[发明专利]利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法

说明书

本发明提供了一种利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法，属于微加工技术领域。所述技术将腐蚀溶剂涂在软质弹性模的图形表面，然后附着在要刻蚀的薄膜上，与所述弹性模的凸出图形部位接触的所述薄膜表面受到刻蚀，所述薄膜刻蚀结束后去除所述弹性模，得到要刻蚀的图案结构。本发明由于使用了弹性模代替了光刻中使用的硬模，因此相对于传统的光刻技术，软光刻技术更加灵活，它首先能制造复杂的三维结构并且能在曲面上应用，其次能够在不同化学性质表面上使用,并且可以根据需要改变材料表面的化学性质，另外还能够应用于许多材料上，其应用正在许多方面不断体现出来。

技术领域

本发明涉及微加工技术，具体地，涉及一种利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法，属于微纳米加工技术领域。

背景技术

在微加工技术领域，需要具有一定图案的金属或其他薄膜结构。形成这种结构的基本过程包括薄膜淀积，光刻成形和薄膜刻蚀技术。以往的技术是：1.在光刻掩膜版的保护之下进行图形的干法或湿法刻蚀，2.利用光刻后的掩膜版作为掩膜淀积薄膜，然后使用剥离技术形成所需图案。上述技术大多用于平面微加工。对于曲面图形加工，常通过弹性模的方法。

以往光刻成形和薄膜刻蚀技术的技术是利用光刻版作掩膜，利用干法或湿法刻蚀或使用剥离技术形成所需图案。对于曲面图形加工，常通过弹性膜的软光刻技术。软光刻技术正在逐渐为人们所知。

如中国专利CN200710024850.5，该专利提供了一种在三维异形曲面腐蚀复杂图案的方法，但是该方法需要进行光学曝光过程，过程复杂。

又如中国专利CN201310081541.7，该专利提供了一种基于复合软模板纳米压印技术制备图案化蓝宝石衬底的方法，该方法需要光刻胶过程，且刻蚀技术是在溶液中完成的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法。在软光刻中，光刻模板就是一个软的贴板，本发明在这个模板上涂上腐蚀剂，贴在衬底上可以把金属层选择性的腐蚀掉，然后形成可控的图案结构，可以在多样化的曲面基底上形成各类图形以满足各类应用需要，例如，可以在曲面的叶片上刻印出梳状的热敏电阻丝传感器结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将腐蚀溶剂涂在软质弹性模图形表面，然后附着在要刻蚀的薄膜上，和弹性模凸出图形部位接触的薄膜表面受到刻蚀，薄膜刻蚀结束后去除弹性模得到要刻蚀的图案结构。

本发明所述的利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法，具体包括如下步骤：

第一步，将腐蚀溶剂涂在软质弹性膜图形表面，在软光刻中，弹性膜模板就相当于是一个软的贴板，将弹性膜模板弯曲从而适合贴在曲面。

第二步，将弹性膜模板附着在要刻蚀的薄膜(包括曲面，金属膜等材料)上，停留片刻(依靠实验结果而定)，和弹性膜模板凸出图形的部位接触的薄膜表面将受到刻蚀作用。

第三步，薄膜刻蚀结束后去除PDM弹性膜模板就得到了要刻蚀的图案结构，从而达到曲面光刻的目的。

将弹性材料涂于光刻形成的印模表面，干燥后取下，则印模表面上图形转移到弹性材料上形成弹性模,此弹性模是以后软光刻中在其它基底上形成图形的关键物质，比如常用的是PDMS聚二甲基硅氧烷，当然也可以是其他材料的弹性模。

本发明与以往技术不同点是：不是利用光刻版或弹性膜作为光刻或刻蚀掩膜版，而是将腐蚀溶剂涂在软质弹性膜图形表面，然后附着在要刻蚀的薄膜(包括曲面，金属膜等材料)，因为只有和弹性膜凸出图形的部位接触的薄膜表面受到刻蚀作用，所以，薄膜刻蚀结束后去除弹性膜就得到了要刻蚀的图案结构，从而达到曲面光刻的目的。

本发明要刻蚀的曲面表面上，可以为金属材料或非金属材料。

本发明中腐蚀溶剂根据具体要刻蚀的曲面材料进行选择。