一种利用糖作掩模的微纳加工方法技术

本发明专利技术公开了一种利用糖作掩模的微纳加工方法，其包括步骤：S10、提供熔融状态的糖或糖溶液；S20、将熔融状态的糖或糖溶液施加到待加工的样品表面，形成掩模图案；S30、对形成掩模图案后的样品进行微纳加工；S40、将微纳加工后的样品放入糖溶性液体中，以去除样品表面的糖。本发明专利技术的微纳加工方法能够提高微纳加工的精度和效率，降低成本，同时大大减轻对环境和操作人员人身健康的不利影响。

A micro nano processing method using sugar as a mask

The invention discloses a micro nano processing method using sugar as a mask, which includes steps: S10, a sugar or sugar solution that provides a molten state; S20, the sugar or sugar solution of the molten state on the surface of the sample to be processed, forming a mask pattern; S30, micro nano processing for the sample after the formation of the mask pattern; S40, will be micro The samples after being processed are put into sugar soluble liquid to remove sugar from the sample surface. The micro nano processing method of the invention can improve the precision and efficiency of micro nano processing, reduce the cost, and greatly reduce the adverse effects on the physical health of the environment and the operator.

【技术实现步骤摘要】
一种利用糖作掩模的微纳加工方法
本专利技术涉及微纳制造
，具体涉及一种利用糖作掩模的微纳加工方法。
技术介绍
掩模作为微纳加工中常用的一种工艺步骤，是样品进行刻蚀、沉积、改性等工艺之前的重要工艺，但在完成刻蚀、沉积、改性等工艺之后，需要去除掩模材料。目前，常用的掩模材料包括金属材料(如Au、Ni、Al等)，金属化合物(如SiO2、Si3N4、TiN等)和光刻胶等，这些常用的掩模材料不仅成本较高，而且大多需要使用专门的化学试剂才能去除，而这些化学试剂存在污染环境、微毒、对人体有害等问题。此外，在选择化学试剂时还要考虑对样品材料是否有影响，进一步增加了掩模材料去除的难度。为此，如果能寻找到一种新的易于去除，成本低的掩模材料，特别是去除过程对环境、人体都无害的掩模材料，则对于掩模工艺本身乃至对于微纳加工领域都将具有重要意义。
技术实现思路
基于上述现状，本专利技术的主要目的在于提供一种利用糖作掩模的微纳加工方法，其所采用的掩模材料为糖，去除过程容易且无害，并且成本很低。上述目的通过以下技术方案实现：一种利用糖作掩模的微纳加工方法，其包括步骤：S10、提供熔融状态的糖或糖溶液；S20、将熔融状态的糖或糖溶液施加到待加工的样品表面，形成掩模图案；S30、对形成掩模图案后的样品进行微纳加工；S40、将微纳加工后的样品放入糖溶性液体中，以去除样品表面的糖。优选地，所述糖包括单一种类的糖、糖的混合物或含糖物质。优选地，步骤S10中，提供熔融状态的糖包括将糖加热至温度超过所述糖的熔点，并保持温度恒定；提供糖溶液包括将糖与糖溶性液体混合后配置成糖溶液。优选地，步骤S20中，将熔融状态的糖或糖溶液施加到样品表面的方式包括打印、滴、甩、喷、涂、点、射、压、写、粘和/或沉积。优选地，步骤S20中，当采用熔融状态的糖时，将待加工的样品加热至温度接近或等于或高于所述糖的熔点并保持温度恒定，然后再施加糖，施加完毕后，将待加工的样品冷却至室温，得到掩模图案。优选地，步骤S20中，当采用糖溶液时，将糖溶液施加到待加工的样品表面，然后蒸发掉样品表面上的糖溶液中的溶剂，得到掩模图案。优选地，所述微纳加工包括刻蚀、沉积、和/或改性。优选地，步骤S40中，所述糖溶性液体为水、乙醇、甲醇或乙酸，或者为乙醇、甲醇或乙酸的水溶液。优选地，步骤S40之后，还包括步骤：S50、将样品从糖溶性液体中取出，进行干燥。优选地，步骤S50中，进行干燥的方式包括将样品放置在加热装置上进行烘干。本专利技术的微纳加工方法采用的掩模材料为糖，一方面，糖在熔融状态下或在溶液状态下有粘性，能够很好地粘附样品表面，而在常温下固化或者在溶剂挥发后则变成固态，能够保证掩模图案的完整性，另一方面，糖很容易得到，成本非常低且糖特别容易去除，只需要放入水中或者其他对环境无害的溶液中即可，因而以糖作为掩模降低了成本，明显提高了效率，且环境友好。另外，在糖溶液蒸发掉溶剂的过程中，糖溶液形成的掩模图案会收缩，直到溶剂全部蒸发才停止收缩，得到仅剩下糖的掩模图案。这种收缩的现象可以进一步提高掩模图案的精度，从而提高微纳加工的精度。本专利技术的微纳加工方法能够提高微纳加工的精度和效率，同时大大减轻对环境和操作人员人身健康的不利影响。附图说明以下将参照附图对根据本专利技术的微纳加工方法进行描述。图中：图1为本专利技术的一种优选实施方式的微纳加工方法的流程图。图2为本专利技术的微纳加工方法中所涉及的待加工样品上放置糖掩模后的截面示意图。图3A为图2所示的样品被刻蚀后的截面示意图。图3B为图3A所示的样品在去除糖掩模后的截面示意图。图4A为图2所示的样品被沉积后的截面示意图。图4B为图4A所示的样品在去除糖掩模后的截面示意图。图5A为图2所示的样品被改性后的截面示意图。图5B为图5A所示的样品在去除糖掩模后的截面示意图。图中标号：1-糖，2-待加工样品，3、5、7-加工后的样品，4-沉积材料层，6-改性材料层。具体实施方式基于
