子吸收截面测试
把制备出的各种光生酸剂溶液干燥的乙腈中,利用Z-扫描方式测试不同PAG的双光子吸收截面。经计算,除了n=0和1的分子结构在800nm处的吸收太弱不能测试外,其他n大于等于2的分子结构都表现出超过100 GM的双光子吸收截面。其中光生酸剂3的吸收截面> 300 GM.
实施例11 光刻加工流程
(1)基底的预处理,一般是将硅片或者是玻璃片在85℃的H2SO4:H2O2=7:3溶液中浸泡一个小时,然后浸入体积比为5:1:1的水37%盐酸和双氧水的80℃水溶液中5min清除基片表面氧化层,再浸入体积比6:1:1的水氨水和双氧水的80℃水溶液中5min进行羟基化反应。将羟基化反应的基片放入硅烷偶联剂中处理,室温下组装12h,超声清洗后干燥,可得到沉积于基底上的硅氧烷有机单层。
(2)涂膜。将配制好的光刻胶,可以使用匀胶机进行成膜。对SU-8 2005 胶来说,厚度与匀胶机转速之间的转速对应关系可以参照图4。
(3)除边。在旋转涂膜过程中,光刻胶可能会在基底的边缘堆积,为了更好的与掩膜的接触,可以使用棉球蘸取少量显影剂或者是CH3Cl3将边缘堆积地方擦去,达到除边的目的。
(4)前烘干。前烘干的主要目的是为了除去SU-8胶中的溶剂,相应厚度的前烘干时间可以参照表1。
(5)曝光。我们采用的是波长为405nm的光源,相应厚度对应的曝光能量参见表1。当曝光时间过长,可能会导致过度交联,使得部分的SU-8胶在显影的过程中无法去除干净,当曝光能量不足时,可能会引起膜的交联不彻底,显影的过程中很容易导致膜的脱落。
(6)曝光后烘干。曝光之后应立即将膜进行加热催化,不同厚度的热催化时间见表1。
(7)显影。待热催化后的膜冷却到室温后,浸入到显影液中,浸泡1min,可以辅以适当的超声。
(8)清洗干燥。将显影后的膜在异丙醇中清洗,去除残留显影剂,然后干燥。
表1 不同厚度的相应前烘干时间
实施例10 光刻胶制备和光刻加工
本发明的光刻胶通过混合以下组分制备,各组分用量基于光刻胶组合物总重量按重量百分数表示:
光刻胶组分 用量(wt%)
树脂(含溶剂) 99%
光生酸剂 1%
树脂为南京百思优公司购买的未加入光生酸剂的SU-8 2005 胶,光生酸剂化合物采用目标产物2为例。
将配好的光刻胶使用匀胶机涂膜之后,在热台上加热3min,温度控制在95±2℃左右,覆上掩膜之后,使用波长为405nm的光源曝光25s(光强约为:1.7±0.3mW·cm-2),再在95±2℃的热台上加热3min,然后在显影液中显影,得到光刻图案,然后再将其用异丙醇清洗,干燥。下图5是在显微镜下观察到的掩膜图案。
实施例12 双光子微构筑
利用实施例11的方法制备出光刻胶薄膜,利用双光子构筑装置,通过软件控制激光焦点的运动,利用同样的方法后处理,显影,得到设计的图案,如图6所示。
Claims (12)
1.一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂,其特征在于所述光生酸剂为如下I或II式所示结构:
其中:R1为氢或者甲基不同碳原子个数的柔性链;R2为甲基、苄基或4-氰基苄基中任一种;R3为甲基、苄基、五氟代苄基、4-氰基苄基、4-硝基苄基、4-三氟甲基苄基或3,5-二-(三氟甲基)苄基中任一种;X-为反离子;n = 0 ~ 4。
2.根据权利要求1所述的一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂,其特征在于所述反离子X-为三氟甲烷磺酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根或四氟硼酸根中任一种。
3.一种如权利要求1的以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂的制备方法,其特征在于当采用结构式II,n=1时光生酸剂,具体步骤如下:
(1) 在惰性气体保护下,将1当量三苯胺、1当量N-溴代丁二酰亚胺加入到四氯化碳溶剂中,在80 oC反应3小时;反应结束后,过滤除去不溶物,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥后蒸去溶剂,得到产物4-溴三苯胺;
(2) 惰性气体保护下,将步骤(1)得到的产物1当量4-溴三苯胺、1当量烷基巯基苯硼酸、0.3当量四(三苯基膦)钯、3当量碳酸钠和0.1当量甲基三辛基氯化铵加入到甲苯、乙醇和水的混合溶剂中,甲苯/乙醇/水的体积比为5:3:1;将体系抽真空,在氮气保护下避光100 oC反应24小时;反应结束后,将体系倒入水中,用二氯甲烷萃取,盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,柱层析,得到无色蜡状物;
(3) 将步骤(2)1当量产物,2当量三氟甲烷磺酸银和1当量碳酸铯加入到单口圆底烧瓶中,将体系抽真空,氮气保护下注入溶剂无水二氯甲烷,并用铝箔包裹在低温浴槽中降至-78oC;将溴代烷溶于少量无水二氯甲烷,注入反应体系;室温下反应72小时后,柱层析,得到淡黄色固体;将产物溶于丙酮,滴入到反离子的饱和水溶液中,析出沉淀,过滤得到硫鎓盐。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是步骤(1)-步骤(3)中所述惰性气体是氮气或氩气。
5.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于步骤(1)中4-溴三苯胺可以调整为4-溴苯基三苯胺,4-溴联苯基三苯胺中任一种来制备具有n=2~4的如I和II式所示的对位或者间位取代的目标产物。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是步骤(2)中所述的烷基巯基苯硼酸为3-甲巯基苯硼酸,4-甲巯基苯硼酸,3-苄基巯基苯硼酸,4-苄基巯基苯硼酸,3-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸或4-(4’-氰基苄基)巯基苯硼酸中任意一种。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是步骤(3)中所述溴代烷为碘甲烷,苄溴,4-氰基苄溴,五氟苄溴,4-硝基苄溴,4-三氟甲基苄溴或3, 5-二-(三氟甲基)苄溴中任意一种。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是步骤(3)中所述反离子的饱和水溶液为六氟磷酸钾溶液、六氟锑酸钠溶液或四氟硼酸钠溶液中任一种。
9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征是步骤(3)中反离子的饱和水溶液和丙酮的比例是,反离子的饱和水溶液体积:丙酮溶液体积为5~25:1。
10.一种如权利要求1所述的一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂用于制备光刻胶组合物,其特征在于所述组合物包括权利要求1一类的光生酸剂化合物与酸敏聚合物。
11.一种如权利要求10所述的光刻胶组合物形成光刻胶浮雕图像的方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)在载玻片或硅片上涂布光刻胶组合物薄膜;
(2)在热台上加热烘干去除溶剂;
(3)以显影剂除边;
(4)以光源照射或者飞秒激光器双光子微构筑制备光刻胶薄膜;
(5)后烘培光刻胶;
(6)用显影液将照射过的薄膜显影;
(7)清洗和干燥。
12.根据权利要求11所述的形成光刻胶组合物成像的方法,其特征是,步骤(4)中的光源波长是300nm~425nm或者800nm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410403039.8A CN104181772B (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410403039.8A CN104181772B (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104181772A true CN104181772A (zh) | 2014-12-03 |
