[发明专利]一种石英玻璃上制作纳米级沟道的方法

摘要

本发明涉及一种石英玻璃上纳米沟道的制作方法。其特征在于制作的关键技术包括光刻、湿法腐蚀和键合三个关键步骤，其中湿法腐蚀液配置，这是MEMS加工技术中的关键之一，它直接影响纳米沟道的图形结构。本发明采用的基底材料为石英玻璃，工艺简单不需要反应离子刻蚀等设备，根据配制的腐蚀液调节腐蚀时间和温度可精确控制纳米沟道的深度误差在±1nm左右。

主权项

1、一种石英玻璃上纳米沟道的制作方法，其特征在于所述的纳米级管道为架在两微米管间纳米管道的制作步骤是：A)第一次光刻(a)清洗：分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗镀了铬层的石英玻璃片5min；氮气吹干；烘干；(b)蒸镀六甲基二硅氧烷；涂6809光刻胶，以4000rpm速度甩胶；(c)前烘：100℃，6min；(d)光刻：使用强度为12mW/cm2的光刻机，光刻12s；(e)显影：18s，且去离子清洗；(f)打底膜10S；(g)坚膜120℃烘箱30min；B)主管道腐蚀(a)去铬：用由硝酸铈铵400g+高氯酸110mL，去离子水定容至1.76L配制的铬腐蚀液去除图形部分铬层；(b)去离子水清洗10遍；(c)玻璃腐蚀：放入40-50℃恒温的体积比HF∶H2O2∶HAC＝2∶1∶1组成的石英玻璃腐蚀液中腐蚀，得到宽50微米，深10微米的主通道；(d)去离子水清洗10遍C)第二次光刻，以制作纳米结构的管道(a)清洗：分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗基片5min；氮气吹干；烘干20min；(b)甩胶，光刻胶6809 4000rpm，30s厚度：0.9μm；(c)前烘：100℃，6min；(d)对准光刻：采用强度为12mW/cm2的光刻机光刻12s；(e)显影：18s；(f)打底膜10s；(g)坚膜120℃烘箱30min；D)纳米管道制作(a)去铬：用由硝酸铈铵400g+高氯酸110mL，去离子水定容至1.76L配制成的铬腐蚀液去除图形部分的铬层；(b)纳米腐蚀：放入40-50℃恒温的由体积比HF∶H2O2∶HAC＝2∶5∶5组成的石英玻璃腐蚀液搅拌，50-70s，腐蚀深度为50nm；E)打孔：用金刚钻在基片相应位置上钻孔径为2mm的孔，作为储液池；F)键合(a)丙酮去表面残留光刻胶，乙醇及去离子水清洗；(b)表面去铬∶将基片放入配好的铬腐蚀液中，在超声池中3min去铬层；所述的铬腐蚀液组成与上述步骤B中(a)相同；(c)丙酮、乙醇、去离子水超声清洗基片、盖片5min；(d)洗液清洗，将基片、盖片放入体积比H2SO4∶H2O2＝4∶1的Piranha洗液，烧煮10～15min；增加表面亲和力；且用去离子水清洗；(e)再在体积比NH3·H2O∶H2O∶H2O2＝6∶3∶1的亲和洗液中烧煮30min；去离子水清洗；(f)水中贴合芯片预键合：直接将基片和盖片在去离子水中贴合，然后转移到真空干燥箱中。设定真空干燥箱温度为100℃打开真空泵，持续抽真空30min后关闭真空泵，保持100℃(g)键合：缓慢升至200℃后，关闭电源自然冷却，实现低温键合制得纳米级沟道芯片，用于纳米流体分析。