聚合物、其使用方法以及其分解方法

专利名称：聚合物、其使用方法以及其分解方法
技术领域：
本发明通常涉及聚合物，更特别地，涉及光固化聚合物、其使用方法以及其分解方法。
背景技术：
微射流装置在各种领域包括药物发现、生物医学测试以及化学合成和分析中具有巨大的应用潜力。在这些装置中，液体和气体在横截面尺寸大约为几十到几百微米级的微通道中被操纵。在这种微通道装置中的处理提供了许多优点包括低的试剂和分析物消耗量、高度紧凑和便携式系统、快速的处理时间以及可任意处理系统的潜力。然而，尽管它们具有许多优点，目前微射流装置还是只在少数应用中使用并且考虑到它们操作的复杂性和效率方面仍然是相当简单的装置。例如，在制造真正便携式的微量分析装置方面，一个目前的难点涉及将电子的(例如，传感方法)和射流的元件简单集成到同一个装置中。最重要的一个控制这种能力以集成功能到同一个装置中从而控制微射流装置功能性的水平的问题是用于制造结构的方法。此外，流体穿过微通道的微动力学对于避免在不需要混合的体系中的混合是重要的。
迄今为止两种最普遍的制造微射流装置的方法包括将超平的玻璃层或者弹性聚合物如聚(二甲基硅氧烷)粘接到一起。两个方法都受到严重的与在同一基体中集成非射流元件如探测器和微通道装置有关的局限性和困难。其它方法受到一些局限，包括对于微通道的单层来说它们需要大约十个加工步骤以完成工序的事实。

发明内容
简要描述了本公开的实施方案，其中，包括聚合物、其使用方法以及其分解方法。尤其是一种典型的聚合物，包括含有牺牲聚合物和光敏引发剂的光固化聚合物。
也提供了用于制造一种结构的方法。其中，一种典型的方法包括在一个表面上配置光固化聚合物，其中光固化聚合物包括牺牲聚合物和选自阴性特性的光敏引发剂(negative tone photoinitiator)和阳性特性的光敏引发剂(positive tone photoinitiator)中的光敏引发剂；在光固化聚合物上配置灰度色标光掩膜，其中灰度色标光掩膜将限定由光固化聚合物形成的三维结构的光密度曲线代码化；将光固化聚合物通过灰度色标光掩膜暴露在光能量下；并且除去光固化聚合物部分以形成交联的光固化聚合物三维结构。
另外，也提供了分解聚合物的方法。其中，一种典型的方法包括提供具有基体、罩面层以及在罩面层内限定范围中的聚合物的结构；保持恒定的作为时间函数的分解速率；并且从范围中除去聚合物以形成在限定范围中的空气区域。
此外，提供了一种结构。一种典型的结构包括基体；具有空间变化高度的空气区域范围；以及配置在一部分基体上并接合相当一部分空气区域范围的罩面层。
依据下列附图的研究和详细描述，其它的系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是或将成为明显的。它的意图是所有上述补充的装置、方法、特征和优点是包括在本描述之内、在本发明的范围之内以及被附随的权利要求所保护的。


参考下列附图，可以更好的理解本公开的许多方面。附图的部件不是必须标度的，取而代之的是强调清楚地说明本专利公开的原理。而且，在附图中，在几个视图中同样的附图标记代表相应的部件。
图1为光敏引发剂的典型的实施方案。
图2为典型的含有空气区域实施方案的结构的截面图。
图3A～3F为典型的制造图2中所说明的结构的方法的截面图。
图4A～4D为四个模拟通道的横截面。图4A为均匀的区域通道的尺寸规格。图4B和4C为带有锥形角的通道。
图5A～5C为结构中流体束分别沿着标准长方形通道几何形状的角度翻转、三角形横截面通道翻转以及改良的通道翻转的过渡时间与径向距离的函数关系曲线图。
图6为纯的聚降冰片烯(PNB)样品分别在恒定的425℃温度(等温分解)下以及不同的加热速率(动态分解)下的分解速率与时间的关系曲线。
图7为使用实施例1中方程式(6)温度与要求达到每分钟1、2和3％的分解速率的时间的加热曲线。
图8为使用方程式(6)计算的温度与时间的曲线以及在用于装置制造的Lindberg分解炉中测试的相应的简单模拟加热曲线。
图9为所设计的达到每分钟1％分解速率的简单模拟加热程序的热重分析(TGA)结果。
图10A～10G为被聚酰亚胺封装的并使用不同的加热曲线在不同的速率下分解的通道的扫描电子显微镜(SEM)图。
图11A～11F为被SiO2封装的通道的SEM图。
图12为在实施例1中使用的两种光敏聚合物配方的对比曲线。
图13和14为对于含有2wt％和4wt％引发剂装载量的体系来说，按照由表面光度仪测量的所制备的实际的Feature I型PNB模板和用于比较的预计微通道模板(使用实施例1中的方程式7～10)。
图15A～15D为锥形微通道的SEM图。
图16为使用在早期理想化的通道模拟中所使用的边界条件和速度预计的用于围绕微通道拐角流动的过渡时间。
具体实施例方式
总之，本发明公开了聚合物、其使用方法，由其形成的结构以及其分解方法。聚合物的实施方案可以使用光刻技术用于形成具有独特的空间尺寸规格(例如，空间变化的高度)的光固化三维结构。另外，分解方法可以用于分解位于材料(例如，罩面层)内部的聚合物三维结构而不改变(例如，变形)由光固化聚合物三维结构所限定的空间界线。
聚合物的实施方案包括光固化聚合物。光固化聚合物包括但并不局限于一种或多种牺牲聚合物以及一种或多种光敏引发剂。光敏引发剂可以包括阴性特性的光敏引发剂和/或阳性特性的光敏引发剂。
通常，阴性特性的光敏引发剂可以用来制备更难去除的牺牲聚合物(例如，对通常会溶解牺牲聚合物的溶剂来说更稳定)。例如，将光固化聚合物层的一半(包括牺牲聚合物和阴性特性的光敏引发剂)暴露在光能量(例如，紫外(UV)光，近紫外光，和/或可见光)，而另外一半则不被暴露。随后，将整个层暴露于溶剂中，溶剂溶解了没有暴露于UV光下的层。
更具体地说，暴露的区域包含交联的光固化聚合物，而没被暴露的部份包含未交联的光固化聚合物。未交联的光固化聚合物可以用溶剂去除而剩下交联的光固化聚合物(例如，光固化三维结构)。
虽然不想被理论约束，但是在暴露于光能量下，其中，一种类型的阴性特性的光敏引发剂能够产生引发牺牲聚合物之间交联反应以形成交联的光固化聚合物的自由基。从而，灰度色标光刻可以用来从光固化聚合物通过去除未交联的光固化聚合物而制作光固化三维结构。
