Page 22 - 《精细化工》2021年第10期

·1952· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

未暴露区域，使纤维素结构仍保留在表面上，特征 并形成 80 nm 的线性图案，且膜厚收缩率低于丙烯
尺寸小于 100 nm。LIU 等 [76] 通过溶液浸渍法和热固 酸酯类抗蚀剂；而含有环氧基的海藻糖液体衍生物，
化法制备了高柔性、光学透明的纤维素复合薄膜作 通过阳离子聚合进行紫外固化制备出了 65 nm 的线
为紫外压印光刻的基体，产生的图案具有良好的分 性图案。
辨率。
尽管纤维素类光刻材料的应用前景很广阔，但
是在普通溶剂中的难溶性使得加工性能受到限制，
从而限制了其应用。因此，对于纤维素类光刻材料
的主要问题是以改性实现纤维素易溶解。此外，纤
维素之间氢键的作用会降低粘附性和旋涂性，进一
步导致基材上的抗蚀剂分布不均，最终影响光刻性
能。但由于纤维素本身不具有任何光响应，故光感
能力由引入的光感剂决定，限制了纤维素光刻材料
的优势。
3.3 壳聚糖类光刻材料
来源于节肢动物中的壳聚糖也被应用于光刻材
料中，其无毒、水溶性、易成膜等性能以及在辐照

诱导下能实现糖苷键的断裂为壳聚糖作为光刻材料
图 10 UV 固化纳米压印植物基抗蚀剂材料中分别带有
提供了可能。 丙烯酸酯基（a）和环氧基的液态海藻糖衍生物
2007 年，FERNANDEZ 等 [77] 利用壳聚糖薄膜在 （b） [83-84]
软光刻技术下制备了纳米级别的特征；PARK 等 [78] Fig.10 Two liquid trehalose derivatives with acrylate (a)
制备了壳聚糖溶液，在聚二甲基硅氧烷模版上进行 and epoxy groups (b) in UV curing nanoimprint
plant-based resist materials [83-84]
纳米压印，获得了特征尺寸 150 nm 的线和点，并将
其用在了细胞生成、组织工程和生物传感器中。 BAT 等 [85] 将海藻糖作为侧基引入到聚苯乙烯链
2014 年，VOZNESENSKIY 等 [79-80] 利用壳聚糖 中作为电子束光刻抗蚀材料，见图 11。在电子束作
醋酸酯薄膜和壳聚糖金属纳米薄膜作为电子束光刻 用下抗蚀剂通过共价键有效地交联到 Si 和 SiO 2 表
的抗蚀剂，通过电子束光刻在玻璃基板上形成了亚 面作为负阻剂。但这种抗蚀剂主要是结合蛋白类抗
微米的图案，并证明了其可以应用于生物学、生物 蚀剂，并对其形成保护，使得蛋白质在真空和电子
传感器、医学、生态学等领域。但他们并没有进行 束辐照步骤中保持稳定，来形成各种复杂的纳米蛋
刻蚀图案的转移，证明其可用于微电子学中。 白图案用于组织工程、诊断学、蛋白质组学和生物
2017 年，CAILLAU 等 [81-82] 将壳聚糖与添加核 传感器等。
黄素的壳聚糖制备成壳聚糖薄膜，作为电子束光刻
和紫外光光刻的正性可水显影的光致抗蚀剂来使

用，获得了 50 nm 线性图案，并通过经典的 CHF 3
或 O 2 离子体刻蚀工艺，将特征图案转移到硅基衬底
中，证明了壳聚糖薄膜可应用于微电子学中。
目前的研究表明，壳聚糖已初步形成相对完整
的光刻和刻蚀工艺，且无需改性就可使用。同时在
图案制造的潜力上也与蛋白类材料相差无几。但是，

以壳聚糖改性作为光刻材料的研究目前并没有出
图 11 具有海藻糖侧基的抗蚀剂 [85]
现，或许可以成为未来研究的一个方向。 [85]
Fig. 11 Resist with pendant trehalose groups
3.4 其他糖类光刻材料
2010 年，TAKEI [83-84] 利用含丙烯酸酯基的单体 此外，TAKEI 等 [86-88] 制备了两种糊精衍生物作
以及含有环氧基的单体取代海藻糖上的羟基制备了 为光刻材料。第一种是利用电子敏感的丙烯酸基取
两种海藻糖衍生物纳米压印光刻胶，见图 10。其中 代葡萄糖和糊精中的羟基，使其具有电子高灵敏性，
含丙烯酸酯基的海藻糖光刻胶由液体自由基光引发 通过电子束进行交联从而作为负性抗蚀剂。在电子
剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮引发紫外交联固化， 束曝光下获得 200 nm 线和 800 nm 空间图案，且分