一种利用双层胶实现尺寸可控的纳米流体通道的制作方法

摘要

本发明公开了一种利用双层胶实现尺寸可控的纳米流体通道的制作方法，该方法先制备具有凸起的纳米光栅线条的压印模板，然后依次制备光刻胶透明基底、制备压印模板‑光刻胶‑透明基底的结合体、制备表面复制有纳米光栅线条的光刻胶透明基板，再制备具有自支撑键合层的光刻胶结构板，最后将光刻胶透明基板和具有自支撑键合层的光刻胶结构板复合，制得尺寸可控的纳米通道。本发明利用聚合物将模板上的纳米光栅线条复制并固化成形，同一压印模板可重复使用，有利于批量化生产；而且通过调节聚合物粘附层的厚度，使同一压印模板能获得不同高度的纳米通道。

主权项

一种利用双层胶实现尺寸可控的纳米流体通道的制作方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备压印模板：利用电子束光刻或者聚焦离子束刻蚀技术在板材上制备具有凸起的纳米光栅线条的压印模板，所述光栅线条平行分布；(2)制备光刻胶‑透明基底：在面积与压印模板相同的石英片或玻璃片的一个表面上旋涂SU‑8光刻胶，使其厚度大于压印模板上光栅线条的高度H，经烘烤形成光刻胶‑透明基底；其中的烘烤温度为80‑100℃，时间为20‑30分钟；(3)制备压印模板‑光刻胶‑透明基底的结合体：在压印模板的表面旋涂脱模剂DC20，然后将其平压在光刻胶‑透明基底上，再加热光刻胶‑透明基底使其表面的SU‑8光刻胶软化，同时对所述压印模板施加1Mpa‑3Mpa的压印压力，使所述压印模板压入软化的SU‑8光刻胶，保持压印压力15‑20min后自然冷却，得到压印模板‑光刻胶‑透明基底的结合体，压印模板和光刻胶‑透明基底通过未固化的SU‑8光刻胶相粘合；(4)制备表面复制有纳米光栅线条的光刻胶透明基板：对所述结合体中的SU‑8光刻胶通过透光的光刻胶‑透明基底进行紫外曝光，再经烘烤使SU‑8光刻胶固化，压印模板和光刻胶‑透明基底通过固化的SU‑8光刻胶粘合成整体，压印模板上的光栅结构完全复制在SU‑8光刻胶上；然后自然冷却，使压印模板与光刻胶‑透明基底分离，得到表面粘附有SU‑8光刻胶并且在所述光刻胶上复制有纳米光栅线条的光刻胶透明基板；其中，所述紫外曝光的曝光剂量为200mJ/cm²‑500mJ/cm²，烘烤温度为85‑95℃，烘烤时间为15‑25min；(5)制备具有自支撑键合层的光刻胶结构板：在PET片材的表面旋涂键合层SU‑8光刻胶，经烘烤固化后对所述键合层SU‑8光刻胶进行紫外曝光，烘烤温度为80‑100℃，烘烤时间为10‑30min，紫外曝光剂量为200mJ/cm²‑500mJ/cm²；再经烘烤使曝光后的键合层SU‑8光刻胶固化，烘烤温度为85‑95℃，烘烤时间为15‑25min，经自然冷却得PET基片；将稀释SU‑8光刻胶旋涂于固化的键合层SU‑8光刻胶上，形成厚度为t的粘附层SU‑8光刻胶，然后去除PET片材，形成具有自支撑键合层的光刻胶结构板；其中t为100‑200nm；(6)制备尺寸可控的纳米通道：将经所述步骤(4)制得的光刻胶透明基板层压在步骤(5)制得的具有自支撑键合层的光刻胶结构板上，然后85‑95℃加热软化后并施加0.3‑1Mpa的压印压力，使具有自支撑键合层的光刻胶结构板与光刻胶‑透明基板粘接并密封键合成整体，由此得到多条尺寸可控的纳米通道；每条纳米通道的宽度与光刻胶透明基板的SU‑8光刻胶上的光栅线条的沟槽宽度相同，纳米通道的高度h为：h＝H‑t‑at/b，其中，H为光刻胶透明基板的SU‑8光刻胶上每根纳米光栅线条的高度，a为光刻胶透明基板的SU‑8光刻胶上每根光栅线条的宽度，b为光刻胶透明基板的SU‑8光刻胶上相邻光栅线条之间的宽度，t为具有自支撑键合层的光刻胶结构板上粘附层SU‑8光刻胶的厚度；(7)制备成品：透过具有自支撑键合层的光刻胶结构板对光刻胶透明基板上的各SU‑8光刻胶层进行紫外曝光，完成曝光后，对各SU‑8光刻胶层的层叠结构进行烘烤，使得各SU‑8光刻胶层之间充分固化交联，即得到纳米通道成品；其中：紫外曝光剂量为150‑300mJ/cm²；所述烘烤是逐步升温烘烤，起始温度为75℃，最高温度为90℃，升温速度为2℃/min，保温时间为15‑20min。