[发明专利]一种图案化金属薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种图案化金属薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)使用真空蒸镀技术在硅基片表面镀一层金属薄膜；(2)在金属薄膜表面旋涂一层紫外光胶；(3)使用光刻技术使紫外光胶固化，然后使用显影液去除未固化的紫外光胶；(4)将预聚物倒在样品表面，在负压的条件下使其固化并与裸露的金属薄膜紧密的结合在一起；(5)将聚合物薄膜从硅基片上垂直剥离，使图案化的金属银薄膜从硅基片表面转移到PDMS薄膜表面。本发明可提高制备过程的可控性，提高图案化的精度，使制备过程简单易行；减少化学试剂的使用，减少化学废料的产生，使制备过程更加环保，实验人员操作环境更加健康；减少制备所需的试剂，使成本降低。

主权项

1.一种图案化金属薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)真空蒸镀金属薄膜打开真空蒸镀装置的冷水循环系统，将硅基片正面向下固定于样品台，将金属靶材置于蒸发舟内，闭合真空罩，形成密闭腔室；对密闭腔室进行抽气，直至真空度小于5×10^‑4Pa；待真空罩内压强达到所需的数值后，便对蒸发舟加热进行蒸镀，蒸镀电流120A‑180A，金属薄膜厚度1nm‑100μm；蒸镀完毕后，关闭抽真空阀门，通过放气阀向真空罩内放气，然后打开真空罩，取出蒸镀好金属薄膜的样品；(2)旋涂紫外光胶在金属薄膜的表面旋涂紫外光胶；(3)光刻图案将旋涂上紫外光胶的样品放入光刻机中，选择合适的图案在曝光强度为200‑220mJ/cm²下进行光刻，光刻完成后使用显影液显影，以去掉未固化的紫外光胶，然后用去离子水对硅基片表面进行冲洗，最后用氮气将样品表面吹干，使未固化的紫外光胶下面的金属图案暴露出来；(4)采用物理粘结法直接转移暴露出来的金属图案将聚二甲基硅氧烷与固化剂按质量比为10:1混合，然后放入真空箱中，在压力为‑0.04MPa至‑0.08MPa的条件下放置30分钟去除气泡，将去气泡后的PDMS预聚物倒在光刻出图案的硅基片上，之后放入真空干燥箱中，在90℃条件下加热3h使PDMS预聚物固化，同时施加压力为‑0.04MPa至‑0.08MPa的负压，使PDMS预聚物与暴露出的金属薄膜紧密的粘结在一起；然后，依靠PDMS预聚物与裸露的金属薄膜的界面粘结力，将金属薄膜从硅基片上垂直剥离，使图案化的金属薄膜从硅基片表面直接转移到PDMS薄膜表面，进而得到图案化金属薄膜；所述金属靶材选用金、银、铝、铜、铁、镍、铬或镁，靶材纯度需达到99.99％；所述紫外光胶为SU‑8或AZ‑5214，其中与SU‑8所配合使用的显影液为PGMEA，与AZ‑5214所配合使用的显影液为AZ 300MIF。