CN111944149A - 笼型聚倍半硅氧烷低聚物、压印型光刻胶及其制备方法 - Google Patents

笼型聚倍半硅氧烷低聚物、压印型光刻胶及其制备方法 Download PDF

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CN111944149A CN201911256902.0A CN201911256902A CN111944149A CN 111944149 A CN111944149 A CN 111944149A CN 201911256902 A CN201911256902 A CN 201911256902A CN 111944149 A CN111944149 A CN 111944149A
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Abstract

本发明涉及一种笼型聚倍半硅氧烷低聚物及其制备方法,该笼型聚倍半硅氧烷低聚物具有如下结构式:
Figure DDA0002310518250000011
本发明还涉及一种含有上述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的压印型光刻胶及其制备方法。本发明所得光刻胶固化后的膜具有良好的热稳定性和机械性能,组且该光刻胶具有良好的脱模性能和刻蚀性能;且该光刻胶压印后可得到图形完整、纳米级的的压印图案。

Description

笼型聚倍半硅氧烷低聚物、压印型光刻胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件、电子器件的制备领域,具体涉及一种含笼型聚倍半硅氧烷POSS低聚物、压印型光刻胶及制备方法。
背景技术
近20年来电子工业的迅速发展,为适应计算机、航天和军工等尖端领域的需求,电子线路已经变得越来越微小而复杂,纳米压印技术作为下一代纳米级刻蚀的不二选择,现已被开发出来用于制备线宽小于10nm的纳米线路。而光固化压印技术由于不需对基材进行热处理,拥有更加广阔的应用前景。光固化纳米压印具有IC制造业所要求的高效率、高精度、低成本、良好的工艺稳定性这些特点,在IC制造领域具有不可替代的优越性。然而光固化纳米压印光刻胶在面对量产技术时,大面积的图形转印、脱模性能、成膜的热稳定性及机械性能、工艺的复杂程度仍面临着巨大的挑战。
笼型聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane)简称POSS,通式(RSiO3/2)n,其中R为八个顶角Si原子所连接基团。POSS是由Si-O交替连接的硅氧骨架组成的无机内核,在其八个顶角上Si原子所连接的基团R可以为反应性或者惰性基团(参考文献:POSS-高分子材料的多功能性新组分,《化学通报》,2007年04期;多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展,《高分子通报》,2014年10期;Developments of polyhedraloligomericsilsesquioxanes(POSS),POSS nanocomposites and their applications:Areview,Journal of Scientific&Industrial Research,Vol.68,June 2009,pp.437-464)。含烷基的聚硅氧烷的可见光折光率一般都低于1.45,但POSS由于多面体的内核结构而普遍拥有高于1.5的折光率,这正好符合LED等光电封装材料高光萃取的需要。如专利CN109651614公开了一种八硅倍半氧烷纳米杂化分子化合物及其应用,其公开的就是笼型聚倍半硅氧烷低聚物。
但是,在实际应用过程中,我们发现该类笼型聚倍半硅氧烷低聚物热稳定性和机械性能较差,且脱模性较差,影响实际应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种笼型聚倍半硅氧烷低聚物及其制备方法。
本申请之目的还在于提供一种含上述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的压印型光刻胶及其制备方法。
压印实验结果表明,本专利所述压印型光刻胶体系相容性好,反应速率快,常温紫外光照下即可完成反应,转化率高。同时组分中芳香基有机硅材料的引入,使得光刻胶固化后的膜具有良好的热稳定性和机械性能,组分中含氟的有机硅材料的引入,使得该光刻胶具有良好的脱模性能和刻蚀性能,本专利所述光刻胶压印后可得到图形完整、纳米级的的压印图案。
为了实现本发明之目的,本申请提供以下技术方案。
在第一方面中,本申请提供一种笼型聚倍半硅氧烷低聚物,所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的结构通式为以下几种中的一种:
Figure BDA0002310518230000021
其中,所述结构通式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X2为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类结构单元;X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R1为氢或甲基;R2为氢或甲基;n为1~20的整数。
