[发明专利]一种基于模板制造两级微纳结构阵列的方法

权利要求书

1.一种基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、微沟槽模板制造，在工件表面加工出微沟槽阵列；所述微沟槽阵列中微沟槽周期为1～100μm，所述微沟槽阵列的平行度在1％以内，所述微沟槽阵列中微沟槽的表面粗糙度10nm，以保证后续SiO₂纳米球自组装的有序性；

步骤二、在微沟槽模板上均匀镀覆一层光刻胶，并使光刻胶固化在微沟槽阵列的微沟槽表面；

步骤三、微沟槽模板引导SiO₂纳米球自组装，SiO₂纳米球在微沟槽的导向作用下均匀紧密地自发地在微沟槽表面排布一层；

步骤四、将自组装有SiO₂纳米球的微沟槽模板取出烘干；

步骤五、抗蚀金属膜镀覆，对整个自组装有SiO₂纳米球的微沟槽阵列表面镀覆一层抗蚀金属膜层；

步骤六、SiO₂纳米球去除，去除自组装在微沟槽表面的SiO₂纳米球，微沟槽上的光刻胶表面上留下网状抗蚀金属层；

步骤七、材料刻蚀，以网状抗蚀金属层为掩蔽膜，选择性地将未被掩蔽膜覆盖的圆形光刻胶区域以及工件区域去除；

步骤八、将微沟槽表面剩余的光刻胶和网状抗蚀金属层去除，最终将在微沟槽表面制备有序排列的纳米孔状结构。

2.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤一中，利用金刚石刀具超精密切削技术在工件表面加工微沟槽阵列。

3.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤一中，工件的材质为铜、铝、树脂或磷化镍。

4.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤三中，首先配置SiO₂纳米球分散液，然后将配置完成的SiO₂纳米球分散液滴入蒸馏水中，使SiO₂纳米球在气液界面形成自组装单层膜；将微沟槽模板上的微沟槽浸没于蒸馏水中，待SiO₂纳米球颗粒紧密均匀连接在气液界面后，将SiO₂纳米球分散液中的酒精汲取干。

5.根据权利要求4所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤三中，将SiO₂纳米球均匀分散在酒精溶液中，配置成SiO₂纳米球分散液，所述步骤三中，通过抽干器材将SiO₂纳米球分散液中的酒精汲取干；所述SiO₂纳米球的直径为50～500nm，所述酒精溶液中酒精质量分数99％，所述抽干器材采用注射器。

6.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤五中，将自组装有SiO₂纳米球的微沟槽阵列放入蒸镀及溅射装备中，选择抗蚀金属材料对整个微沟槽阵列表面镀覆一层抗蚀金属膜层，所述抗蚀金属膜层的厚度为200～500nm。

7.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤二中，光刻胶为SU-8、PMMA、PDMS或PS光刻胶，通过干燥或者紫外线照射使所述光刻胶固化在微沟槽表面，所述光刻胶的厚度在1μm以内；所述步骤六中，通过超声清洗去除自组装在微沟槽表面的SiO₂纳米球。

8.根据权利要求1所述的基于模板制造两级微纳结构阵列的方法，其特征在于：所述步骤七中，以网状抗蚀金属层为掩蔽膜，通过干法刻蚀选择性地将未被掩蔽膜覆盖的圆形光刻胶区域以及工件区域去除。