CN104181772B CN104181772B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=51962927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410403039.8A Active CN104181772B (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104181772B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105153330A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-12-16 | 同济大学 | 一类联苯型双支化的光敏化合物、制备方法及其应用 |
CN105175583A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-12-23 | 同济大学 | 一类以联苯为共轭结构的苯乙酮类光引发剂、制备方法及其应用 |
CN105348432A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-24 | 同济大学 | 一类聚合物型硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN105712917A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-29 | 同济大学 | 具有光引发剂与光敏化剂双重功能的共轭型硫鎓盐光引发剂、制备方法及其应用 |
JP2018052832A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 信越化学工業株式会社 | スルホニウム塩、レジスト組成物及びパターン形成方法 |
CN110824836A (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 常州强力先端电子材料有限公司 | 阳离子光固化组合物及其应用 |
CN111061125A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 常州强力先端电子材料有限公司 | 一种光刻胶及其应用 |
CN112961085A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-15 | 同济大学 | Led可激发分子内敏化型硫鎓盐类化合物及制备方法和应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101348537A (zh) * | 2008-08-18 | 2009-01-21 | 苏州大学 | 具有双光子聚合引发特性的三苯胺-萘多枝分子 |
CN101930174A (zh) * | 2010-09-17 | 2010-12-29 | 同济大学 | 一类含三苯胺为推电子基团的双光子光生酸剂及其制备方法 |
CN101943862A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-01-12 | 同济大学 | 一类以二苯乙烯为主体的硫鎓盐类光生酸剂及其制备方法 |
CN103012227A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-03 | 同济大学 | 一种高光生酸量子产率硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN103217868A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-24 | 同济大学 | 一类含双支化硫鎓盐光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN103694996A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 安徽大学 | 一种具有活体细胞显影功能的三苯胺衍生物/金属纳米复合双光子荧光材料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-08-15 CN CN201410403039.8A patent/CN104181772B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101348537A (zh) * | 2008-08-18 | 2009-01-21 | 苏州大学 | 具有双光子聚合引发特性的三苯胺-萘多枝分子 |
CN101930174A (zh) * | 2010-09-17 | 2010-12-29 | 同济大学 | 一类含三苯胺为推电子基团的双光子光生酸剂及其制备方法 |
CN101943862A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-01-12 | 同济大学 | 一类以二苯乙烯为主体的硫鎓盐类光生酸剂及其制备方法 |
CN103012227A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-03 | 同济大学 | 一种高光生酸量子产率硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN103217868A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-24 | 同济大学 | 一类含双支化硫鎓盐光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN103694996A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-02 | 安徽大学 | 一种具有活体细胞显影功能的三苯胺衍生物/金属纳米复合双光子荧光材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZHOU WENHUI ET.AL: "Efficient Photoacids Based upon Triarylamine Diallkylsulfonium Salts", 《J.AM.CHEM.SOC.》 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105153330A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-12-16 | 同济大学 | 一类联苯型双支化的光敏化合物、制备方法及其应用 |
CN105175583A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-12-23 | 同济大学 | 一类以联苯为共轭结构的苯乙酮类光引发剂、制备方法及其应用 |
CN105175583B (zh) * | 2015-08-09 | 2017-06-13 | 同济大学 | 一类以联苯为共轭结构的苯乙酮类光引发剂、制备方法及其应用 |
CN105348432A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-24 | 同济大学 | 一类聚合物型硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 |