通常，阳性特性的光敏引发剂可以用来制备易于去除的牺牲聚合物(例如，对溶剂来说不稳定)。例如，将光固化聚合物层的一半(包括牺牲聚合物和阳性特性光敏引发剂)暴露在UV光下，而另一半则不被暴露。随后，将整个层暴露于溶剂中，溶剂溶解了暴露于紫外光下的层。
虽然不想被理论约束，但是在暴露于光能量下，阳性特性的光敏引发剂产生酸。然后，在暴露于碱下，牺牲聚合物的溶解作用相对于没有暴露在光能量下的牺牲聚合物来说增加。从而，灰度色标光刻可以用来从光固化聚合物通过去除暴露的光固化聚合物而制作光固化三维结构。
通常，光固化聚合物可以用在但并不局限于诸如微电子(例如，微型处理机芯片、通讯芯片和光电子芯片)，微射流技术，传感器，分析装置(例如，微量色谱法)范围中，作为牺牲材料以产生可以随后通过热分解光固化聚合物而形成光固化空气区域的光固化三维结构。另外，例如，光固化聚合物可以用作绝缘体。
对于使用光固化聚合物作为牺牲材料以产生带有光固化三维结构的光固化空气区域的实施方案来说，光固化聚合物的分解应该产生足够小的气体分子以使其渗透过一种或多种包围光固化聚合物的材料(例如，聚合物罩面层)。另外，光固化聚合物应当缓慢地分解以便当在包围的材料内形成空气区域的时候不产生过度的压力积累。此外，光固化聚合物应当具有低于包围材料的分解或降解温度的分解温度。更进一步，光固化聚合物应当具有高于罩面层材料的沉积或固化温度但是低于其中使用光固化聚合物的结构中组分降解温度的分解温度。
牺牲聚合物可以包括化合物如，但不局限于，聚降冰片烯、聚碳酸酯、聚醚、聚酯、它们每种官能化的化合物及它们的结合物。聚降冰片烯可以包括，但不局限于，烯基取代的降冰片烯(例如，环丙烯酸酯降冰片烯)。聚碳酸酯可以包括，但不局限于，降冰片烯碳酸酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸亚乙基酯、聚碳酸亚环己基酯及它们的结合物。另外，牺牲聚合物的分子量应该在10,000和200,000之间。
牺牲聚合物可以为光固化聚合物的约1～30重量％。特别是，牺牲聚合物可以为光固化聚合物的约5～15重量％。
如上所述，光敏引发剂可以包括阴性特性的光敏引发剂和阳性特性的光敏引发剂。阴性特性的光敏引发剂可以包括产生会导致牺牲聚合物交联的反应物的化合物。阴性特性的光敏引发剂可以包括化合物如，但不局限于，光敏自由基产生剂。可以使用可供选择的阴性特性的光敏引发剂如光酸产生剂(例如，在环氧化物官能化的体系中)。
阴性特性的光敏自由基产生剂是一种当暴露在光下会断裂成两种或多种化合物，并且至少其中之一为自由基的化合物。特别地，阴性特性的光敏引发剂可以包括，但不局限于，双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦(图1中的结构1)(Irgacure 819，Ciba SpecialtyChemicals Inc.)、2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(图1中的结构2)(Irgacure 369，Ciba)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮(图1中的结构3)(Irgacure651，Ciba)、2-甲基-1[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(图1中的结构4)(Irgacure 907，Ciba)、苯偶姻乙醚(图1中的结构5)(BEE，Aldrich)、2-甲基-4′-(甲硫基)-2-吗啉代苯丙酮、2，2′-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(Irgacure 1300，Ciba)以及它们的结合物。尤其是光敏引发剂可以包括双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦和2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1。
阳性特性的光敏引发剂可以包括，但不局限于，光酸产生剂。更具体地，阳性特性的光敏引发剂可以包括，但不局限于，亲核卤化物(例如，二苯基碘鎓)和金属卤化物阴离子络合物(例如，三苯基锍盐)。
光敏引发剂可以为光固化聚合物的约0.5～5重量％。特别地，光敏引发剂可以为光固化聚合物的约1～3重量％。
未在光敏引发剂和牺牲聚合物中被说明的光固化聚合物的剩余部分(例如，约65％～99％)可以由溶剂如，但不局限于，均三甲基苯MS、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇单甲基醚醋酸酯、N-丁基醋酸酯二甘醇二甲醚、3-乙氧基丙酸乙基酯及它们的结合物组成。
典型的光固化聚合物包括列于表1中的聚合物。
表1.采用不同光敏引发剂和Irgacure 819装载量进行UV暴露反应的条件和结果

处理条件旋涂/2400rpm，温烤/110℃，1分钟，PEB/120℃，30分钟，显影剂/二甲苯。
现在已经大体上描述了光固化聚合物，下面描述典型的使用光固化聚合物以产生光固化三维结构的实施方案，光固化三维结构可以被分解形成光固化空气区域(例如，气体充分填充排除固体或液体材料的区域或者真空区域)。
通常，光固化三维结构可以通过在基体和/或基体上的材料层上配置光固化聚合物层制备。如下所述，灰度色标光掩膜被配置在代码化光固化三维结构的光固化聚合物或其部分上。在通过灰度色标光掩膜将光固化聚合物暴露于光能量下并除去未曝露的光固化聚合物(阴性特性)或暴露的光固化聚合物(阳性特性)之后，形成光固化三维结构。
灰度色标光掩膜将限定三维光固化结构的光学密度曲线代码化。灰度色标光掩膜在光能量下的暴露，许多已知的光能量被允许通过灰度色标光掩膜的部份。灰度色标光掩膜的设计被用来控制允许通过灰度色标光掩膜的光能量的值。特别地，可以设计灰度色标光掩膜以控制允许通过灰度色标光掩膜的、作为在灰度色标光掩膜上位置函数的光能量的值。因而，灰度色标光掩膜可以被设计并用于由光固化聚合物通过改变允许通过灰度色标光掩膜的、作为在灰度色标光掩膜上位置函数的光能量的值而制备三维结构。灰度色标光掩膜可以通过本领域中周知的方法形成(美国专利第4,622,114号)。
