[发明专利]一种自组装三维微纳结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种自组装三维微纳结构的制备方法，属于自组装技术领域。所述方法包括：表面预处理；旋涂SU‑8光刻胶；前烘；对准和曝光；后烘；显影；二次匀胶；前烘；二次曝光；后烘；二次显影；转移及自组装，得到自组装三维微纳结构。本发明优化了光刻与显影等微电子工艺，利用SU‑8负性光刻胶和SPR‑220正性光刻胶成功制备了二维平面结构，且利用热力作为驱动力对二维微纳结构实施了自组装，制备了自组装三维微纳结构，为后续二维材料的自组装提供了平台。

技术领域

本发明涉及自组装技术领域，特别涉及一种自组装三维微纳结构的制备方法。

背景技术

自组装是指预先存在的成分、从随机的状态自发形成有组织的结构的过程，并且可以通过适当地设计组件、改变环境和驱动力来达到控制这个过程的目的。微纳结构自组装技术的运用对于人们的生活意义重大，利用微纳结构的自组装技术，可以在极细微的层面上搭建微观结构，并且随着装配过程的可控性渐渐提高，能够构建出更加复杂的微观结构，在超材料传感器、生物医学和电磁学等领域有着巨大的应用潜力。

目前微纳结构自组装的技术正在迅速发展，现有技术中已经存在表面张力驱动的自组装、磁力驱动的自组装、体积膨胀驱动的组装、差热膨胀驱动的自组装、薄膜应力驱动的自组装、形状记忆驱动的自组装等驱动自组装的方法，但尚未涉及结合微电子光刻工艺以及热力驱动触发自组装，制备三维微纳结构的方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自组装三维微纳结构的制备方法，所述方法包括：

表面预处理：使用激光划片机将圆形完整的硅片切割成2×2cm的硅片；所述硅片表面镀铜，膜厚300nm，使用超声波清洗机清洗所述硅片表面；

旋涂SU-8光刻胶：将清洗干净的硅片放置在无尘纸上，用镊子夹住所述硅片边缘处，并放置在匀胶机的旋转台上，打开气阀将所述硅片吸住固定，然后用一次性吸管吸取预定量所述SU-8光刻胶涂在所述硅片表面，盖上所述匀胶机盖板，设置转速后开始匀胶；

前烘：将匀胶完成后的硅片转移到无尘纸上，并在热板上前烘15分钟，温度设定为95℃；

对准和曝光：通过紫外光刻机对所述硅片进行对准曝光，将光刻图形在所述硅片上套刻在一起，搭建出二维微纳结构；

后烘：烘干时间为15min，温度设定为95℃；

显影：将所述硅片放置在SU-8显影液中，并轻轻晃动容器；

二次匀胶：将显影完成后的硅片表面残留的显影液清洗干净，然后在所述硅片表面再旋涂一层SPR-220正性光刻胶；

前烘：将二次匀胶后的硅片在热板上前烘30s，温度设定为60℃，前烘完成后，将所述硅片在室温下静止放置3h；

二次曝光：对所述硅片进行二次曝光；

后烘：烘干时间为15min，温度设定为95℃；

二次显影：对所述硅片进行二次显影，并轻轻晃动容器；

转移及自组装，得到自组装三维微纳结构。

可选地，所述硅片表面镀铜，膜厚300nm，使用超声波清洗机清洗所述硅片表面，包括：

使用高真空磁控溅射镀膜机进行镀膜，然后使用丙酮和无水乙醇，分别超声清洗所述硅片15分钟。

可选地，所述设置转速后开始匀胶，包括：分别采用低转速500r/min、时间3s和高转速2000r/min、时间30s，匀胶一遍。

可选地，所述通过紫外光刻机对所述硅片进行对准曝光的曝光时间为25s。

可选地，所述将所述硅片放置在SU-8显影液中的显影时间为2.5min。