一种托盘及其加工工艺的制作方法

本发明涉及微纳加工技术领域，尤其涉及一种托盘及其加工工艺。

背景技术：

在生物学研究中，经常会对微生物样本观测。在基础理论研究中，更加专注于单个样本的观测与试验变化，配合显微镜探针，可以实现DNA解理、应激性试验等。

当样本较多时，使用多个样品载体容易产生混淆，降低试验效率和针对性。同时对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，需要不同规格的样品载体，导致检测成本较高。

技术实现要素：

本申请通过提供一种托盘及其加工工艺，解决了现有技术中生物样品观测时使用多个或不同规格的样品载体，导致样品容易产生混淆且检测成本较高的问题。

本申请提供一种托盘的加工工艺，包括以下步骤：

绘制版图，所述版图绘制有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配；

使用所述版图对石英基片进行曝光，所述石英基片上旋涂有光刻胶；

对曝光后的所述石英基片进行显影、定影处理；

在定影后的所述石英基片上沉积金属铬；

去除光刻胶以使与所述版图的孔洞对应部位的金属铬被剥离；

以金属铬为掩模，在所述石英基片上刻蚀形成孔洞，所述石英基片上形成的孔洞尺寸与版图上绘制的孔洞尺寸相匹配；

去除所述石英基片上残余的金属铬。

优选的，所述光刻胶为聚甲基丙烯酸甲酯，旋涂参数为初级转速500rpm，时间为10s；次级转速4000rpm，时间为45s；旋涂厚度为60-70nm。

优选的，旋涂光刻胶前对所述石英基片进行预处理，采用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗所述石英基片10min；用氮气枪吹干所述石英基片，将所述石英基片放入烘箱，在200℃条件下烘干30min。

优选的，所述显影采用的显影液为甲基异丁基酮和异丙醇的混合溶液，所述甲基异丁基酮和所述异丙醇体积比为1:3，显影时间为20s；所述定影采用的定影液为异丙醇，定影时间为20s。

优选的，采用电子束蒸发的方法沉积所述金属铬，所述金属铬的厚度为20nm。

优选的，所述金属铬和所述石英的刻蚀选择比为1:75；所述刻蚀的工艺参数：腔体压力为10mTorr；腔体温度为20℃；氦气压强为30mTorr；三氟甲烷流量为30sccm；氦气流量为2sccm；射频功率的上功率为1000w，下功率为50w。

优选的，采用湿法腐蚀的方法去除所述石英基片上残余的金属铬，去铬液采用高氯酸、硝酸铈铵、去离子水配制而成，其中所述高氯酸为120ml，所述硝酸铈铵为500g，所述去离子水为2000ml，腐蚀速率为2nm/s。

另一方面，本申请提供一种托盘，所述托盘采用石英基片构成，所述石英基片上设置有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配。

优选的，所述石英基片的厚度不小于10μm。

优选的，所述孔洞的直径调节范围为30-500nm，所述孔洞的深度调节范围为30-1500nm。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、在本申请实施例中，根据观测样本的尺寸确定版图上孔洞的尺寸，采用曝光、刻蚀等微纳加工技术手段，在石英基片表面加工出孔洞，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验。能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。

2、在本申请实施例中，托盘的加工流程较为简便，制作成本小于同类进口厂商的微观样品载具。

3、在本申请实施例中，托盘上孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配，能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。

4、在本申请实施例中，托盘上孔洞的直径和深度可根据观测样本的需要定制，保证每个孔洞刚好容纳单个样本体，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验，有效保证观测的准确性。

5、在本申请实施例中，托盘的材质选用石英基片，石英为透明基底，方便清洗和消毒，同时方便显微镜观测。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种托盘的加工工艺的流程图；

图2为本发明实施例提供的版图的示意图；

图3为本发明实施例提供的旋涂光刻胶的示意图；

图4为本发明实施例提供的显影的示意图；

图5为本发明实施例提供的沉积金属铬的示意图；

图6为本发明实施例提供的去除光刻胶以使与版图的孔洞对应部位的金属铬被剥离的示意图；

图7为本发明实施例提供的刻蚀石英基片的示意图；

图8为本发明实施例提供的去除残余金属铬的示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种托盘及其加工工艺，解决了现有技术中生物样品观测时使用多个或不同规格的样品载体，导致样品容易产生混淆且检测成本较高的问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

提供一种托盘及其加工工艺，根据观测样本的尺寸确定版图上孔洞的尺寸，采用曝光、刻蚀等微纳加工技术手段，在石英基片表面加工出孔洞，得到托盘，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验。

一种托盘的加工工艺，包括以下步骤：

绘制版图，所述版图绘制有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配；

使用所述版图对石英基片进行曝光，所述石英基片上旋涂有光刻胶；

对曝光后的所述石英基片进行显影、定影处理；

在定影后的所述石英基片上沉积金属铬；

去除光刻胶以使与所述版图的孔洞对应部位的金属铬被剥离；

以金属铬为掩模，在所述石英基片上刻蚀形成孔洞，所述石英基片上形成的孔洞尺寸与版图上绘制的孔洞尺寸相匹配；

去除所述石英基片上残余的金属铬。

一种托盘，所述托盘采用石英基片构成，所述石英基片上设置有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