三维结构(以及相应的光固化空气区域)可以具有截面部分如，但不局限于，非直角的横截面、不对称的横截面、弯曲的横截面、弓形横截面、锥形横截面、对应于椭圆或其片断的横截面、对应于抛物线或其片断的横截面、对应于双曲线或其片断的横截面及其结合断面。例如，三维结构可以包括，但不局限于，非直角的结构、非正方形结构、弯曲结构、锥形结构、对应于椭圆或其片断的结构、对应于抛物线或其片断的结构、对应于双曲线或其片断的结构及其结合结构。此外，三维结构可以具有带有空间变化高度的截面。
图2为典型的非直角的、锥形的以及不对称的带有光固化三维结构的光固化空气区域12的截面图。例如，非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12可以用作微射流装置中的拐角部分。这个用途，以及其他用途，将在实施例1中详细描述。
如图2所示，非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12被安置在基体10上。聚合物罩面层14被配置在非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12周围。尤其，在另一个实施方案中，非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12可以被安置在罩面层14中的基体10之上。尤其，还是在另一个实施方案中，重复的非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域和其它的空气区域可以被安置在罩面层14中的重复高度(例如，在彼此的顶部堆积或以偏移的方式堆积)。
虽然没有说明，但是可以形成非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12，并连同其它空气区域和/或空气通道而形成例如微射流装置、传感器和分析装置。
基体10可以用于装置如，但不局限于，微处理器芯片、微射流装置、传感器、分析装置及其组合装置。因而，基体10可以由适于装置的材料制成。无论如何，典型的材料包括，但不局限于，玻璃、硅、硅化合物、锗、锗化合物、镓、镓化合物、铟、铟化合物，或其它半导体材料和/或化合物。此外，基体10可以包括非半导体基体材料，例如，包括任何一种绝缘材料、金属(例如，铜和铝)、或陶瓷或在印刷线路板中发现的有机材料。
聚合物罩面层14可以是包括对于由牺牲聚合物在形成非直角的、锥形的以及不对称的光固化空气区域12时分解产生的分解气体来说渗透或半渗透特征的模制聚合物。另外，聚合物罩面层14具有弹性特性以便在制造和使用条件下不断裂或破裂。此外，聚合物罩面层14在光固化聚合物分解的温度范围内是稳定的。
聚合物罩面层14的例子包括化合物如，例如，聚酰亚胺、聚降冰片烯、环氧化物、聚亚芳基醚、聚对亚苯基二甲基、无机玻璃及它们的结合物。更准确地说，聚合物罩面层14包括化合物如AmocoUltradelTM7501、BF Goodrich AvatrelTM绝缘聚合物、DuPont 2611、DuPont 2734、DuPont 2771、DuPont 2555、二氧化硅、氮化硅、和氧化铝。例如，可以使用工艺如旋涂、刮片、喷镀、层压、筛网或丝网印刷、化学蒸气沉积(CVD)和基于等离子体的沉积装置将聚合物罩面层14沉积在基体10上。
非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12通过交联的光固化聚合物(阴性特性的光敏引发剂)从图2中所说明的限定的非直角的、锥形的及不对称的区域的去除(例如，分解)而形成。
值得注意的是，可以将额外的部件配置在基体，罩面层和/或非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12上和/或内部。另外，额外的部件可以包括带有如此中所描述的空气区域的任何结构。额外的部件可以包括，但不局限于，电子元件(例如，开关和传感器)、机械元件(例如，齿轮和马达)、机电元件(例如，可移动的电子束和反射器)、光学元件(例如，透镜、光栅和反射镜)、光电元件、射流元件(例如，色谱仪和能够提供冷冻剂的通道)及其结合部件。
虽然由于空气区域变化的长度、高度和宽度，而使得非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12的空间界限不容易限定，但是还是提供了下列作为典型的长度、高度和宽度的空间界限。非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12高度可以在从约0.01微米到约100微米之间变动。非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12宽度可以在从约0.01微米到约10,000微米之间变动。非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12长度可以在从0.01微米到约100米之间变动。值得注意的是，可以形成多元的空气区域以至于可以形成更大的和/或更复杂的(例如，在x-、y-、和z-位面的多重曲线)空气区域。
图3A～3F为说明制造在图2中所说明的非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12的典型过程的截面图。值得注意的是，为清晰起见，一部分制造过程没有包括在图3A～3F中。同样地，以下制造过程也不想成为包括所有用于制造非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12所必需的步骤的详尽的列表。另外，制造过程是灵活的，因为工序可以以与图3A～3F中所说明的次序不同的次序进行，或者可以同时进行一些步骤。
