博士研究生 郝青山 導(dǎo)師 李 嫕，陳金平

（學(xué)位授予單位 中國(guó)科學(xué)院 理化技術(shù)研究所，北京100190）

第一部分 卟啉及BODIPY衍生物設(shè)計(jì)合成及光物理性質(zhì)研究

大π共軛有機(jī)化合物因其優(yōu)良光電性質(zhì)近年來引起廣泛關(guān)注．卟啉和BODIPY是兩類具有特殊電子結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)的共軛化合物，通過功能化修飾可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其光電性質(zhì)的調(diào)控。本論文工作針對(duì)基于卟啉和BODIPY結(jié)構(gòu)的大π共軛化合物的合成和光物理性質(zhì)開展研究工作。具體研究?jī)?nèi)容如下：

1．設(shè)計(jì)合成了分別以咔唑、芴和芴酮為橋的β－β橋聯(lián)環(huán)狀鋅卟啉化合物。共軛橋?qū)策h(huán)電子離域程度影響有限，但是對(duì)環(huán)狀鋅卟啉化合物的雙光子吸收性質(zhì)有顯著影響，隨共軛橋電負(fù)性增加雙光子吸收截面逐漸增大，吸電子芴酮共軛橋聯(lián)的環(huán)狀鋅卟啉化合物具有最大雙光子吸收截面，為6570±60 GM。

2．設(shè)計(jì)合成了π－共軛順式和反式階梯形類苯胺－吡啶配體及相應(yīng)的二氟硼化物。硼原子配位大大增加了分子結(jié)構(gòu)的剛性和共軛性，對(duì)分子最高占有軌道（HOMO）能級(jí)影響不大，但大大降低了最低空軌道（LUMO）能級(jí)，減小了HOMO－LUMO之間能隙．理論計(jì)算結(jié)果與光物理及電化學(xué)結(jié)果相一致。

第二部分 基于分子玻璃主體材料的極紫外（EUV）光刻膠研發(fā)

光刻膠是微電子技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一，微電子工業(yè)的發(fā)展對(duì)光刻技術(shù)的要求不斷提高，對(duì)光刻膠也提出了更高的要求，極紫外光刻被認(rèn)為是最有可能達(dá)到22nm及以下節(jié)點(diǎn)的下一代光刻技術(shù)。現(xiàn)有的聚合物光刻膠主體材料由于分子大的體積、分子量多分散性和分子鏈纏繞等原因?qū)е缕洳贿m合高分辨率光刻要求；分子玻璃有明確的分子結(jié)構(gòu)和精確的分子量，具有單分散性和小的回旋半徑，以及良好的熱穩(wěn)定性和成膜性，有可能作為新一代光刻膠主體材料用于高分辨率EUV光刻。本論文工作設(shè)計(jì)合成了一系列基于螺芴和金剛烷結(jié)構(gòu)的分子玻璃，并成功將其應(yīng)用于極紫外光刻。具體研究?jī)?nèi)容如下：

1．設(shè)計(jì)合成了一系列基于螺芴結(jié)構(gòu)的分子玻璃化合物，研究了它們的熱穩(wěn)定性、成膜性和溶解性等物理性質(zhì)；開發(fā)了極紫外光刻膠配方，研究了光刻工藝條件對(duì)光刻的影響，得到最高分辨率為22．7nm、線邊緣粗糙度（LER）為3．3nm的光刻圖案。研究了光刻膠體系產(chǎn)氣過程和機(jī)理，探討了光刻膠各組分對(duì)產(chǎn)氣的影響。

2．設(shè)計(jì)合成了一系列以金剛烷結(jié)構(gòu)為核心的分子玻璃化合物，對(duì)其熱穩(wěn)定性、成膜性和溶解性等物理性質(zhì)進(jìn)行了研究；開發(fā)了極紫外光刻膠配方，初步極紫外光刻實(shí)驗(yàn)得到最高分辨率為45．6nm的光刻圖案。