一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件技术

本申请提供了一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件，第一微纳结构和第二微纳结构是分步形成的，因此可以形成不同的尺寸；并且，在第一区域形成第一微纳结构的过程中，通过第二膜层保护第一膜层的第二区域，在第二区域形成第二微纳结构的过程中，通过第三膜层保护第一微纳结构，由于第二膜层或第三膜层的保护，使得多种图案化工艺均可用于形成第一微纳结构和第二微纳结构，如纳米压印工艺、激光干涉光刻工艺等，不再局限于电子束曝光刻蚀工艺，这样可以制备得到大面积的微纳结构基板，并且可以降低成本，具有更高的灵活性和量产性。

Fabrication of a micro-nano structure substrate, micro-nano fluidic chip and device

The present application provides a preparation method of a micro-nano structure substrate, a micro-nano fluidic chip and a device. The first micro-nano structure and the second micro-nano structure are formed step by step, so different sizes can be formed. In the process of forming the first micro-nano structure in the first region, the second region of the first layer is protected by the second layer, and the second micro-nano structure is formed in the second region. In the process, the first Micro-Nanostructure is protected by the third layer. Because of the protection of the second layer or the third layer, various patterning processes can be used to form the first Micro-Nanostructure and the second micro-nanostructure, such as nanoimprint process, laser interference lithography process, etc. It is no longer limited to the electron beam lithography process, so that a large area of Micro-Nanostructure substrates can be prepared. It can reduce the cost and has higher flexibility and productivity.