图3A图解说明了其上配置光固化聚合物16(阴性特性)的基体10。例如，可以使用工艺如旋涂、刮片、喷镀、层压、筛网或丝网印刷、熔融分散、化学蒸气沉积(CVD)和基于等离子体的沉积装置将光固化聚合物16沉积在基体10上。
图3B图解说明了配置在光固化聚合物16上的灰度色标光掩膜18。灰度色标光掩膜18将限定非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12的横截面的光密度曲线代码化。
图3C图解说明了在灰度色标光掩膜18暴露于光能量之后未交联的光固化聚合物区域16A和交联的光固化聚合物区域16B，而图3D图解说明了未交联的光固化聚合物区域16A的去除。例如，未交联的光固化聚合物区域16A可以通过溶解在液体如溶剂中去除，或通过能够除去或溶解聚合物的其它方法去除。
图3E图解说明了罩面层14在交联的光固化聚合物区域16B上的形成。例如，可以使用工艺如旋涂、刮片、喷镀、层压、筛网或丝网印刷、熔融分散、化学蒸气沉积(CVD)和基于等离子体的沉积装置将罩面层14沉积在基体上。
图3F图解说明了交联的光固化聚合物区域16B的分解以形成非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12。交联的光固化聚合物区域16B可以通过将交联的光固化聚合物16B加热到足够分解聚合物的温度(例如，约425℃)进行分解。
如果光固化聚合物分解太快，那么热分解光固化聚合物(图3A～3F中的交联的光固化聚合物)可以改变所得到空气区域(图2所示的非直角的、锥形的及不对称的光固化空气区域12)的空间界限或尺寸规格。正如在实施例1中更详细讨论的，光固化聚合物的热分解能够在一个或多个空气区域中导致空气区域产生气泡和/或破裂(例如，凹陷)。横截面空间界限的改变能够造成一些难题，因为普遍认可和设计的横截面装置对于体系正常运行是必要的。
例如，射流装置经常需要带有已证明的流程曲线以确保进行混合或不进行混合。如果射流装置中的通道存在未知的横断面的区域和/或横断面不符合设计，那么流经通道的流体就会存在未知的和不可预测的流程曲线。
本专利公开的实施方案提供了充分消除由聚合物分解(例如，牺牲聚合物和光固化聚合物)所引起的空气区域的空间界限改变的热分解曲线。优先的解决办法包括使用恒温分解聚合物，而其他人则使用线性温度曲线分解聚合物。实施例1中详细描述了与这两个方法有关的问题。
本专利公开的实施方案描述了在相对于时间来说恒定的分解速率下分解聚合物。基于保持恒定的作为时间函数的分解速率的热分解曲线，能够充分消除空气区域的空间界限的改变。换句话说，在恒定的光固化聚合物质量损失(克每分钟)率下进行分解。
热分解曲线可以用热分解曲线表达式(下列实施例中的方程式6)表示。
T=EaR[lnA(1-rt)nr]-1|]]>
其中R为通用气体常数，t为时间，n为分解反应的总级数，r为所希望的聚合物分解速率，A为Arrhenius指前因子，En为分解反应的活化能。因此，为了设计热分解曲线，指定四个参量是有用的三个描述每个聚合物的聚合物分解的动力学参数(A，En和n)以及所希望的聚合物分解速率r。实施例1更详细描述了热分解曲线表达式。
值得注意的是，不是所有的热分解曲线都会引起不改变空气区域的空间界限的聚合物的分解。实施例1包括其中当热分解曲线超过约2％分解/分钟时，空气区域的空间界限发生改变，而当热分解曲线低于约2％分解/分钟时，则没有改变空气区域的空间界限的说明性的聚合物。所以，本领域的技术人员能够很容易地用实验方法通过一系列试验而不需要过多的试验确定适宜的热分解曲线。
其中，一个用于用实验方法确定适宜的热分解曲线的实施例包括从5％分解/分钟曲线开始。例如，如果空气区域的空间界限改变，那么热分解曲线可以减少到4％分解/分钟曲线或2.5％分解/分钟曲线。或者，例如，如果空气区域的空间界限没有改变，那么热分解曲线可以增加1％分解/分钟曲线或更多(例如，从5％分解/分钟曲线到6％分解/分钟曲线)。无论如何，本领域的技术人员能够使用本专利公开的教学以得到适宜的用于许多所希望的构造的热分解曲线。
同样应该注意到的是，例如，热分解曲线可以取决于各种因素如包覆光固化聚合物的材料、罩面层的硬度和/或罩面层的玻璃化转变温度。因而，在热分解曲线的选择中可以考虑这些变量。
实施例1以下为本专利公开实施方案的非限制性的说明例，其在Wu，etal.，Journal of the Electrochemical Society，150，9，H205-H213(2003)中有更详细地描述，这里作为参考而引用。这个实施例不想限制本专利公开的任何实施方案的范围，而宁可说是想提供具体的典型的条件和结果。所以，本领域的技术人员应理解，许多条件可以修改从而引起所希望的结果，因此意图是这些修改属于本专利公开实施方案的范围之内。另外，额外的涉及这个实施例的详细资料可以参见Wu，et al.，Journal of the Electrochemical Society，149，10，G555-G561(2002)和Wu，et al.，J.Appl.Polym.Sci，88，5，1186-1195(2003)，这里这两个都是作为参考而引用的。
实施例1描述了光固化牺牲聚合物的研制并论证了光固化牺牲聚合物制造方法的使用以制造带有非直角的、锥形的及不对称形状的横截面曲线的通道几何形状。控制通道横截面形状的能力预期在例如精确控制流体在微通道装置中的流动方面是特别有用的。这里通过计算的流体动力学模拟研究了通过控制通道横截面而控制流体流动模式和分散的能力。可以发现非直角的、锥形的及不对称形状的横截通道曲线对于例如在弯曲的微通道中保持“活塞式流动条件”方面是有用的，这样减少了部件在流动中的分散。所以，详细研究了光固化牺牲聚合物的热分解，并且获得了在分解过程中保持通道形状的新的加热规程。这些方法的使用论证了使用灰度色标光刻制造带有锥形横截面的微通道。
