CN104445052A - 氧等离子体刻蚀聚二甲基硅氧烷表面形貌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供氧等离子体刻蚀聚二甲基硅氧烷表面形貌的方法。将制备的PDMS印章，置于氧等离子体气氛下，对PDMS印章进行刻蚀，得到表面微结构。并且详细介绍了制备具有规整微结构的CD表面微结构的方法；本发明选用氧等离子体对复制模塑技术得到的具有表面微结构的PDMS印章进行刻蚀，通过改变氧等离子体刻蚀时间，精确调控PDMS印章微结构的高度。该技术成本低、精度高、操作简便、应用范围广。在不改变PDMS印章形貌的条件下，用氧等离子体调控PDMS印章的形貌高度。采用本发明的方法制得的微结构在在光学、微电子、传感器、生物医学等很多领域有着广泛的应用前景。

Description

氧等离子体刻蚀聚二甲基硅氧烷表面形貌的方法

技术领域

本发明涉及聚合物弹性体表面的刻蚀加工技术，具体涉及一种PDMS表面形貌的氧等离子体刻蚀工艺。特别是氧等离子体刻蚀聚二甲基硅氧烷表面形貌的方法。

背景技术

刻蚀技术是微电子制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤，是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是常用的一种微电子芯片材料；它具有聚合物材料的普遍特点，另外还有较高的光学透明度和较好的生物相容性，无毒、微复制能力强。目前常用刻蚀方法有两类：干法刻蚀和湿法刻蚀。对于采用微米级和亚微米量级线宽的超大规模集成电路，刻蚀方法必须具有较高的各向异性特性，才能保证图形的精度，但湿法刻蚀不能满足这一要求。干法刻蚀中常用的光刻技术，由于其精确度，稳定性等要求，通常需要复杂的设备和工艺，需要考虑和控制的因素较多，成本高，流程繁琐，不适合大批量生产。本文提供了一种干法刻蚀技术，用氧等离子体刻蚀PDMS印章表面形貌，得到具有不同高度的PDMS印章，该方法加工批量大，控制容易，成本低，对环境污染少，适用于工业生产。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法。本发明选用氧等离子体对复制模塑技术得到的具有表面微结构的PDMS印章进行刻蚀，通过改变氧等离子体刻蚀时间与刻蚀步骤，精确调控PDMS印章微结构的高度。

为了解决上述技术问题，发明了一种利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法：将制备的PDMS印章，置于氧等离子体气氛下，对PDMS印章进行刻蚀，得到表面微结构。

改变氧等离子体的处理时间，得到具有不同高度的表面微结构。时间越长，高度越小。

本发明制备具有规整微结构的CD表面微结构的方法，包括步骤如下：

1)、用胶带将CD光盘顶层的涂漆保护层粘掉，得到具有规整微结构的CD模板；

2)、将PDMS预聚体和交联剂按质量比为(5-20):1混合后，用玻璃棒充分搅拌形成均匀的预聚物；

3)、将混合好的预聚物在循环水式多用真空泵中脱气后，浇注到步骤1)制备的CD模板表面，60-90摄氏度加热2-4小时进行交联；

4)、将PDMS从CD模板缓慢揭下，得到具有CD模板负向微结构的PDMS印章；

5)、将制备的PDMS印章剪切成正方形，置于氧等离子体气氛下，改变氧等离子体的处理时间，对PDMS印章进行刻蚀，得到具有不同高度的表面微结构。

改变氧等离子体的处理时间控制PDMS印章表面形貌的高度。

针对上述现有技术，本发明提供了利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法。本发明选用氧等离子体对复制模塑技术得到的具有表面微结构的PDMS印章进行刻蚀，通过改变氧等离子体刻蚀时间与刻蚀步骤，精确调控PDMS印章微结构的高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该技术成本低、精度高、操作简便、应用范围广。在不改变PDMS印章形貌的条件下，用氧等离子体调控PDMS印章的形貌高度。避免了其他方法中昂贵仪器的使用、复杂的工艺条件、和苛刻的实验参数等缺点。采用本发明的方法制得的微结构在在光学、微电子、传感器、生物医学等很多领域有着广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1复制得到的PDMS印章形貌的原子力图；

图2为本发明实施例1刻蚀5min后的PDMS印章形貌的原子力图；

图3为本发明实施例2刻蚀20min后的PDMS印章形貌的原子力图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

实施例1：

一种利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法，包括以下步骤：

步骤一、用胶带将CD光盘顶层的涂漆保护层粘掉，得到具有规整微结构的CD模板；

步骤二、将PDMS预聚体和交联剂按质量比为10:1混合后，用玻璃棒充分搅拌形成均匀的预聚物；

步骤三、将混合好的预聚物在循环水式多用真空泵中脱气后，浇注到步骤一制备的CD模板表面，80摄氏度加热3小时进行交联；

步骤四、将PDMS从CD模板缓慢揭下，得到具有CD模板负向微结构的PDMS印章，表面形貌如图1所示，图1为原子力图，PDMS印章高度为170nm；

步骤五、将上述制备的PDMS印章剪切成正方形，置于氧等离子体气氛下，对PDMS印章进行刻蚀5min。PDMS印章表面微结构高度减小，如图2所示，其中图2为原子力图，PDMS印章高度为100nm。

实施例2：

一种利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法，包括以下步骤：

步骤一、用胶带将CD光盘顶层的涂漆保护层粘掉，得到具有规整微结构的CD模板；

步骤二、将PDMS预聚体和交联剂按质量比为20:1混合后，用玻璃棒充分搅拌形成均匀的预聚物；

步骤三、将混合好的预聚物在循环水式多用真空泵中脱气后，浇注到步骤一制备的CD模板表面，60摄氏度加热4小时进行交联；

步骤四、将PDMS从CD模板缓慢揭下，得到具有CD模板负向微结构的PDMS印章；

步骤五、将上述制备的PDMS印章剪切成正方形，置于氧等离子体气氛下，对PDMS印章进行刻蚀20min。PDMS印章表面微结构高度继续减小，如图3所示，其中图3为原子力图，PDMS印章高度继续减小到60nm。

Claims (3)

1.一种利用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷表面形貌进行刻蚀的方法，其特征是将制备的PDMS印章，置于氧等离子体气氛下，对PDMS印章进行刻蚀，得到表面微结构。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是改变氧等离子体的处理时间，得到具有不同高度的表面微结构。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是制备具有规整微结构的CD表面微结构的方法，其特征是步骤如下：

1)、用胶带将CD光盘顶层的涂漆保护层粘掉，得到具有规整微结构的CD模板；

2)、将PDMS预聚体和交联剂按质量比为(5-20):1混合后，用玻璃棒充分搅拌形成均匀的预聚物；

3)、将混合好的预聚物在循环水式多用真空泵中脱气后，浇注到步骤1)制备的CD模板表面，60-90摄氏度加热2-4小时进行交联；

4)、将PDMS从CD模板缓慢揭下，得到具有CD模板负向微结构的PDMS印章；

5)、将制备的PDMS印章剪切成正方形，置于氧等离子体气氛下，改变氧等离子体的处理时间，对PDMS印章进行刻蚀，得到具有不同高度的表面微结构。