CN105712917A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-29 | 同济大学 | 具有光引发剂与光敏化剂双重功能的共轭型硫鎓盐光引发剂、制备方法及其应用 |
JP2018052832A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 信越化学工業株式会社 | スルホニウム塩、レジスト組成物及びパターン形成方法 |
CN110824836A (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 常州强力先端电子材料有限公司 | 阳离子光固化组合物及其应用 |
CN111061125A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 常州强力先端电子材料有限公司 | 一种光刻胶及其应用 |
CN112961085A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-15 | 同济大学 | Led可激发分子内敏化型硫鎓盐类化合物及制备方法和应用 |
CN112961085B (zh) * | 2021-02-18 | 2022-02-01 | 同济大学 | Led可激发分子内敏化型硫鎓盐类化合物及制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104181772B (zh) | 2018-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104181772B (zh) | 一类以联苯为共轭结构的双光子活性光生酸剂、制备方法及其应用 | |
Li et al. | A straightforward synthesis and structure–activity relationship of highly efficient initiators for two-photon polymerization | |
Li et al. | Synthesis and structure‐activity relationship of several aromatic ketone‐based two‐photon initiators | |
Xia et al. | Enhancement of acid photogeneration through a para-to-meta substitution strategy in a sulfonium-based alkoxystilbene designed for two-photon polymerization | |
Crivello et al. | Development of pyrene photosensitizers for cationic photopolymerizations | |
CN104557552B (zh) | 一种星形四苯基乙烯衍生物分子玻璃、正性光刻胶、正性光刻胶涂层及其应用 | |
CN101930174B (zh) | 一类含三苯胺为推电子基团的双光子光生酸剂及其制备方法 | |
Zhou et al. | Efficient photoacids based upon triarylamine dialkylsulfonium salts | |
CN104267578B (zh) | 一类含芴的硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 | |
CN107129487B (zh) | 一类以硫杂蒽酮为共轭结构的led可激发硫鎓盐的制备方法及其应用 | |
TW201825505A (zh) | 感放射線性組成物、圖案形成方法及金屬氧化物 | |
JP2015134904A (ja) | 化学種発生向上化合物 | |
CN105712917A (zh) | 具有光引发剂与光敏化剂双重功能的共轭型硫鎓盐光引发剂、制备方法及其应用 | |
TW201335201A (zh) | 丙烯酸單體、聚合物、抗蝕劑組成物及抗蝕劑圖案形成方法 | |
CN105348432B (zh) | 一类聚合物型硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 | |
CN103217868A (zh) | 一类含双支化硫鎓盐光生酸剂、制备方法及其应用 | |
Jin et al. | Dual roles for promoting monomers to polymers: A conjugated sulfonium salt photoacid generator as photoinitiator and photosensitizer in cationic photopolymerization | |
Phillips et al. | Sunlight photodepolymerization of transient polymers | |
CN104238268B (zh) | 以三苯乙烯为主体的硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 | |
Wu et al. | One/two-photon cationic polymerization in visible and near infrared ranges using two-branched sulfonium salts as efficient photoacid generators | |
Sun et al. | Bis‐substituted thiophene‐containing oxime sulfonates photoacid generators for cationic polymerization under UV–visible LED irradiation | |
CN103012227A (zh) | 一种高光生酸量子产率硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用 | |
Wua et al. | Effects of conjugated systems on UV-visible light-sensitive D-π-A type sulfonium salt photoacid generators | |
Jensen et al. | Synthesis and photochemistry of tertiary amine photobase generators | |
JP7126344B2 (ja) | 硬化性組成物及びそれを用いた光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200824 Address after: 750306 Bayin OBO Industrial Park, WUSITAI Town, Alxa League economic and Technological Development Zone, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: Inner Mongolia Yangfan New Material Co., Ltd Address before: 200092 Shanghai City, Yangpu District Siping Road No. 1239 Patentee before: TONGJI University |