弯曲通道中的流动模拟当设计和制造微射流装置时，几乎不可避免的是需要带有弯曲形状的通道。例如，当在芯片上设计一个长的分离柱时，可能需要将通道变成一个曲折的路径以控制装置处于一些所要求的尺寸限制内。在这些情况下，精确控制流体在通道中的流动模式以便使流体在穿过通道的停留时间分布上的差别减到最小是非常重要的。换句话说，在用于分离、分析的装置中，一部分流体的运转通常意欲控制在“活塞式流动”条件附近，而另一部分流体的运转以防止在注入或分离之后流体样品的空间密封的混合和损失。一个特别的问题是使流体穿过微射流通道的拐角和弯曲部分的停留时间变化减到最小。为了说明这一点并研究通过使用带有锥形横截面的通道而实现的改进措施，进行了一系列计算的流体动力学模拟。
Fluent Inc.制造的计算的流体动力学(CFD)模拟密封装置FLUENTTM，被用来模拟在一系列不同的微通道拐角设计中的流动。使用Fluent Inc.制造的用于FLUENT的预处理器附属部件GAMBITTM，建立希望的模型几何，施加啮合点到模型，并限定必需的界限区域。一旦限定，使用FLUENT每个微通道中的模拟流动模式并且产生每种情况下的数字和图解的结果。
采用变化的横截面几何形状模拟了一系列微通道中的90度转弯。图4A～4D为四种模拟通道的横截面。图4A为均匀的区域通道的尺寸规格。图4B和4C为带有锥形角的通道。带有代表接近最优化设计的图4D的锥形改进了围绕拐角的流动。转弯的内径保持恒定在60μm，转弯的外径保持恒定在120μm。同样的边界条件应用于模拟经过这些通道的流动，并且恒压出口条件假定为大气压。在这种情况下，使用水作为流动介质，但是结果对于层流条件下的任一牛顿流体来说应该是通用的。在这些条件下，流速和雷诺数相当低，其象征了层流条件，因而在FLUENT中使用层流模型来用于这些问题的解决。
为了查看在流体围绕每个这些微通道拐角的流动中将会发生的分散，计算了流体束轨迹和围绕每个转弯的过渡时间。图5A～5C分别为流体束的过渡时间与结构中标准的长方形通道几何形状转弯的、三角形横截面通道转弯的和改进的通道转弯的沿拐角的光线距离的关系曲线。在这些曲线图上，不同的流体束过渡时间曲线的出现是由于在通道内不同垂直位置的流体束也受到由于在通道的顶面和底面附近低的速度所引起的轻微的分散的事实。
图5A说明了标准长方形通道几何形状在围绕90度转弯运转之后会导致最初的平的浓度分布曲线的严重分散。在层流条件下，相对均匀的穿过外加转弯外面的流体长的路径长度的通道横截面的速度曲线导致了外半径的流体与内半径的流体相比，过渡时间的系数大了3～5。在180度弯曲的情况下会更加大大地扩大这种分散。
对这个问题的正常解决办法是减少流体在转弯内半径附近的速度以达到在不考虑径向位置情况下流体相等的过渡时间。达到这个速度改变的方法是改变通道不同区域的横截面面积。
图5B为在三角形横截面通道中流体围绕转弯流动的过渡时间曲线。在转弯的内半径减少的通道高度预期会减慢流体沿转弯内部的速度。实际上，图5B说明三角形横截面过度补偿并导致与在外半径附近的流体相比内半径附近的流体更长的过渡时间。从FLUENT结果的精密检查来看，同样明显的是，具有二个在锐角处相交的壁的通道截面导致了这些区域中相当大的分散，因而如果可能的话应避免通道横截面几何形状中的锐角。根据这些事实，进行了最佳条件选配以设计在模拟的转弯附近导致最小分散的改进的通道横截面曲线。
图5C为这种改进的通道结构产生的流体过渡时间。过渡时间曲线对于使用这种改进形状的流体在围绕90度拐角的流动来说基本上是均匀的。因而，确切的是，通过设计微通道在转弯处的横截面形状应该可以使流动曲线中的分散减到最小。
实验使用的牺牲聚合物为UnitTM4481P，其包含摩尔比为73/27的5-丁基降冰片烯(BuNB)和5-链烯基降冰片烯(ANB)的共聚物，(Promerus LLC，Brecksville，OH)。使用聚苯乙烯校准标准通过凝胶渗透色谱法分别测量的聚合物重均分子量(Mw)和多分散指数(PDI)为425,000和3.74。使用双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦(Irgacure819，Ciba Specialty Chemicals Inc.)作为自由基光敏引发剂(PI)。聚降冰片烯(PNB)和PI的溶液使用1，3，5-三甲基苯(MS，97％，Aldrich)作为溶剂制备。实验中使用两种不同配方，PNB/PI/MS摩尔比为16/0.32/84(相对于干聚合物2wt％的引发剂)以及PNB/PI/MS摩尔比16/0.64/84(相对于干聚合物4wt％的引发剂)(重量比)。在暴露和烘烤后，使用二甲苯显影聚合物模板(98.5+％，Aldrich)。
使用Seiko Instruments Inc.的TG/DTA 320系统研究牺牲聚合物的热分解特性。热重分析(TGA)测量在28毫升/分钟(mil/min)净化速率的N2下进行。在Lindberg管式炉中N2净化下热分解封装的牺牲聚合物结构。
使用Brewer Science的CEE 100旋涂器和电炉装置将PNB/PI膜浇铸在硅片上用于微通道的制造。在2400每分钟转数(rpm)的旋涂速度和110℃温烤60秒(s)下得到大约3.5～4.0微米(μm)厚的PNB/PI膜。使用Veeco Dektak表面光度仪测量膜的厚度。使用配备苯胺过滤的UV辐照源(波长365纳米(nm))的OAI Mask Aligner(掩膜对准器)暴露并摹制PNB/PI膜。在暴露之前，使用带有365纳米探针的OAI Model 356 Exposure Analyzer(OAI型356暴露分析仪)测量UV光源的强度。在暴露之后，样品在烘炉中120℃下暴露后烘烤30分钟。样品使用连续喷射的二甲苯，同时薄膜在500转/每分钟下旋转进行显影。
使用等离子体热活性离子腐蚀(RIE)装置采用以下条件5标准立方厘米/分钟(sccm)的CHF3，45sccm的O2，250毫托(mTorr)，300W，35℃来完成所有聚合物残渣从显影后模板中的去除。在这些条件下聚合物的腐蚀速率大约为300nm/min。进行等离子体增强的化学蒸气沉积(PECVD)以沉积一层SiO2罩面层用于聚合物通道模板的封装。使用等离子体热PECVD采用以下条件380KHz射频频率，50W能量，200℃，550mTorr，以及N2O(1400sccm)和2％在N2中稀释的SiH4(400sccm)的气体混合物沉积SiO2。使用这些条件氧化物的沉积率为大约50nm/min。