【技术实现步骤摘要】
一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件
本专利技术涉及检测
，特别是涉及一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件。
技术介绍
微流控芯片于1992年兴起，是在微米尺度通道中操纵微量流体的科学和技术，由于其快速、高效和试样用量少的特点，已被广泛应用于生化分析、药物筛选、环境检测等领域。近年来，随着微流控芯片的迅猛发展和纳米加工工艺的进步，纳流控芯片也越来越引起人们的关注。由于通道尺度由微米级进入纳米级，该尺寸与生物大分子如DNA、蛋白质等处于同一量级，所以纳流控芯片可应用于生物大分子的单分子检测、控制和分离等。对于不同种类的生物大分子，对应的纳米结构尺寸不同，因此制作不同尺寸的纳米结构在实际应用中非常重要。现有不同尺寸的纳米结构多通过电子束曝光刻蚀工艺制作，最大只能制作12寸的基底，不能实现大面积化而且成本很高。
技术实现思路
本专利技术提供一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件，以实现不同尺寸微纳结构基板的大面积化。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种微纳结构基板的制备方法，包括：提供基底，并在所述基底上形成第一膜层，所述第一膜层包括第一区域和第二区域；在所述第一膜层的所述第二区域背离所述基底的一侧形成第二膜层；在所述第一膜层的所述第一区域形成第一微纳结构，并去除所述第二膜层；在所述第一微纳结构背离所述基底的一侧形成第三膜层；在所述第一膜层的所述第二区域形成第二微纳结构，并去除所述第三膜层，得到所述微纳结构基板。可选地，所述第一膜层、所述第二膜层以及所述第三膜层的材料至少包括以下至少一种：SiO、SiN、Al、Mo、ITO和PR胶。可选地，所述第一膜层的厚度大于或等于10nm，且小于或等于1μm。可选地，所述第一区域的膜层厚度与所述第二区域的膜层厚度不同。可选地，所述在所述基底上形成第一膜层的步骤，包括：在所述基底上形成第一膜层材料；对所述基板上预设区域的第一膜层材料进行刻蚀，形成包括所述第一区域和所述第二区域的所述第一膜层。可选地，所述第二膜层的厚度等于所述第一区域的膜层厚度与所述第二区域的膜层厚度的差值绝对值。可选地，所述在所述第二区域背离所述基底的一侧形成第二膜层的步骤，包括：在所述第一膜层背离所述基底的一侧形成第二膜层材料；对形成在所述第一区域的第二膜层材料进行刻蚀，得到形成在所述第二区域的第二膜层。可选地，所述在所述第一区域形成第一微纳结构的步骤，包括：采用纳米压印工艺，在所述第一区域形成第一微纳结构；所述在所述第二区域形成第二微纳结构的步骤，包括：采用纳米压印工艺，在所述第二区域形成第二微纳结构。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种微纳流控芯片，包括任一制备方法获得的微纳结构基板。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种微纳流控器件，包括任一实施例所述的微纳流控芯片。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本申请提供了一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件，其中，所述微纳结构基板的制备方法包括：提供基底，并在所述基底上形成第一膜层，所述第一膜层包括第一区域和第二区域；在所述第一膜层的所述第二区域背离所述基底的一侧形成第二膜层；在所述第一膜层的所述第一区域形成第一微纳结构，并去除所述第二膜层；在所述第一微纳结构背离所述基底的一侧形成第三膜层；在所述第一膜层的所述第二区域形成第二微纳结构，并去除所述第三膜层，得到所述微纳结构基板。由于第一微纳结构和第二微纳结构是分步形成的，因此可以形成不同的尺寸；并且，在第一区域形成第一微纳结构的过程中，通过第二膜层保护第一膜层的第二区域，在第二区域形成第二微纳结构的过程中，通过第三膜层保护第一微纳结构，由于第二膜层或第三膜层的保护，使得多种图案化工艺均可用于形成第一微纳结构和第二微纳结构，如纳米压印工艺、激光干涉光刻工艺等，不再局限于电子束曝光刻蚀工艺，这样可以制备得到大面积的微纳结构基板，并且可以降低成本，具有更高的灵活性和量产性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法的步骤流程图；图2示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法中完成第一膜层制作的剖面结构示意图；图3示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法中完成第二膜层制作的剖面结构示意图；图4示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法中完成第一微纳结构制作的剖面结构示意图；图5示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法中完成第三膜层制作的剖面结构示意图；图6示出了本申请实施例提供的一种微纳结构基板的制备方法中完成微纳结构基板制作的剖面结构示意图；图7示出了本申请实施例提供的第一微纳结构的制备方法中完成压印胶涂覆的剖面结构示意图；图8示出了本申请实施例提供的第一微纳结构的制备方法中完成压印固化的剖面结构示意图；图9示出了本申请实施例提供的第一微纳结构的制备方法中完成脱模的剖面结构示意图；图10示出了本申请实施例提供的第一微纳结构的制备方法中完成第一膜层刻蚀的剖面结构示意图；图11示出了本申请实施例提供的第二微纳结构的制备方法中完成第一膜层压印、固化和脱模的剖面结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本申请一实施例提供了一种微纳结构基板的制备方法，参照图1，该制备方法可以包括：步骤101：提供基底，并在基底上形成第一膜层，第一膜层包括第一区域和第二区域。参照图2示出了完成第一膜层制作的剖面结构示意图。具体地，基底材料可以是玻璃、PI等。第一膜层的材料可以是SiO、SiN等无机材料，也可以是Al、Mo等金属材料，还可以是PR胶等有机材料。第一膜层的厚度可以大于或等于10nm，且小于或等于1μm。第一区域和第二区域的第一膜层厚度可以相同，这样直接采用成膜工艺在基底上形成特定厚度的第一膜层材料即可得到第一膜层。第一区域和第二区域的第一膜层厚度也可以不同，可以首先采用成膜工艺在基底上形成第一膜层材料，再对基板上预设区域(第一区域或第二区域，图2示出的为第二区域)的第一膜层材料进行刻蚀，形成包括第一区域和第二区域的第一膜层。其中通过刻蚀减薄的膜层厚度(图2中的台阶高度)根据实际需要确定。步骤102：在第一膜层的第二区域背离基底的一侧形成第二膜层。参照图3示出了完成第二膜层制作的剖面结构示意图。具体地，第二膜层的材料可以是SiO、SiN等无机材料，也可以是Al、Mo等金属材料，还可以是PR胶等有机材料。当第二区域的第一膜层厚度比第一区域的第一膜层厚度薄时，第二膜层的高度可以与第一区域的第一膜层平齐，即第二膜层的厚度等于第一区域的膜层厚度与第二区域的膜层厚度的差值绝对值；第二膜层的高度也可以稍高于或低于第一区域的第一膜层。在实际应用中，第二膜层只要能保护其覆盖的第一膜层不被破坏即可，具体厚度和材料可以根据实际情况确定。第二膜层可以采用成膜工艺直接形成在第二区域，也可以首先在第一膜层上覆盖形成第二膜层材料；再对形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微纳结构基板的制备方法，其特征在于，包括：提供基底，并在所述基底上形成第一膜层，所述第一膜层包括第一区域和第二区域；在所述第一膜层的所述第二区域背离所述基底的一侧形成第二膜层；在所述第一膜层的所述第一区域形成第一微纳结构，并去除所述第二膜层；在所述第一微纳结构背离所述基底的一侧形成第三膜层；在所述第一膜层的所述第二区域形成第二微纳结构，并去除所述第三膜层，得到所述微纳结构基板。

【技术特征摘要】
1.一种微纳结构基板的制备方法，其特征在于，包括：提供基底，并在所述基底上形成第一膜层，所述第一膜层包括第一区域和第二区域；在所述第一膜层的所述第二区域背离所述基底的一侧形成第二膜层；在所述第一膜层的所述第一区域形成第一微纳结构，并去除所述第二膜层；在所述第一微纳结构背离所述基底的一侧形成第三膜层；在所述第一膜层的所述第二区域形成第二微纳结构，并去除所述第三膜层，得到所述微纳结构基板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层、所述第二膜层以及所述第三膜层的材料至少包括以下至少一种：SiO、SiN、Al、Mo、ITO和PR胶。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层的厚度大于或等于10nm，且小于或等于1μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一区域的膜层厚度与所述第二区域的膜层厚度不同。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在所述基底上形成第一膜层的步骤，包括：在所述基底上形成第一膜层材料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张笑，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11