微納結構及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微納米技術領域，涉及一種微納機電系統及其制作方法。
【背景技術】
[0002]微納機電系統(Micro/NanoElectro Mechanical Systems,簡稱 MEMS/NEMS)包括通過濺射、光刻、微電鍍等微納加工工藝形成的微米級、甚至納米級的微納系統結構，其具有微型化、智能化、集成化、兼容性高和成本低等諸多優點，被廣泛應用于電子芯片、傳感器、生物電子和智能化設備等領域中。
[0003]在微納系統制造方面，隨著人們對負膠工藝、特別是能夠作為部分系統結構保留在微納系統中的負膠工藝的深入研究，使得多層組合負膠結構逐步成為微納系統中非常重要的一種結構。
[0004]但這種多層組合負膠結構存在結合強度較差的問題，在制作微納系統時，由于多層組合負膠結構中每層負膠的厚度不相同，或者，即使每層負膠的厚度相同，負膠層與負膠層之間也不可避免地存在間隙，而且每層負膠層的烘干時間存在較大差別，這些都會導致負膠層與負膠層之間的結合強度下降，從而使整個微納系統的穩固性和可靠性下降。
[0005]多層組合負膠結構采用多次曝光，一次顯影的方法形成，可以做出十分復雜的結構，同時具有高深寬比、器件結構易釋放、工藝兼容性高的優點，其廣泛應用到了微流體器件、微傳感器件、無源器件等領域中。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題就是針對微納機電系統中存在的上述缺陷，提供一種微納結構及其制作方法，負膠層與負膠層之間的結合強度較高，可使微納結構的穩固性和可罪性提聞。
[0007]為此，本發明提供一種微納結構的制作方法，包括以下步驟:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底的上表面形成第一負膠層；
[0010]曝光所述第一負膠層，以在所述襯底的表面形成第一負膠層結構，并且在所述第一負膠層結構中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案；
[0011]在所述第一負膠層結構的上表面形成第二負膠層；
[0012]曝光所述第二負膠層，以在所述第一負膠層結構的上表面形成第二負膠層結構，并使所述第二負膠層結構中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案；
[0013]以此方式在襯底的上表面依次獲得疊置的N層負膠層結構，第N負膠層結構形成于第N-1負膠層結構的上表面；
[0014]對所述N層負膠層結構中預設加固銷釘的位置進行一次性曝光，在所述N層負膠層結構中形成加固銷釘；
[0015]對所有各層所述負膠層結構進行顯影處理，以形成所需的微納結構；
[0016]其中，N為大于或等于2的整數。
[0017]其中，第N負膠層結構中未曝光的加固銷釘圖案尺寸大于獲等于第N-1負膠層結構中未曝光的加固銷釘圖案尺寸
[0018]其中，所述襯底為硅襯底、玻璃襯底或陶瓷襯底。
[0019]其中，每層所述負膠層結構的厚度為50納米-500微米。
[0020]其中，每層所述負膠層結構的厚度為I微米-500微米。
[0021 ] 其中，所述N層負膠層結構的厚度相同。
[0022]其中，所述N層負膠層結構的厚度不同。
[0023]其中，所述加固銷釘為環形結構或柱形結構。
[0024]其中，所述環形結構的截面形狀為多邊環形、圓環形、橢圓環形；所述柱形結構的截面形狀為多邊形、圓形或橢圓形。
[0025]本發明還提供一種微納結構，包括襯底和疊置在所述襯底上表面的多層負膠層結構，在所述多層負膠層結構之間設有加固銷釘，用以加固所述負膠層結構之間的結合力，所述微納結構通過本發明提供的所述的微納結構的制作方法獲得。
[0026]本發明具有以下有益效果:
[0027]本發明提供的微納結構的制作方法是在襯底的上表面一次形成疊置的N層負膠層結構，并在每層負膠層結構中形成未曝光的加固銷釘圖案，在所有負膠層結構制作完成后通過曝光獲得加固銷釘，最后進行顯影處理，即通過多次曝光、一次顯影獲得具有多層組合負膠層結構的微納結構。該微納結構通過加固銷釘可以提高層與層之間的結合強度，從而提高整個微納結構的穩固性和可靠性。