热分解程序对于热分解过程，分级分解可以由如方程式(1)所示的TG曲线计算α=W0-WW0-Wf|---(1)]]>其中W0为初始重量，W为在分解过程中某一时刻的残存重量，Wf为样品在热循环结束时的最终重量。聚合物热分解的动力学描述一般表达为如方程式(2)所示dαdt=k(1-α)n=Aexp(-EaR)(1-α)n|---(2)]]>其中n为分解反应的总级数，A为Arrhenius指前因子，Ea为分解反应的活化能。
为了避免可能会导致通道结构变形的气体分解产物从聚合物模板中突然和大量的释放，在整个分解过程中希望保持分解速率 不变。假定在分解过程中分解速率等于常数r，那么dαdt=r,t=0,α=0---(3)]]>积分方程式(3)得到列于方程式(4)中的通用的预期结果α＝rt(4)假设反应级数、活化能和指前因子在分解过程中没有大的改变， 和α可以分别用方程式(2)中的r和rt替换，得到以下方程式r=Aexp(-EaR)(1-rt)n---(5)]]>现在可以重新整理方程式(5)以求解必要的相对于时间曲线即在整个过程中要求保持恒定的聚合物分解速率的温度。显而易见的温度相对于时间的表达式列于方程式(6)中。
T=EaR[lnA(1-rt)nr]-1---(6)]]>因而，为了设计加热曲线，有必要指定四个参数描述聚合物分解的三个动力学参数(A，Ea和n)以及希望的聚合物分解速率r。根据在先前实验中完成的TGA数据的回归，这里使用的聚合物的动力学参数确定为A＝5.8×1014min-1，Ea＝207kJ/mol，n＝1.05。这样，对于给出的恒定的分解速率r，可以得到相对于分解时间的温度曲线。
结果和讨论分解条件为了避免聚合物的任何能够导致微通道中非挥发性的分解产物和不希望的残余物形成的氧化作用，因此光固化牺牲聚合物的热分解在纯氮气气氛下进行。除使用惰性气氛之外，正如先前建议的，使用控制加热曲线以保持相对恒定的聚合物分解速率。这个恒定的分解速率确保了气体产物不会发生在这个速率下的释放以至引起使通道形状发生极大变形的高压。
图6为纯的PNB样品分别在425℃的恒温(等温分解)以及不同的加热速率(动态分解)下分解的分解速率与时间的关系曲线。在所有情况下，都存在分解速率的峰值。峰的宽度对应于在牺牲聚合物变为气体产物的转化过程中的过渡周期。更高的加热速率或更高温度的等温分解导致分解速率曲线出现尖锐的峰。这意味着，在短的时间间隔发生过半数的分解过程，因而造成气体分解产物的突然和大量的释放。因此可以预计，使用控制加热曲线控制分解速率保持在恒定的低水平上能够消除这个现象，并且从而防止了分解过程中的通道变形。通过比较不同的分解过程对最终得到的微通道形状和尺寸的影响检验这个理论是毫无问题的。
根据方程式(6)，计算了相对于要求达到1，2和3％每分钟的分解速率的时间加热曲线的温度并列于图7。这个图说明，在恒定的分解速率下，在大部分分解时间期间的分解温度应设定在带有微小斜率的相对低的温度下。然而当分解接近完成时，使用更高的温度可以帮助在适当的时间内得到聚合物的完全分解。
使用接近通过方程式(6)得到的近似平滑的温度与时间关系曲线的典型温度分布曲线进行分解反应。图8为使用方程式(6)计算的温度与时间关系曲线以及相应的为装置制造而在Lindberg分解炉中校验的简单模拟加热曲线。图9为设计达到1％/分钟分解速率的简单模拟加热程序的TGA结果。DTG曲线说明，分解速率确实在接近所希望的1％/分钟水平附近波动而没有极端变化。因而，通过使用更智能的加热曲线(随时间而变的非线性加热曲线)可以避免出现图6中所示的分解速率中尖锐的峰。当使用这个相同的模拟加热曲线处理封装的聚合物样品时，没有观察到封装通道的变形，但是电子显微镜显示通道结构中残留有少量的聚合物残留物。试验了两种不同的对模拟加热曲线的修改以试图除去这个残存的聚合物。在第一种情况下，使用最终保持在455℃下一小时以试图除去残存的聚合物。正如在SEM横截面观察到的，这个高温保持确实相当大地减少了残存的残余聚合物，但是即使再保持一小时后，仍然存在残存的残余物。也试验了包含重复图8中所示的中间保持的第二种方法。这种方法有效地使平均分解速率更进一步降低到接近0.5％/分钟的水平。在这种情况下，没有观察到在分解过程中通道分布变形的发生并且在微通道中分解后基本上没有发现聚合物残留物。这暗示了在分解过程中如果处理斜率变化太快也许会有另外的副产物形成。这导致了即使高温处理也很难去除的残余物。使用低温下更长的保持既能减慢分解速率(从而减少模板分布变形)又能在最终的通道结构中消除残余的聚合物。
用聚酰亚胺和SiO2封装的微通道按照图3A～3F中的流程图制作微通道。在过程中，使用2400转/分钟的旋涂速度和110℃/60秒钟的温烤条件浇铸大约3.5～4.0μm厚的PNB/PI膜(PNB中4wt％引发剂)。使用石英上镀铬的掩膜将膜暴露于450mJ/cm2剂量的紫外光下并在烘炉中120℃下暴露后烘烤30分钟。暴露后烘烤之后，使用二甲苯对膜进行喷射显影以产生所希望的通道模板。显影后在被组成图案的区域没有明显的残留物残存，但是封装材料在所显影形状上的直接涂刷导致了与基体较差的粘附力。实际上，在推测牺牲聚合物完全显影从基体中去除的区域的罩面层材料中观察到小的气泡。因此，显影后一些少量的阻止罩面层与基体之间好的粘附力的聚合物残留物残存是可能的。
为了避免这种现象，通过在封装通道模板之前在氧等离子体中使用RIE的干腐蚀进行残留物去除处理。在残留物使用等离子体去除后，将样品使用聚酰亚胺或SiO2封装。由于聚酰亚胺显示出高的玻璃化转变温度和热稳定性，低的介电常数、模量、湿气吸附以及应力，因此它们是好的封装材料。这里，使用HD Microsystems PI2734聚酰亚胺涂刷一些通道结构。在这些情况下，PI 2734以2300转/分钟的速度在通道模板的顶部旋涂30秒，并且在N2中350℃下固化1小时。在这些情况下聚酰亚胺层的厚度约为4.5μm。此外，一些通道结构使用SiO2封装。在这些情况下，使用先前描述的PECVD方法沉积2μm厚的SiO2封装层。