在第二方面,本身请提供一种如上所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含氟有机硅氧烷单体、芳香基有机硅氧烷单体以及第二有机硅氧烷单体按摩尔比为1:1~3:0~3的比例溶于第一溶剂中,加入浓盐酸反应;
(2)反应结束后冷却,过滤得到沉淀物,并将沉淀物溶于第二溶剂中,然后加入过量第一溶剂析出,得到沉淀物,反复多次后,得到固体,真空干燥,得到笼型聚倍半硅氧烷低聚物;
其中,所述第二有机硅氧烷单体包括丙烯酰氧基有机硅氧烷单体或烷基烯烃类有机硅氧烷单体中的一种。
在第二方面的一种实施方式中,所述含氟有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000031
n为1~20的整数;
优选的,所述含氟有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000032
在第二方面的一种实施方式中,所述芳香基有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000033
其中,
结构式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R2为氢或甲基;
优选的,所述
Figure BDA0002310518230000034
选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000041
优选的,所述
Figure BDA0002310518230000042
选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000043
在第二方面的一种实施方式中,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000044
其中,
结构式中的X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R1为氢或甲基;
优选的,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure BDA0002310518230000045
在第二方面的一种实施方式中,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000051
其中,
结构式中的X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;
优选的,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure BDA0002310518230000052
在第二方面的一种实施方式中,所述第一溶剂包括甲醇;所述第二溶剂包括二氯甲烷。
在第二方面的一种实施方式中,步骤(1)中所述浓盐酸的加入量与有机硅氧烷单体加入总质量的质量比1:1.5~1:4。
在第二方面的一种实施方式中,步骤(1)中,所述反应的温度为80~100℃,所述反应的时间为28~30h。
在第二方面的一种实施方式中,步骤(2)中,重复的次数为至少3次。
在第二方面的一种实施方式中,步骤(2)中,所述真空干燥的真空度为0~10kPa,所述真空干燥的温度为30~60℃,所述真空干燥的时间为48~96h。
在第三方面,本申请还提供了一种含有如上所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的压印型光刻胶,所述光刻胶包括以下质量百分比的组成:
Figure BDA0002310518230000053
在第三方面的一种实施方式中,所述紫外光引发剂包括Darocur 1173、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-苯基苯乙酮、1,2-二苯基乙二酮、1-羟基环己基苯基甲酮或二苯甲酮中的一种或多种。
在第三方面的一种实施方式中,所述交联剂为多丙烯酸酯类衍生物;优选的,所述交联剂选自以下结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000061
在第三方面的一种实施方式中,所述溶剂包括乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚、环己酮中的一种或多种。
在第三方面的一种实施方式中,所述表面活性剂包括FC-4430、FS-31、FS-50或FS-3100的一种。
在第四方面,本申请还提供了一种如上所述压印型光刻胶的制备方法,包括以下步骤:将笼型聚倍半硅氧烷低聚物、紫外光引发剂、交联剂、溶剂和表面活性剂按比例混合均匀,得到所述压印型光刻胶。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明所得光刻胶体系相容性好,反应速率快,常温紫外光照下即可完成反应,转化率高;
(2)本发明所得光刻胶固化后的膜具有良好的热稳定性和机械性能,组且该光刻胶具有良好的脱模性能和刻蚀性能;
(3)本发明所得光刻胶压印后可得到图形完整、纳米级的的压印图案。
附图说明
图1为本专利所述光刻胶经纳米压印工艺后所得到的光刻胶图形。
具体实施方式