[0028]本發明提供的微納結構在負膠層結構之間設有貫穿所有負膠層結構厚度的加固銷釘，借助該加固銷釘可以提高負膠層結構之間的結合強度，從而提高整個微納結構的穩固性和可靠性。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實施例提供的微納結構的制作方法的流程圖；
[0030]圖2a為本發明實施例在襯底表面設置第一負膠層后的截面圖；
[0031]圖2b為本發明實施例在襯底表面形成第一負膠層結構后的截面圖；
[0032]圖2c為本發明實施例在第一負膠層結構表面設置第二負膠層后的截面圖；
[0033]圖2d為本發明實施例在第一負膠層結構表面形成第二負膠層結構后的截面圖；
[0034]圖2e為本發明實施例在第二負膠層結構表面設置第三負膠層后的截面圖；
[0035]圖2f為本發明實施例在第二負膠層結構表面形成第三負膠層結構后的截面圖；
[0036]圖2g為本發明實施例曝光形成加固銷釘后的截面圖；
[0037]圖2h為本發明實施例微納結構的截面示意圖；
[0038]圖3為本發明實施例微納結構的部分結構的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0039]為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的微納結構及其制作方法、微納機電系統進行詳細描述。
[0040]如圖1所示，微納結構的制作方法包括:
[0041]步驟SI，提供襯底。
[0042]襯底可以為硅襯底、玻璃襯底或陶瓷襯底。
[0043]步驟S2，在襯底的上表面形成第一負膠層。
[0044]利用涂敷或其它方式在襯底S的上表面形成第一負膠層100，如圖2a所示。第一負膠層100的厚度可以根據實際情況任意設定，本實施例第一負膠層100的厚度選擇50納米-500微米，而且從制作工藝成本而言，優選I微米-500微米。
[0045]需要說明的是，本實施例提及襯底S的上表面是一個相對概念，在圖2a中位于上側的面為上表面。實際上，襯底S的上表面可以被認為是襯底S的加工面。同理，下文中提及的上表面也是一個相對概念。
[0046]步驟S3，曝光所述第一負膠層，在襯底的上表面形成第一負膠層結構，并且在第一負膠層結構中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案。
[0047]利用掩模板Ml遮擋第一負膠層100，然后用紫外光照射第一負膠層100，在襯底S的上表面形成第一負膠層結構100'，其中，被紫外光照射的部分固化，未被紫外光照射的部分中包括預設加固銷釘的圖案，即在第一負膠層結構100'中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案101，如圖2b所示。
[0048]步驟S4，在第一負膠層結構的上表面形成第二負膠層。
[0049]在第一負膠層結構100，的上表面通過涂敷或其它方式獲得第二負膠層200，如圖2c所示。第二負膠層200的厚度可以根據實際情況任意設定。本實施例第二負膠層200的厚度選擇50納米-500微米，而且從制作工藝成本而言，優選I微米-500微米。
[0050]步驟S5，曝光第二負膠層，以在第一負膠層結構的上表面形成第二負膠層結構，并使第二負膠層結構中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案。
[0051]利用掩模板M2遮擋第二負膠層200，然后用紫外光照射第二負膠層200，在第一負膠層結構100'的上表面形成第二負膠層結構200'，其中，被紫外光照射的部分固化，未被紫外光照射的部分中包括預設加固銷釘的圖案，即在第二負膠層結構200'中預設加固銷釘的位置形成未曝光的加固銷釘圖案201，而且，位于第一負膠層結構100'中的加固銷釘圖案101與位于第二負膠層結構200'中的加固銷釘圖案201的位置相對，以使第一負膠層100中未曝光的加固銷釘圖案101與第二負膠層200中未