在不同的分解速率下进行封装的聚合物模板的分解以研究速率对通道结构的影响。图10A～10B为用聚酰亚胺封装的并使用不同的加热曲线在不同的速率下分解的通道的SEM图。结果表明，分解速率确实相当大地影响通道结构。在低的分解速率(1或2％/min)下，产生的通道结构保持了原始PNB牺牲聚合物模板的大小和形状。然而，在相对高的分解速率(3％/min)下或当使用高的恒定温度分解处理时，微通道变形成为半球形或弧状形状。而且很明显，这个变形问题对于微通道来说，由于它们横向尺寸增加，因此成为一个更加重要的问题。更大宽度的通道变形明显多于小尺寸规格的通道。被SiO2封装的通道的SEM图列于图11A～11F。可以观察到，在相同的标称通道形体尺寸和聚合物分解速率下，SiO2覆盖结构中的通道变形的程度与聚酰亚胺覆盖的通道相比好象更高。这个在SiO2覆盖样品中的更大的变形可以归因于两种覆盖材料的机械性能上的差别和分解产物穿过罩面材料的扩散速率上的差别。
锥形横截面结构的微通道为了制造锥形的微通道结构，这里描述的思想是利用灰度色标光掩膜和低反差的光敏牺牲材料使用光刻工艺。为了研究使用这样的方法用于制造在整个三维方向以控制方式成形的微通道的可能性，而进行了一系列的实验。
在变化的镀条纹与完全透明区域的比率下，采用近似线性梯度以穿过通道宽度的透光百分率设计通道轮廓。在这个特殊情况下，铬条纹形状被设计成200纳米大小并且因而充当用于在这项工作中使用的光敏牺牲聚合物的分段分解形状。从这些设计中通过ETEC装置(Hayward，CA)的电子束光刻制造两个掩膜。表2更详细地描述了在本工作中使用的两个主要的通道形状。使用这种类型的灰度色标掩膜允许将要暴露于跨越通道形状宽度的剂量范围下的光敏牺牲材料使用单一的光刻暴露步骤。可以使用这个连同低反差抗蚀性材料的暴露梯度通过单一的光刻工艺以产生在相对于基体平面的横向和竖向方向上成形的形状。
使用两种带有不同反差水平的光敏材料用这个掩膜制造锥形的微通道结构。图12为本工作中使用的两种光敏牺牲聚合物配方的对比曲线。对于这些材料，测量对比曲线和计算反差值的方法先前在文献中已有论述。这两种装置的反差系数对于相对于干的聚合物填充量2wt％(称作“材料1”)的和4wt％(称作“材料2”)的光敏引发剂，分别为适宜的0.51和0.85。
表2亮度色表微通道光掩膜的形状

使用这个对比曲线数据，如果准确知道随掩膜上位置而变的相对透光度，那么对计算由使用带有这些光敏材料的灰度色标掩膜的暴露产生的模板形状大致的预测来说是可能的。根据多项式拟合，可以使用以下函数充分地描述对比曲线f1＝0.0236[log(D)]3-0.357[log(D)]2+1.818[log(D)]-2.13(7)f2＝0.0352[log(D)]3-0.653[log(D)]2+2.95[log(D)]-2.92 (8)这里fi为暴露于剂量D和湿法显影材料i后残存的膜厚度分数。
由灰度色标掩膜产生的通道模板的近似形状可以因此使用方程式9预测，d(x)＝fi(log[D·TP(x)])·FT (9)其中fi为材料i的对比函数，d(x)为在某一位置x横跨通道模板的膜的厚度(显影后)，TP(x)为掩膜在位置x横跨形状的分数透光度，D为使用的标称暴露剂量，FT为流延薄膜的原始厚度。模拟通道模板的外形包括由方程式9计算然后通过七点平滑方程式10平滑的点。
Si=Yi-3+2Yi-2+3Yi-1+4Yi+3Yi+1+2Yi+2+Yi+316---(10)]]>其中Si和Yi分别为第i个点的平滑信号和原始信号。
使用灰度色标光刻法采用连续的类似于图3A～3F中所概述的步骤制造锥形结构的通道模板。首先，使用700转/分钟的旋涂速度和110℃2分钟的温烤条件浇铸12μm厚的PNB/PI膜。然后用灰度色标掩膜将膜暴露于紫外光下。使用光敏材料的对比曲线数据设定标称照射剂量以得到在100％透明形状下显影后残留80％原始厚度的膜。对于2wt％和4wt％的引发剂装载量，使用的剂量分别为1300mJ/cm2和165mJ/cm2。将膜在烘炉中120℃下暴露后烘烤30分钟。使用二甲苯以500rpm的旋涂速度对膜进行喷射显影30秒。使用表面光度仪测量微通道模板的最终形状。
图13和14为对于2wt％和4wt％的引发剂装载量的体系来说，实际的通过表面光度仪测量而产生的形状I型PNB模板，以及为比较而预测的微通道模板(使用方程式7～10)。由两种配方制造的不同模板之间的比较清楚地表明，低反差的材料产生了更接近类似于所希望的平滑的锥形结构的形状。然而，能够看出，轮廓形状的简单预测仅仅粗略接近于使用这个方法制造的实际形状。依据掩膜的精细检查，很明显，由于非常小的形体尺寸用于组成的模板，所以在传送方面所希望的平滑梯度没有如实地复制到掩膜中。这就提出了用于这种方法的精密的灰度色标掩膜的制造也许实际上是一项富挑战性任务的问题。总之，随着对掩膜设计的更加仔细的考虑和准确的传递，使用材料的对比数据连同方程式(7)～(10)设计用于具体的可以用来得到任何所希望的模板形状的光敏材料的灰度色标掩膜形状应该是可能的。
紧接着，将锥形的聚合物微通道模板涂以罩面层并分解以测试将锥形形状转移到最终的微通道中的能力。首先，使用氧气RIE等离子体蚀刻将所有的聚合物残留物从基体中去除。然后使用相同的先前描述的条件用SiO2封装通道模板。封装的通道模板的热分解在N2下以0.5％/分钟的分解速率进行。所得到的锥形微通道的SEM图列于图15A～15D。由于具有通过在分解过程中控制加热曲线而精心控制聚合物的分解速率的能力，因此在通道结构中没有观察到变形。这可以通过比较图13和14中原始的PNB模板形状和图15A～15D中SEM通道横截面而看出。图15A～15D中通道的宽度比灰度色标掩膜上的形体尺寸窄，部分归因于在聚合物残留物去除步骤过程中轻微的RIE过腐蚀。比较图15A～15B和图15C～15D，可以看出，低反差牺牲材料用于平滑的锥形微通道结构的制造是理想的。图15A～15C的右手边和图15B～15D的左手边是用于参考的非灰度色标形状。正如所预期的，通道结构的最终形状由掩膜上的灰度色标模板、光敏材料的反差以及在印模形状中使用的标称照射剂量的组合而确定。