除非另作定义,在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值,是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时,最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。
以下将描述本发明的具体实施方式,需要指出的是,在这些实施方式的具体描述过程中,为了进行简明扼要的描述,本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本发明的精神和范围的情况下,本领域技术人员可以对本发明的实施方式进行修改和替换,所得实施方式也在本发明的保护范围之内。
传统的笼型聚倍半硅氧烷低聚物时的光刻胶热稳定性和机械性能较差,且脱模性较差,影响实际应用。本申请之目的在于提供一种具有优良热稳定性、机械性能以及脱模性能的笼型聚倍半硅氧烷低聚物、压印型光刻胶及其制备方法。
压印实验结果表明,本专利所述光刻胶体系相容性好,反应速率快,常温紫外光照下即可完成反应,转化率高。同时组分中芳香基有机硅材料的引入,使得光刻胶固化后的膜具有良好的热稳定性和机械性能,组分中含氟的有机硅材料的引入,使得该光刻胶具有良好的脱模性能和刻蚀性能,本专利所述光刻胶压印后可得到图形完整、纳米级的的压印图案。
在一种具体实施方式中,本申请提供一种笼型聚倍半硅氧烷低聚物,所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的结构通式为以下几种中的一种:
Figure BDA0002310518230000071
其中,所述结构通式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X2为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类结构单元;X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R1为氢或甲基;R2为氢或甲基;n为1~20的整数。
在一种具体实施方式中,本身请提供一种如上所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含氟有机硅氧烷单体、芳香基有机硅氧烷单体以及第二有机硅氧烷单体按摩尔比为1:1~3:0~3的比例溶于第一溶剂中,加入浓盐酸反应;
(2)反应结束后冷却,过滤得到沉淀物,并将沉淀物溶于第二溶剂中,然后加入过量第一溶剂析出,得到沉淀物,反复多次后,得到固体,真空干燥,得到笼型聚倍半硅氧烷低聚物;
其中,所述第二有机硅氧烷单体包括丙烯酰氧基有机硅氧烷单体或烷基烯烃类有机硅氧烷单体中的一种。
在一种具体实施方式中,反应的固含量5%~20%,优选的固含量为10%,浓盐酸的摩尔量为1~20%,优选的为5%。
在一种具体实施方式中,所述含氟有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000081
n为1~20的整数;
优选的,所述含氟有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000082
在一种具体实施方式中,所述芳香基有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000083
其中,
结构式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R2为氢或甲基;
优选的,所述
Figure BDA0002310518230000084
选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000091
优选的,所述
Figure BDA0002310518230000092
选自以下几种结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000093
更优选的,当芳香基有机硅氧烷单体为
Figure BDA0002310518230000094
时,步骤(1)中的反应物包括含氟有机硅氧烷单体、芳香基有机硅氧烷单体以及第二有机硅氧烷单体三种;当芳香基有机硅氧烷单体为
Figure BDA0002310518230000095
时,步骤(1)中的反应物只有含氟有机硅氧烷单体和芳香基有机硅氧烷单体。
在一种具体实施方式中,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000096
其中,
结构式中的X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R1为氢或甲基;
优选的,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure BDA0002310518230000101
在一种具体实施方式中,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure BDA0002310518230000102
其中,
结构式中的X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;
