CN103814428B - 超疏水薄膜片材的制备方法 - Google Patents

超疏水薄膜片材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超疏水薄膜片材的制备方法。本发明的目的在于提供一种超疏水薄膜片材的制备方法，其通过调节光致抗蚀剂的固化时间及次数来生成形成有突起的结构物，使得所述结构物具有如实际荷叶般的超疏水效果，并通过涂覆具有疏水性的透明材质的聚合物聚二甲基硅氧烷，从而具有超疏水性表面。用于实现这种目的的本发明包括如下工序：（a）清洗硅晶圆的表面；（b）利用旋涂法，在硅晶圆的上部涂覆光致抗蚀剂即感光剂-AZ4620，并利用烘箱实施软烘焙；（c）利用掩模对准器，对通过所述（b）工序制得的结构物进行曝光；（d）利用光致抗蚀剂显影液-AZ400K进行显影；（e）在通过所述（d）工序制得的结构物的上部实施聚二甲基硅氧烷模压成型；以及（f）通过利用丙酮去除光致抗蚀剂-AZ4620来完成其末端具有突起的超疏水薄膜片材。

Description

超疏水薄膜片材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种超疏水薄膜片材的制备方法，更详细而言，涉及一种超疏水薄膜片材的制备方法，其通过生成形成有突起的结构物，使得所述结构物具有如实际荷叶般的超疏水效果，并涂覆具有疏水性的透明材质的聚合物聚二甲基硅氧烷，从而具有超疏水性表面。
背景技术
目前为止，为了人工实现超疏水性表面而进行了许多研究，但绝大多数都是在大部分表面进行化学处理或者通过半导体工序在硅晶圆上形成纳米结构体的方法。
关于上述的具有超疏水性表面的图案的制备方法，在韩国公开专利10-2010-0008579号（以下称为“现有文献”）中部分公开有上述内容。
如该公开公报中所记载，现有文献中的具有超疏水性表面的图案的制备方法包括如下步骤：（a）利用光刻工序，形成均匀排列有多个微透镜的微透镜阵列；以及（b）将所述微透镜阵列用作模具，形成均匀排列有具有所述微透镜的互补形态的多个微碗的微碗阵列。
但是，如上述现有文献，利用蚀刻工序等现有的半导体工序制作图案的情况下，存在涂布至去除光致抗蚀剂为止的一系列过程需至少重复三次的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利10-2010-0008579号（公开日：2010.01.16，发明名称：具有超疏水性及超疏水性表面的图案及其形成方法，权利要求13项至21项）
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明是鉴于如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种超疏水薄膜片材的制备方法，其通过调节光致抗蚀剂的固化时间（bakingtime）及次数来生成形成有突起的结构物，使得所述结构物具有如实际荷叶般的超疏水效果，并通过涂覆具有疏水性的透明材质的聚合物聚二甲基硅氧烷，从而具有超疏水性表面。
（二）技术方案
用于解决这种技术问题的本发明涉及一种超疏水薄膜片材的制备方法，其特征为，其包括如下工序：（a）清洗硅晶圆（Siliconwafer）的表面；（b）利用旋涂法（spincoater），在硅晶圆的上部涂覆光致抗蚀剂（photoresist：感光剂）（AZ4620），并利用烘箱（oven）实施软烘焙（soft-baking）；（c）利用掩模对准器（maskaligner），对通过所述（b）工序制得的结构物进行曝光（expose）；（d）利用光致抗蚀剂显影液（AZ400K）进行显影（develop）；（e）在通过所述（d）工序制得的结构物的上部实施聚二甲基硅氧烷模压成型（molding）；以及（f）通过利用丙酮去除光致抗蚀剂（AZ4620）来完成其末端具有突起的超疏水薄膜片材，其中，在所述（b）工序中，增加所述光致抗蚀剂的厚度，并且反复进行规定次数的所述光致抗蚀剂的软烘焙且在进行软烘焙时不同地设定固化时间，以能够使光致抗蚀剂的末端先固化；在所述（e）工序中，利用旋涂法，在通过所述（d）工序制得的结构物的上部涂覆聚二甲基硅氧烷，并利用真空烘箱（Vccuumoven）进行规定次数的所述聚二甲基硅氧烷的软烘焙，在进行软烘焙时不同地设定固化时间，即使在经过规定次数的烘焙之后，所述光致抗蚀剂的内部也未完全固化，通过曝光及显影工序在末端出现突起形状。
（三）有益效果
根据如上所述的本发明，具有如下效果：通过调节光致抗蚀剂的固化时间及次数来生成形成有突起的结构物，使得所述结构物具有如实际荷叶般的超疏水效果，并通过涂覆具有疏水性的透明材质的聚合物聚二甲基硅氧烷，能够制备具有超疏水性表面的超疏水薄膜片材。
并且，根据本发明，与现有的制备方法相比，具有能够通过缩短固化时间来节省工序、制作时间及费用的效果。
而且，根据本发明，能够将具有如荷叶般的超疏水效果的薄膜片材以附着于车辆侧镜的用途等加以应用。因此，当附着于侧镜时，能够以较高的接触角防止下雨时雨滴落在侧镜上的现象，能够确保自动清洗效果。
附图说明
图1是关于本发明的超疏水薄膜片材的制备方法的流程图。
图2是表示本发明的热板与烘箱的固化速度差的例示图。
