[發明專利]一種去除微納結構中溶劑的方法

無效

• 申請號: 201010188490.4
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN101850945A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 劉剛;熊瑛;周杰;田揚超
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82B3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 賈玉忠

技術領域

本發明涉及微納加工中的溶劑去除工藝，特別是涉及大高寬比微納結構的溶劑去除工藝。

背景技術

微納加工主要可分為干法和濕法兩大類工藝。濕法工藝完成微納結構加工后，需要將微納結構中的溶劑去除，以便獲得需要的微納結構，并進行下一步工藝。所以，在濕法工藝中不可避免的存在溶劑去除問題。微納加工中最常用的顯影工藝和漂洗工藝都包含著去除微納結構中溶劑的工藝過程。

隨著微納加工技術的發展，人們發現很多微納器件的優良性能來自于結構的大高寬比，大高寬比微納結構的研究日益受到重視。具有大高寬比微納米結構的慣性器件、特種半導體器件、光學器件以及高能診斷器件在很多領域有著廣泛的應用，優良的器件性能使其具有廣闊的應用前景。大高寬比微納結構賦予了器件優良的性能，但同時也帶來了不少微納加工問題，溶劑去除工藝就是其中之一。

大高寬比微納結構的溶劑去除問題來自于溶劑的表面張力。顯影和漂洗工藝中，當樣品完成顯影和漂洗后，從溶劑中取出時需要將樣品上的溶劑去除，微納結構之間的溶劑帶來的表面張力就會施加在微納結構上。微納結構所受的液體的表面張力與微納結構的高寬比的3次方成正比(J.Micromech.Microeng.，15，2005，p978-983，K?D?Vora，et?al.)，隨著微納結構的高寬比逐漸增大，其所受的表面張力也逐漸增大，當其所受張力超過材料本身的機械強度時，微納結構就會發生形變、斷裂甚至脫落的現象。所以，在大高寬比微納結構的溶劑去除工藝中，微納結構極容易發生倒塌，通常在微納結構溶劑去除工藝中被忽略的溶劑的表面張力給大高寬比微納結構帶來了嚴重的問題，迫切需要解決。

到目前為止，主要有兩種方法可以改善溶劑去除過程中溶劑的表面張力給微納結構帶來的影響。一種方法是減小或去除作用在微納結構上的表面張力。通過冷凍干燥、超臨界干燥的方法(J.Vac.Sci.Technol.，B18(6)，2000，p3308-3312，Hideo?Namatsu)，首先將溶劑冷凍成固體，然后將其直接轉化成氣態揮發掉。由于工藝過程中沒有液態相出現，也就避免了表面張力帶來的影響。但是，由于適用這種工藝的溶劑很少，同時工藝過程也會對微納結構產生影響，加上工藝本身也比較復雜，需要特定的設備，所以這種方法的應用有很多限制，顯影和漂洗工藝中很少能使用。另一種方法是通過增強微納結構的機械強度來抵抗溶劑的表面張力，防止微納結構發生形變或倒塌。使用機械性能非常好的材料(Adv.Mater.，15(14)，2003，p1180-1184，Mark.P.Stoykovich，et?al.)或者在微納結構中加入加強筋結構(J.Micromech.Microeng.，15，2005，p978-983，K?D?Vora，et?al.)都可以有效地提高微納結構的機械強度，改善溶劑去除工藝中溶劑的表面張力帶來的影響。但是，這類既有很好的機械性能又有很好的感光性能、同時又適應微納加工工藝的材料目前還在研究探索中，可以選用的材料很少；而在微納結構中加入加強筋結構的方法通常都會降低器件的性能，在很多功能性結構中不能使用，所以也很少應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種去除微納結構中溶劑的方法，以解決微納結構的溶劑去除工藝中出現的結構易變形、倒塌的問題，獲得所需的微納結構。

本發明的實現步驟如下：一種去除微納結構中溶劑的方法，步驟如下：

(1)在基片上制作微納結構，

首先利用旋涂工藝在基片上涂上的光刻膠，然后采用光刻工藝在基片上得到所需高度的光刻膠結構；也可利用刻蝕工藝將光刻膠結構再轉移到基片上，獲得所需高度的基片材料微納結構；

(2)將完成漂洗的樣品從漂洗溶劑中取出，樣品上有微納結構的面朝上，然后將基片放在樣品上，使得基片上的結構蓋住樣品上的微納結構；或相反將基片有微納結構的面朝上，然后將樣品放在基片，使得基片材料上的微納結構蓋住樣品上的微納結構；

(3)溶劑揮發完后，將基片移開，完成輔助去除溶劑工藝，獲得所需的微納結構。