优选的,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure BDA0002310518230000103
在一种具体实施方式中,所述第一溶剂包括甲醇;所述第二溶剂包括二氯甲烷。
在一种具体实施方式中,步骤(1)中所述浓盐酸的加入量与含氟有机硅氧烷单体加入量的中所述浓盐酸的加入量与有机硅氧烷单体加入总质量的质量比1:1.5~1:4。浓盐酸在体系中作为反应催化剂。
在一种具体实施方式中,步骤(1)中,所述反应的温度为80~100℃,所述反应的时间为28~30h。
在一种具体实施方式中,步骤(2)中,重复的次数为至少3次,以达到提纯的目的。
在一种具体实施方式中,步骤(2)中,所述真空干燥的真空度为0~10kPa,所述真空干燥的温度为30~60℃,所述真空干燥的时间为48~96h。
在一种具体实施方式中,本申请还提供了一种含有如上所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的压印型光刻胶,所述光刻胶包括以下质量百分比的组成:
Figure BDA0002310518230000104
Figure BDA0002310518230000111
在在一种具体实施方式中,所述紫外光引发剂包括Darocur 1173、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-苯基苯乙酮、1,2-二苯基乙二酮、1-羟基环己基苯基甲酮或二苯甲酮中的一种或多种。(其中,Darocur 1173选自巴斯夫,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮选用湖北远大富驰化工股份有限公司
在第三方面的一种实施方式中,所述交联剂为多丙烯酸酯类衍生物;优选的,所述交联剂选自以下结构式中的一种:
Figure BDA0002310518230000112
在第三方面的一种实施方式中,所述溶剂包括乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚、环己酮中的一种或多种。
在第三方面的一种实施方式中,所述表面活性剂包括FC-4430、FS-31、FS-50或FS-3100中的一种。
在第四方面,本申请还提供了一种如上所述压印型光刻胶的制备方法,包括以下步骤:将笼型聚倍半硅氧烷低聚物、紫外光引发剂、交联剂、溶剂和表面活性剂按比例混合均匀,得到所述压印型光刻胶。
实施例
下面将对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
POSS低聚物P1的合成:
Figure BDA0002310518230000121
向装有温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗、磁力搅拌器和外部油浴加热的三口瓶中加入:49.7g硅烷偶联剂KH-570,19.8g苯基三甲氧基硅烷和56.8g十七氟癸基三甲氧基硅烷,800mL甲醇,搅拌条件下,向上述体系中逐滴滴加50mL浓盐酸。然后90摄氏度下反应24小时,反应结束后自然冷却至室温,静置滤除上层清夜,将下层白色沉淀物溶于50mL二氯甲烷,并在500mL甲醇中沉淀析出,如此反复三次,得到白色粉末状固体,真空干燥24h得到最终POSS低聚物P1。
将制备得到的POSS低聚物P1进行核磁表征,其结果1H-NMR(CDCl3,300MHz)δ:7.18~7.52(m,10H),6.40~6.52(m,8H),4.21~4.24(t,8H),1.98~2.01(s,12H),1.75~1.90(m,4H),1.52~1.64(m,8H),0.50~0.68(m,12H).从中我们可以推算出,本实施例合成的POSS低聚物P1的结构式为:
Figure BDA0002310518230000122
紫外光固化压印型光刻胶制备:
将上述制备得到的POSS低聚物P1与交联剂、紫外光引发剂、光刻胶溶剂和表面活性剂进行复配,即可得到相应的光刻胶材料。光刻胶中POSS低聚物质量分数为15%,交联剂为甲基丙烯酸乙二醇酯,紫外光引发剂为Darocur 1173,光刻胶溶剂为乙二醇甲醚醋酸酯/乳酸乙酯,其质量比为2:1,表面活性剂购自3M商品号为FC-4430。具体配方如下(按质量分数):
光刻胶 POSS低聚物P1 交联剂 紫外光引发剂 表面活性剂 溶剂
NIL-1 15% 10% 5% 0.5% 69.5%
实施例2
POSS低聚物P2的合成:
Figure BDA0002310518230000131
向装有温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗、磁力搅拌器和外部油浴加热的三口瓶中加入:40.8g 5-己烯基三甲氧基硅烷,19.8g苯基三甲氧基硅烷和46.8g十三氟辛基三甲氧基硅烷,800mL甲醇,搅拌条件下,向上述体系中逐滴滴加50mL浓盐酸。然后90摄氏度下反应24小时,反应结束后自然冷却至室温,静置滤除上层清夜,将下层白色沉淀物溶于50mL二氯甲烷,并在500mL甲醇中沉淀析出,如此反复三次,得到白色粉末状固体,真空干燥24h得到最终POSS低聚物P2。