为了得到制造的流体在微通道拐角周围流动期间减少分散的通道横截面的效力的概念，使用先前描述的FLUENT模拟预期的流体在如图13所示的形状拐角周围的过渡时间。图16为预测的使用在初期理想化的通道模拟中使用的边界条件和速度围绕这个拐角流动的过渡时间。从这个模拟可以清楚地看出，即使在本项工作中为示范目的所制造的粗杂成形的通道也预计会比标准长方形横截面通道完成得更好。此外，有信心可以通过优化掩膜设计和处理条件，可以达成更加理想的类似于图5C中所示形状并用于装置制造。
结论通过使用光敏牺牲聚合物材料论证了微通道的制造。过程包括通过光刻摹制牺牲聚合物，聚合物残留物使用RIE的去除，用绝缘体介质封装以及封装的聚合物通道模板的热分解。使用聚合物分解的动力学模型提出了一种设计加热程序以保持牺牲聚合物以恒定的速率热分解的方法。使用这种方法设计的加热程序已经被证明可以防止突然的和高的分解速率(例如，其导致气体分解产物的激烈释放，从而使得通道形状变形)，并且也已经表明对制造精确控制形状的微通道模板来说在牺牲聚合物的热分解之后不会表现出任何相当大的变形。控制分解速率和缓慢地释放气体分解产物使得分解产物以大致等同于分解速率的速度渗透穿过罩面层，从而避免了微通道中能够导致结构变形和失败的高压的积累。我们也发现大的通道具有更大的变形倾向。提出并论证了用于锥形横截面微通道制造的灰度色标光刻法。这种锥形通道通过模拟证明能够减少如对微射流装置性能产生损害的分散作用的影响。
应该强调的是，本专利公开的上述实施方案仅仅是可能的实施例，并且是为了对本专利公开原理的清楚理解而提出的。在不相当大的脱离本专利公开的精神和原理下，可以对本专利公开的上述实施方案进行一些改变和修改。这里所有的这些修改和改变是包括在本专利公开的范围内并受所附权利要求保护的。
权利要求
1.一种聚合物，其包含包括牺牲聚合物和光敏引发剂的光固化聚合物。
2.权利要求1的聚合物，其中光敏引发剂为阴性特性的光敏引发剂。
3.权利要求1的聚合物，其中光敏引发剂为阳性特性的光敏引发剂。
4.权利要求1的聚合物，其中牺牲聚合物选自聚降冰片烯、聚碳酸酯、聚醚、聚酯、它们每一种的官能化化合物及它们的结合物。
5.权利要求1的聚合物，其中牺牲聚合物包括聚降冰片烯。
6.权利要求3的聚合物，其中聚降冰片烯包括烯基取代的降冰片烯。
7.权利要求1的聚合物，其中光敏引发剂为自由基产生剂。
8.权利要求1的聚合物，其中光敏引发剂选自双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦、2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-甲基-4′-(甲硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、苯偶姻乙醚和2，2′-二甲氧基-2-苯基苯乙酮及它们的结合物。
9.权利要求1的聚合物，其中光敏引发剂选自双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦和2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1。
10.权利要求1的聚合物，其中牺牲聚合物为光固化聚合物的约1～30重量％，光敏引发剂为光固化聚合物的约0.5～5重量％，而溶剂为光固化聚合物的约65～99重量％。
11.一种用于制造结构的方法，包括在一个表面上配置光固化聚合物，其中光固化聚合物包括牺牲聚合物和选自阴性特性的光敏引发剂和阳性特性的光敏引发剂中的光敏引发剂；在光固化聚合物上配置灰度色标光掩膜，其中灰度色标光掩膜将限定由光固化聚合物形成的三维结构的光密度曲线代码化；将光固化聚合物通过灰度色标光掩膜暴露在光能量下；以及除去光固化聚合物的部份以形成交联的光固化聚合物三维结构。
12.权利要求11的方法，其中除去包括除去光固化聚合物未经暴露的部分以形成三维结构。
13.权利要求11的方法，其中除去包括除去光固化聚合物经暴露的部分以形成三维结构。
14.权利要求11的方法，其还包括在三维结构上配置罩面层；以及加热分解光固化聚合物以形成三维空气区域。
15.权利要求14的方法，其中分解包括保持恒定的作为时间函数的分解速率。
16.权利要求14的方法，其中分解包括保持恒定的光固化聚合物的重量损失。
17.权利要求14的方法，其中分解包括依照以下热分解曲线表达式来加热结构T=EaR[lnA(1-rt)nr]-1]]>其中R为通用气体常数，t为时间，n为分解反应的总级数，r为希望的聚合物分解速率，A为Arrhenius指前因子，Ea为分解反应的活化能。
18.权利要求11的方法，其中三维结构具有空间变化的高度。
19.一种结构，其包括使用权利要求11的方法形成的三维结构。
20.一种结构，其包括使用权利要求14的方法形成的三维空气区域。
21.一种结构，其包括使用权利要求15的方法形成的三维空气区域。
22.一种结构，其包括使用权利要求17的方法形成的三维空气区域。
23.一种分解聚合物的方法，包括提供一种结构，其具有基体、罩面层和在罩面层内的限定区域中的聚合物；保持恒定的作为时间函数的分解速率；从限定区域中除去聚合物以形成限定区域内的空气区域。
24.权利要求23的方法，其中保持包括依照以下热分解曲线表达式加热结构T=EaR[lnA(1-rt)nr]-1]]>其中R为通用气体常数，t为时间，n为分解反应的总级数，r为希望的聚合物分解速率，A为Arrhenius指前因子，Ea为分解反应的活化能。
25.一种结构，包括基体；具有空间变化高度的空气区域；以及配置在一部分基体上并接合相当一部分空气区域的罩面层。
26.权利要求25的结构，其中空气区域具有非矩形的截面。
27.权利要求25的结构，其中空气区域具有不对称的截面。
全文摘要
本发明提供了聚合物、其使用方法以及其分解方法。尤其是一种典型的聚合物，包括，含有牺牲聚合物和光敏引发剂的光固化聚合物。
文档编号G03F7/004GK1729234SQ200380103387
公开日2006年2月1日 申请日期2003年10月16日 优先权日2002年10月16日
发明者保罗·A·科尔, 休安·比斯特鲁普·艾伦, 吴肖群, 克利福德·李·亨德森 申请人:佐治亚技术研究公司