图3是表示通过现有的制备方法制备的结构物与通过本发明的制备方法制备的结构物的差异的例示图。
图4是本发明的超疏水薄膜片材的突起的光学显微镜照片。
图5是本发明的超疏水薄膜片材的突起的电子扫描显微镜照片。
图6是有无本发明的突起的比较照片。
附图标记说明
10：硅晶圆20：光致抗蚀剂
30：聚二甲基硅氧烷
具体实施方式
根据附图，通过以下的详细说明进一步明确本发明的具体特征及优点。在之前应注意，当判断与本发明有关的公知功能及其结构的具体说明有可能混淆本发明的宗旨的情况下省略其具体说明。
下面，参考附图对本发明进行详细说明。
参考图1至图6，对本发明的超疏水薄膜片材及其制备方法进行如下说明。
图1是关于本发明的超疏水薄膜片材的制备方法的流程图，如图所示，清洗硅晶圆10（S10）。
此时，能够利用食人鱼洗液（Pirana）、RCA1、RCA2等清洗硅晶圆的表面。
接着，利用旋涂法，在硅晶圆10的上部涂覆光致抗蚀剂（感光剂）（AZ4620）20，并利用烘箱实施软烘焙（S20）。
具体而言，利用旋涂法，将光致抗蚀剂（感光剂）（AZ4620）20以3000rpm涂覆3s之后，在烘箱中固化，实施三次这种涂覆及烘焙过程。
在此，在第一次及第二次时，在烘箱中以90℃固化5min，第三次时，在烘箱中以90℃固化28min。如此，进行三次层压涂覆，形成约60μm的厚度（一次20μm）。
此时，这种软烘焙工序可通过热板（hotplate）或烘箱（oven）以不同方式进行。
如图2所示，若利用热板以90℃实施，则在机械特性方面，从底面起开始固化，
但利用烘箱以90℃进行时，从外部表面起快速固化，内部则缓慢固化。
本发明中，如（S20）工序中所记载，会利用烘箱实施，利用在烘箱中固化的特性制备出突起状的结构物。
若利用热板以90℃实施时，末端仅出现圆形状，但利用烘箱实施时，则即使在进行三次烘焙工序之后，内部也不会完全固化而影响曝光及显影工序，从而在末端出现突起形状。
即，如上所述，能够通过调节光致抗蚀剂的固化时间及次数来形成突起状的特殊结构物。
接着，利用掩模对准器，使通过工序（S20）制得的结构物曝光（S30），并利用光致抗蚀剂显像液（AZ400K）进行25min显影（S40）。
之后，在通过所述工序S40制得的结构物的上部实施聚二甲基硅氧烷模压成型（S50）。
具体而言，利用旋涂法，将透明材质的聚合物聚二甲基硅氧烷30以1000rpm涂覆40s，并利用真空烘箱进行软烘焙，实施三次这样的涂覆及烘焙过程。
在此，在第一次及第二次时，在真空烘箱中固化15min，第三次时，在真空烘箱中固化2小时。
如上所述，能够利用真空烘箱维持真空状态，因此聚二甲基硅氧烷容易流入到结构物内。
最后，利用丙酮去除光致抗蚀剂（AZ4620），由此完成如图3的（b）所示的具有纳米结构体的超疏水薄膜片材（S60）。在此，图3的（a）是通过现有的制备方法制备的结构物。
如图4及图5所示，超疏水薄膜片材的图案具有与实际荷叶类似的结构。并且，由光学显微镜照片（图4）和电子扫描显微镜（SEM）照片（图5）可知，在约50μm高度的结构物的末端形成有松果状的突起，由此显示出如实际荷叶般的超疏水效果。
图6是有无本发明的突起的比较照片，图6的（a）是无突起时的接触角测量照片，（b）是有突起时的接触角测量照片。如图所示，可以确认到接触角变得优异，具有140°的水滴接触角。
以上，对用于例示本发明的技术思想的优选实施例进行了说明、图示，但本发明不限于如此图示、说明的结构及作用，本领域技术人员应该容易理解，只要不脱离技术思想范畴，则能够对本发明实施各种变形及修正。因此，所有这样的适当的变形及修正及等价物均应视为属于本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种超疏水薄膜片材的制备方法，其特征在于，包括如下工序：
(a)清洗硅晶圆的表面；
(b)利用旋涂法，在硅晶圆的上部涂覆光致抗蚀剂即感光剂-AZ4620，并利用烘箱实施软烘焙；
(c)利用掩模对准器，对通过所述(b)工序制得的结构物进行曝光；
(d)利用光致抗蚀剂显影液-AZ400K进行显影；
(e)在通过所述(d)工序制得的结构物的上部实施聚二甲基硅氧烷模压成型；以及
(f)通过利用丙酮去除光致抗蚀剂-AZ4620来完成其末端具有突起的超疏水薄膜片材，
其中，在所述(b)工序中，所述光致抗蚀剂的涂覆及所述光致抗蚀剂的软烘焙过程反复进行多次，且在进行软烘焙时不同地设定固化时间，以能够使光致抗蚀剂的末端先固化，
在所述(e)工序中，利用旋涂法，在通过所述(d)工序制得的结构物的上部涂覆聚二甲基硅氧烷，
利用真空烘箱进行多次所述聚二甲基硅氧烷的软烘焙，在进行软烘焙时不同地设定固化时间，
即使在经过多次烘焙之后，所述光致抗蚀剂的内部也未完全固化，通过曝光及显影工序在末端出现突起形状。
2.根据权利要求1所述的超疏水薄膜片材的制备方法，其特征在于，在所述(a)工序中，利用食人鱼洗液、RCA1、RCA2中的任一种，清洗硅晶圆的表面。
3.根据权利要求1所述的超疏水薄膜片材的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷以真空状态流入到结构物内。
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