将制备得到的POSS低聚物P2进行核磁表征,其结果1H-NMR(CDCl3,300MHz)δ:7.16~7.50(m,10H),5.68~5.88(m,4H),4.98~5.12(m,8H),2.15~2.32(m,8H),1.72~1.93(m,4H),1.32~1.46(m,16H),0.54~0.66(m,12H).从中我们可以推算出,本实施例合成的POSS低聚物P2的结构式为:
Figure BDA0002310518230000132
紫外光固化压印型光刻胶制备:
将上述制备得到的POSS低聚物P2与交联剂、紫外光引发剂、光刻胶溶剂和表面活性剂进行复配,即可得到相应的光刻胶材料。光刻胶中POSS低聚物P2质量分数为15%,交联剂为甲基丙烯酸乙二醇酯,紫外光引发剂为Darocur 1173,光刻胶溶剂为乙二醇甲醚醋酸酯/乳酸乙酯,其质量比为2:1,表面活性剂购自3M商品号为FC-4430。具体配方如下(按质量分数):
光刻胶 POSS低聚物P2 交联剂 紫外光引发剂 表面活性剂 溶剂
NIL-2 15% 10% 5% 0.5% 69.5%
实施例3
POSS低聚物P3的合成:
Figure BDA0002310518230000141
向装有温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗、磁力搅拌器和外部油浴加热的三口瓶中加入:37.8g苯乙烯乙基三甲氧基硅烷和56.8g十七氟癸基三甲氧基硅烷,600mL甲醇,搅拌条件下,向上述体系中逐滴滴加40mL浓盐酸。然后90摄氏度下反应24小时,反应结束后自然冷却至室温,静置滤除上层清夜,将下层白色沉淀物溶于40mL二氯甲烷,并在400mL甲醇中沉淀析出,如此反复三次,得到白色粉末状固体,真空干燥24h得到最终POSS低聚物P3。
将制备得到的POSS低聚物P3进行核磁表征,其结果1H-NMR(CDCl3,300MHz)δ:7.62~7.70(m,12H),7.20~7.27(m,12H),6.54~5.72(m,6H),5.59~5.66(m,6H),5.14~5.21(m,6H),2.81~2.98(m,6H),1.75~1.93(m,4H),1.20~1.25(m,18H),0.56~0.69(m,4H).从中我们可以推算出,本实施例合成的POSS低聚物P3的结构式为:
Figure BDA0002310518230000142
紫外光固化压印型光刻胶制备:
将上述制备得到的POSS低聚物P3与交联剂、紫外光引发剂、光刻胶溶剂和表面活性剂进行复配,即可得到相应的光刻胶材料。光刻胶中POSS低聚物P3质量分数为15%,交联剂为甲基丙烯酸乙二醇酯,紫外光引发剂为Darocur 1173,光刻胶溶剂为乙二醇甲醚醋酸酯/乳酸乙酯,其质量比为2:1,表面活性剂购自3M商品号为FC-4430。具体配方如下(按质量分数):
光刻胶 POSS低聚物P3 交联剂 紫外光引发剂 表面活性剂 溶剂
NIL-3 15% 10% 5% 0.5% 69.5%
效果实施例
以实施例1制备的压印型光刻胶为例进行效果评估。
Tg测试:采用Perkin-Elmer TGA2050进行测试,在N2条件下,由室温升温至700℃,升温速率20℃/min。
力学性能测试:利用Bruker Fastscan AFM,室温下原位测试光固化后样品的杨氏模量。
涂膜工艺:在EVGl01(EVG Group公司)涂胶机上进行涂胶,涂胶机转速3000r/min,涂胶时间30s,将硅片放在涂胶机托盘上,开启真空吸附后向硅片中心滴3~5滴光刻胶溶液,旋转后可得光刻胶薄膜。将涂好的硅片在110℃平板炉上软烘90s使残留溶剂挥发,冷却后即可压印。
压印工艺:在EVG620(EVG Group公司)紫外纳米压印机上进行压印测试,将修饰好的石英模板载入模板架,然后在托盘上放入涂胶硅片,对准后在300mbar(1mbar=100Pa)压力下压印曝光成型,图形如图1所示。
刻蚀工艺:使用Microsys 350等离子体刻蚀机,采用O2或者SF6作为反应气体源。刻蚀主要通过在一定的射频(RF)及电子回旋共振(ECR)功率、电压下,改变气体流量来探索刻蚀的速率和选择性。电子回旋共振功率和电压为ECR 150V,RF 150W/300V。
脱模性能测试:基于上述涂膜及压印工艺,利用柔性掩膜版连续压印,直至产生明显图形缺陷,记录脱模次数。
基于上述条件,将实施例1与商业化产品mr-NIL 6000用同样的方法进行性能检测,检测结果如下:
Figure BDA0002310518230000161
由上述对比数据可知,本专利所述压印型光刻胶固化后的膜具有良好的热稳定性和机械性能,且该光刻胶具有良好的脱模性能和刻蚀性能。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此,本申请不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本申请披露的内容,在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种笼型聚倍半硅氧烷低聚物,其特征在于,所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的结构通式为以下几种中的一种:
Figure FDA0002310518220000011