技术介绍
部分中所提出的问题，本专利技术为了更方便地实现刻蚀、沉积、改性等微纳加工工艺，特别是为了提高微纳加工的精度和提高掩模材料的去除效率，提出了一种利用了糖作掩模的微加工方法。由于糖的熔点较低，大部分糖的熔点在200℃以下，例如，蔗糖的熔点为186℃，麦芽糖的熔点为110℃，果糖的熔点为103～105℃，葡萄糖的熔点为146℃，等等，在加热至熔点以上(例如加热到200℃)的时候，糖是液体状(熔融状态)，而液体能够较容易地通过打印、滴、甩、喷、涂、点、射等多种方式覆盖到待加工样品上形成需要的图案，并且糖有粘性，能和待加工样品很好地粘附。当冷却至室温后，糖又能很好地固化成固体状，所以能够保证图案完整地覆盖在待加工样品表面上。另一方面，糖属于易溶性物质，可与水等糖溶性液体配置成任意浓度的溶液，同样有利于打印、滴、甩、喷、涂、点、射等工艺的实现，并且糖溶液同样具有粘性，能够和待加工样品很好地粘附，当糖溶液中的溶剂蒸发或挥发掉后，糖成分便会留着样品表面上，所以同样能够保证图案完整地覆盖待加工样品表面上。特别地，在糖溶液蒸发掉溶剂的过程中，糖溶液形成的掩模图案会收缩，直到溶剂全部蒸发才停止收缩，得到仅剩下糖的掩模图案。这种收缩的现象可以提高掩模图案的精度，从而提高微纳加工的精度。同时，糖作掩模的最大优势就是在样品加工后的去除比较简单，只需将样品放入水等能溶解糖的液体中一段时间，就可以将糖溶解到液体里，之后将样品从液体中取出，干燥后即可得到没有糖的样品。正是由于糖具有上述的各项特性，本专利技术首次提出采用糖作掩模材料，以替代现有技术中被广泛采用的金属、金属化合物、光刻胶等常规掩模材料，既丰富和改善了掩模工艺乃至微纳加工工艺，同时也为糖这种司空见惯的物质开辟了全新的应用领域。如图1所示，本专利技术的优选实施方式的利用糖作掩模的微纳加工方法，其包括步骤：S10、提供熔融状态的糖或者糖溶液；S20、将熔融状态的糖或糖溶液施加到待加工的样品表面，形成掩模图案；S30、对形成掩模图案后的样品进行微纳加工；S40、将微纳加工后的样品放入糖溶性液体中，以去除样品表面的糖。可见，采用糖作掩模的微纳加工方法，掩模的形成和去除过程都十分简单，且全程无害。优选地，所述糖包括但不限于单一种类的糖(如蔗糖、麦芽糖、果糖、乳糖、半乳糖、葡萄糖、核糖或任何其他合适的单一种类的糖)，糖(如前述各种单一种类的糖)与其它物质(例如糊精)的混合物或其他含有糖的物质(例如蜂蜜)也都是可行的。可以说，本专利技术中利用的是糖的低熔点、无毒性、液体高粘性、易溶于水的共性。优选地，步骤S10中，提供熔融状态的糖包括将糖加热至温度等于或超过所述糖的熔点，并保持温度恒定。例如，可以控制加热温度达到200℃，从而适用于各种糖，也可以根据具体使用的糖的熔点，精细控制加热温度，例如达到超过熔点10℃以上，只要能保证糖稳定地处于熔融状态即可。提供糖溶液则包括将糖与例如水等糖溶性液体混合后配置成任何合适浓度的糖溶液，具体浓度以能够保持合适的粘度为准。优选地，步骤S20中，将熔融状态的糖或糖溶液施加到样品表面并形成掩模图案的方式包括打印、滴、甩、喷、涂、点、射、压、写、粘、或者沉积等等，也可以是前述方式中两种以上的组合。其中，“打印”的具体实施方式是用例如注射器吸取熔融状态的糖或糖溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，包括步骤：S10、提供熔融状态的糖或糖溶液；S20、将熔融状态的糖或糖溶液施加到待加工的样品表面，形成掩模图案；S30、对形成掩模图案后的样品进行微纳加工；S40、将微纳加工后的样品放入糖溶性液体中，以去除样品表面的糖。

【技术特征摘要】
1.一种利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，包括步骤：S10、提供熔融状态的糖或糖溶液；S20、将熔融状态的糖或糖溶液施加到待加工的样品表面，形成掩模图案；S30、对形成掩模图案后的样品进行微纳加工；S40、将微纳加工后的样品放入糖溶性液体中，以去除样品表面的糖。2.根据权利要求1所述的利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，所述糖包括单一种类的糖、糖的混合物或含糖物质。3.根据权利要求1或2所述的利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，步骤S10中，提供熔融状态的糖包括将糖加热至温度超过所述糖的熔点，并保持温度恒定；提供糖溶液包括将糖与糖溶性液体混合后配置成糖溶液。4.根据权利要求1-3之一所述的利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，步骤S20中，将熔融状态的糖或糖溶液施加到样品表面形成掩模图案的方式包括打印、滴、甩、喷、涂、点、射、压、写、粘和/或沉积。5.根据权利要求1-4之一所述的利用糖作掩模的微纳加工方法，其特征在于，步骤S20中，当采用熔融状...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴，章城，朱华敏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11