[发明专利]高功能性多光子可固化反应性物质

说明书

技术领域

本发明涉及可固化组合物。更具体地，本发明涉及拥有高感光性和理想的耐久性并且适用于多光子固化工艺的可固化组合物。

背景技术

在多光子引发固化工艺(例如，在美国专利No.6,855,478中描述的工艺，该专利以引用的方式并入本文)中，在基底上(例如硅晶片)施加包含多光子可固化光反应性组合物的层，并使用聚焦光源(例如激光束)进行固化。所施加层中的多光子可固化光反应性组合物包括至少一种能够经受酸或基引发的化学反应的反应性物质和一个多光子引发剂体系。通常多光子光反应性组合物包括选为通过固化提供期望特性的反应性组分的混合物。利用具有适当波长和足够强度的光对该层进行成像曝光，会在多光子引发剂体系中导致双光子(或三光子等)吸收，从而在层的曝光区域中诱导反应性物质中酸或基引发的化学反应。该化学反应会导致曝光区域中形成交联、聚合或溶解度特性发生变化(本文称之为固化)，从而形成固化物。在固化步骤之后，可通过移除该层的非固化部分以获得固化物，或从该层上移除固化物本身可选地形成该层。

多光子吸收具有的优点是其吸收概率不像单光子吸收那样与强度成线性比例。例如，在双光子吸收中，概率与强度的平方成比例，在三光子吸收中，概率与强度的三次方成比例。因此，利用多光子吸收和聚焦光源可以得到三维分辨率。

在一些情况中，利用多光子固化创造母板，然后用母板制造用于复制初始固化结构的工具。这通常需要在开发之后进行额外的步骤，包括电镀至少部分固化的结构或多种结构以形成工具。然后通常还操纵工具以产生可用于产生初始固化结构的复制品的模具。

发明内容

一般来说，本发明涉及在固化后拥有高感光性和预期特性(如高耐久性)的多光子可固化光反应性组合物。

在一个方面，本发明涉及包括六丙烯酸乙内酰脲和光引发剂体系的多光子可固化光反应性组合物。

在一些实施例中，光引发剂体系包括至少一种多光子感光剂、至少一种光引发剂(或电子受体)和任选的至少一种电子供体。

在另一个方面，本发明涉及基本上由六丙烯酸乙内酰脲和光引发剂体系组成的多光子可固化光反应性组合物。

在一些实施例中，光引发剂体系包括至少一种多光子感光剂、至少一种光引发剂(或电子受体)和可选的至少一种电子供体。

在又一个方面，本发明涉及一种方法，该方法包括将包括六丙烯酸乙内酰脲和光引发剂体系的多光子可固化光反应性组合物应用到基底，和至少部分地固化一部分多光子可固化光反应性组合物以形成至少部分固化的结构。

在一些实施例中，光引发剂体系包括至少一种多光子感光剂、至少一种光引发剂(或电子受体)和任选的至少一种电子供体。

在某些实施例中，该方法还包括通过去除至少一部分未固化的多光子可固化光反应性组合物来产生至少部分固化的结构。

本发明可提供优点。例如，固化的结构可以直接用作模具，部件可通过所述模具再生产。这可以避免在通过多光子吸收形成母板和通过复制生产期望物件之间产生不期望的中间步骤。

作为另一个实例，在多光子可固化光反应性组合物中包括六个官能团或更多丙烯酸可以提高组合物的感光性。这可以允许使用较低功率光源或较高扫描速度，而这两者都可提高多光子固化体系的通过量。

附图和下文的说明书详细描述了本发明的一个或多个实施例。在本发明说明书、附图以及权利要求书的基础上，本发明的这些特征、目标和优点将更显而易见。

附图说明

图1是示出用于影响多光子吸收的设备的示意图。

图2A和2B是用现有技术的多光子可固化光反应性组合物形成的结构的扫描电镜(SEM)图的俯视图和透视图。

图3A和3B是用本发明的多光子可固化光反应性组合物形成的结构的扫描电镜(SEM)图的俯视图和透视图。

图4A和4B是用现有技术的多光子可固化光反应性组合物形成的结构的扫描电镜(SEM)图的俯视图和透视图。

图5A和5B是用本发明的多光子可固化光反应性组合物形成的结构的扫描电镜(SEM)图的俯视图和透视图。

具体实施方式

一般来说，本发明针对在固化时拥有高感光性和预期特性(如高耐久性)的多光子可固化光反应性组合物。多光子可固化光反应性组合物通常包括反应性物质和光引发剂体系。下面将详细讨论各个组分。

反应性物质

适用于光反应性组合物中的反应性物质包括通过暴露于足够引起多光子吸收的光来固化。如在本公开中所用，“固化”是指影响聚合反应和/或影响组合物中的交联，或者在组合物的暴露区域改变溶解特性。