其中,所述结构通式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;X2为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类结构单元;X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R1为氢或甲基;R2为氢或甲基;n为1~20的整数。
2.一种如权利要求1所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含氟有机硅氧烷单体、芳香基有机硅氧烷单体以及第二有机硅氧烷单体按摩尔比为1:1~3:0~3的比例溶于第一溶剂中,加入浓盐酸反应;
(2)反应结束后冷却,过滤得到沉淀物,并将沉淀物溶于第二溶剂中,然后加入过量第一溶剂析出,得到沉淀物,反复多次后,得到固体,真空干燥,得到笼型聚倍半硅氧烷低聚物;
其中,所述第二有机硅氧烷单体包括丙烯酰氧基有机硅氧烷单体或烷基烯烃类有机硅氧烷单体中的一种。
3.如权利要求2所述的笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,所述含氟有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure FDA0002310518220000021
结构式中的n为1~20的整数;
优选的,所述含氟有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure FDA0002310518220000022
4.如权利要求2所述的笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,所述芳香基有机硅氧烷单体选自以下几种结构式中的一种:
Figure FDA0002310518220000023
其中,
结构式中的X0为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R0为氢或者烷烃类、醚类、羧酸类、胺类、酚类、醇类结构单元;R2为氢或甲基;
优选的,所述
Figure FDA0002310518220000024
选自以下几种结构式中的一种:
Figure FDA0002310518220000025
优选的,所述
Figure FDA0002310518220000026
选自以下几种结构式中的一种:
Figure FDA0002310518220000031
5.如权利要求2所述的笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure FDA0002310518220000032
其中,
结构式中的X1为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;R1为氢或甲基;
优选的,所述丙烯酰氧基有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure FDA0002310518220000033
6.如权利要求2所述的笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式如下:
Figure FDA0002310518220000034
其中,
结构式中的X3为含0~10个碳原子直链、支链、环状烃类、醚类、亚胺类结构单元;
优选的,所述烷基烯烃类有机硅氧烷单体的结构式选自以下几种之一:
Figure FDA0002310518220000035
7.如权利要求2所述的笼型聚倍半硅氧烷低聚物的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂包括甲醇;所述第二溶剂包括二氯甲烷;
步骤(1)中所述浓盐酸的加入量与有机硅氧烷单体加入总质量的质量比1:1.5~1:4;
步骤(1)中,所述反应的温度为80~100℃,所述反应的时间为28~30h;
步骤(2)中,重复的次数为至少3次;
步骤(2)中,所述真空干燥的真空度为0~10kPa,所述真空干燥的温度为30~60℃,所述真空干燥的时间为48~96h。
8.一种含如权利要求1所述笼型聚倍半硅氧烷低聚物的压印型光刻胶,其特征在于,所述光刻胶包括以下质量百分比的组成:
Figure FDA0002310518220000041
9.如权利要求8所述的压印型光刻胶,其特征在于,所述紫外光引发剂包括Darocur1173、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-苯基苯乙酮、1,2-二苯基乙二酮、1-羟基环己基苯基甲酮或二苯甲酮中的一种或多种;
所述交联剂为多丙烯酸酯类衍生物;优选的,所述交联剂选自以下结构式中的一种:
Figure FDA0002310518220000042
所述溶剂包括乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚、环己酮中的一种或多种;
所述表面活性剂包括FC-4430、FS-31、FS-50或FS-3100中的一种。
10.一种如权利要求8或9所述压印型光刻胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将笼型聚倍半硅氧烷低聚物、紫外光引发剂、交联剂、溶剂和表面活性剂按比例混合均匀,得到所述压印型光刻胶。
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