[发明专利]一种低成本微纳一体化结构的制作方法

摘要

本发明属于微机电系统（MEMS）领域，涉及一种低成本微纳一体化结构的制作方法。其特征是利用侧墙工艺制作出纳米硅模具，再利用剥离工艺制作出微米石英模具，然后通过类似紫外纳米压印的方法，将紫外固化光刻胶旋涂在纳米硅模具上，将微米石英模具与光刻胶接触并施压力，经过曝光、显影后得到微纳一体化结构。最后，通过PDMS与光刻胶Si-O-Si共价键合对结构进行封装，进而实现了微纳一体化结构的制作。本发明采用侧墙工艺制作纳米模具，采用双模具通过紫外纳米压印方式制作微纳一体化结构，并利用共价键合实现结构封装，其制作工艺简单、成本低、工艺重复性好并且容易实现。

主权项

一种低成本低成本微纳跨尺度结构制作方法，其特征如下：(1) 压印模具微纳加工a.“自上而下”，利用侧墙技术制造二维纳尺度硅模具首先表面修饰硅基底提高聚合物与基底结合强度，使用紫外曝光光刻在硅基底上形成聚合物台阶，利用磁控溅射仪各向同性沉积一层延展性良好基底的附着力强的金属薄膜；然后利用溅射反向刻蚀，有选择性的去除水平方向的薄膜材料；再以侧壁上保留下来的纳尺度“侧墙”为掩膜，利用SF6，O2，C4F8气体进行深反应离子刻蚀，得到宽度和深度为纳米尺度的二维纳尺度硅模具；b. 以石英为基底材料，制造微尺度模具在石英表面沉积一层厚度100nm的铬膜，经过剥离工艺得到图形宽度为微米尺度的石英模具；(2) 微纳跨尺度图形制作将步骤(1)得到的纳米模具和微米模具分别进行局部氧等离子体和气相沉积氟化物表面处理，保证微米模具的表面能小于纳米模具的表面能；在纳米硅模具上旋涂一层紫外固化光刻胶；将微米石英模具与光刻胶另一面接触并施加压力；透过石英模具进行紫外线曝光使微米模具图形区域以外的光刻胶固化；利用压印制作出纳米沟道，利用曝光显影制作出微米沟道，将微米和纳米结构成型在同一片聚合物材料上，实现微纳跨尺度图形制造；(3) 利用基底和聚合物的共价键反应实现微纳跨尺度结构键合将步骤(2)得到双面聚合物用异丙醇清洗、烘干，并用用氧等离子体处理，浸入到体积比为1%的APTES溶液中完成光刻胶表面改性；表面改性后的微纳跨尺度结构与PDMS基底反应生成牢固的Si‑O‑Si共价键，实现器件的封装。