基于SU-8光刻胶的纳米流体系统自支撑结构的制作方法

摘要

本发明公开了一种基于SU-8光刻胶的纳米流体系统自支撑结构的制作方法，其特征是首先加工制作PDMS软模板，利用PDMS软模板制作SU-8纳米通道基底，同时利用紫外曝光显影制作包含样品池的SU-8键合层，并利用键合技术实现SU-8纳米通道基底与键合层的键合密封，最后去除PDMS及PET软基底，实现SU-8纳米流体系统自支撑结构。本发明方法操作简单，制造成本低，设备要求不高。制作结果显示了系统没有分层和堵塞，也看不出键合的界面，通道的轮廓清晰可见，展示了很好的质量。

主权项

基于SU‑8光刻胶的纳米流体系统自支撑结构的制作方法，其特征是按如下步骤操作：a、制作PDMS软模板：清洁处理全息光栅(1)，将PDMS粘稠液体(2)浇铸到全息光栅(1)上，利用热台烘烤以固化PDMS，烘烤温度为90℃，时间为60分钟，取下复制了全息光栅的微纳米结构的固化形成的PDMS印章(2)；b、流体通道基底制作：首先清洁处理玻璃基底(3)；其次制作PDMS牺牲层(4)，将PDMS粘稠液体浇铸到玻璃基底(3)上，利用热台烘烤以固化PDMS牺牲层(4)，烘烤温度为90℃，时间为60分钟；然后制作流体系统的支撑层结构，在所述牺牲层上旋涂2100型SU‑8光刻胶(5)，以60℃的温度烘烤120分钟，对SU‑8光刻胶进行紫外曝光，对曝光后的SU‑8光刻胶(5)进行烘烤使得曝光的SU‑8光刻胶固化，烘烤温度为90℃，烘烤时间为20分钟；最后旋涂2025型SU‑8光刻胶(6)；将步骤a制作的PDMS印章(2)与玻璃基底(3)层叠排列整齐，放在热台上以90℃预热10分钟，向PDMS印章(2)施加2Mpa的压印压力，使得PDMS印章压入经加热软化的SU‑8光刻胶(6)，保持90℃及压印压力20分钟，在压印压力保持不变的情况下自然冷却，压印后的PDMS印章和玻璃基底通过SU‑8光刻胶结合在一起，透过PDMS印章对SU‑8光刻胶(6)进行紫外曝光，对曝光后的SU‑8光刻胶进行烘烤使得曝光的SU‑8光刻胶(6)固化，烘烤温度为90℃，烘烤时间为10分钟，自然冷却后可以揭下PDMS印章(2)，获得流体系统基底整体结构；c、键合层制作：取经切割的PET基片(7)，在所述PET基片(7)的表面旋涂2025型SU‑8光刻胶(8)，透过样品池掩模结构(9)对SU‑8光刻胶进行紫外曝光，所述样品池掩模(9)由打印机打印制作；对曝光后的SU‑8光刻胶(8)进行烘烤使得曝光的SU‑8光刻胶(8)固化，烘烤温度为90℃，烘烤时间为10分钟；将PET基片(7)浸入PGMEA显影液，曝光后的SU‑8光刻胶固化不溶于显影液，样品池掩模结构下未曝光的SU‑8光刻胶溶于显影液，实现样品池的制作，其中显影时间为20秒，显影结束后使用异丙醇冲淋PET基片以去除残留PET基片上的PGMEA显影液；同时稀释2002形SU‑8光刻胶，按体积比环戊酮∶SU‑8为100∶5进行稀释，稀释后的光刻胶厚度为150nm；将稀释后厚度为150nm光刻胶旋涂于固化的SU‑8上，形成固化SU‑8的粘附层(10)；d、键合：将步骤b完成制作的玻璃基底(3)层叠结构与步骤c完成制作的键合层(7)层叠排列整齐，放在热台上以75℃烘烤10分钟，向键合层(7)及玻璃基底(3)施加0.5Mpa的压印压力，使得粘附层10将PET基片(7)上SU‑8光刻胶和玻璃基底上SU‑8光刻胶粘合，保持75℃温度及压印压力20分钟，在压印压力保持不变的情况下自然冷却；对玻璃基底(3)与PET基片(7)上SU‑8的系统紫外曝光，并对曝光后的粘附层SU‑8光刻胶(10)进行后烘使得曝光的粘附层SU‑8光刻胶(10)固化，实现纳米流体系统结构的制作，所述后烘的时间为20分钟，温度由75℃上升至90℃，温度上升速度为2℃/分钟；e、去牺牲层：将流体系统的玻璃基底(3)以及PDMS牺牲层(4)去除，并去除PET基片(7)，实现流体系统自支撑结构的制作。