如图1所示，托盘的加工工艺包括：

步骤110：绘制版图，所述版图绘制有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配；

步骤120：使用所述版图对石英基片进行曝光，所述石英基片上旋涂有光刻胶；

步骤130：对曝光后的所述石英基片进行显影、定影处理；

步骤140：在定影后的所述石英基片上沉积金属铬；

步骤150：去除光刻胶以使与所述版图的孔洞对应部位的金属铬被剥离；

步骤160：以金属铬为掩模，在所述石英基片上刻蚀形成孔洞，所述石英基片上形成的孔洞尺寸与版图上绘制的孔洞尺寸相匹配；

步骤170：去除所述石英基片上残余的金属铬。

实施例1提供的托盘加工工艺，根据观测样本的尺寸确定版图上孔洞的尺寸，采用曝光、刻蚀等微纳加工技术手段，在石英基片表面加工出孔洞，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验。能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能有效降低检测成本，避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体。

另一方面，一种托盘，采用石英基片构成，所述石英基片上设置有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配。

实施例1提供的托盘，托盘上孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配，能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。此外，托盘的材质选用石英基片，石英为透明基底，方便清洗和消毒，同时方便显微镜观测。

实施例2：

托盘的加工工艺包括以下步骤：

如图2所示，根据科研需求确定孔洞尺寸，绘制曝光所需的版图。所述版图绘制有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配。

对石英基片进行预处理，依次采用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗所述石英基片10min；用氮气枪吹干所述石英基片，将所述石英基片放入烘箱，在200℃条件下烘干30min。

如图3所示，在预处理后的石英基片表面旋涂光刻胶，所述光刻胶为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，旋涂参数为初级转速500rpm，时间为10s；次级转速4000rpm，时间为45s；旋涂厚度为60-70nm。旋涂光刻胶后可对所述石英基片进行前烘处理，所述前烘的温度为180℃，时间为10min。

使用如图2所示的版图对所述石英基片进行曝光。

对曝光后的所述石英基片进行显影、定影处理，如图4所示。所述显影采用的显影液为甲基异丁基酮(MIBK)和异丙醇(IPA)的混合溶液，所述甲基异丁基酮和所述异丙醇体积比为1:3，显影时间为20s；所述定影采用的定影液为异丙醇，定影时间为20s。之后可进行氮气吹干处理。

在定影后的所述石英基片上沉积金属铬，如图5所示。采用电子束蒸发的方法沉积金属铬，所述金属铬的厚度为20nm。

如图6所示，去除光刻胶以使与所述版图的孔洞对应部位的金属铬被剥离，可以采用丙酮去除光刻胶。

以金属铬为掩模，在所述石英基片上刻蚀形成孔洞，所述石英基片上形成的孔洞尺寸与版图上绘制的孔洞尺寸相匹配，刻蚀结果如图7所示。可采用ICP模式干法刻蚀石英，所述金属铬和所述石英的刻蚀选择比为1:75；所述刻蚀的工艺参数：腔体压力为10mTorr；腔体温度为20℃；氦气压强为30mTorr；三氟甲烷流量为30sccm；氦气流量为2sccm；射频功率的上功率为1000w，下功率为50w。

采用湿法腐蚀的方法去除所述石英基片上残余的金属铬，如图8所示。去铬液采用高氯酸、硝酸铈铵、去离子水配制而成，其中高氯酸120ml，硝酸铈铵500g，去离子水2000ml，腐蚀速率为2nm/s，清洗之后用氮气吹干即可。

实施例2提供一种托盘的加工工艺，根据观测样本的尺寸确定版图上孔洞的尺寸，采用曝光、刻蚀等微纳加工技术手段，在石英基片表面加工出孔洞，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验，避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。此外，托盘的加工工艺较为简便，制作成本小于同类进口厂商的微观样品载具。

另一方面，一种托盘，所述托盘采用石英基片构成，所述石英基片上设置有孔洞，所述孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配。

所述石英基片的厚度不小于10μm。托盘的材质选用石英基片，石英为透明基底，方便清洗和消毒，同时方便显微镜观测。

所述孔洞的直径调节范围为30-500nm，所述孔洞的深度调节范围为30-1500nm。托盘上孔洞的直径和深度可根据观测样本的需要定制，保证每个孔洞刚好容纳单个样本体，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验，有效保证观测的准确性。

实施例2提供的托盘，托盘上孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配，能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。

本发明实施例提供的一种托盘及其加工工艺，至少包括如下技术效果：

在本申请实施例中，根据观测样本的尺寸确定版图上孔洞的尺寸，采用曝光、刻蚀等微纳加工技术手段，在石英基片表面加工出孔洞，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验，避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。

进一步的，在本申请实施例中，托盘的加工流程较为简便，制作成本小于同类进口厂商的微观样品载具。

在本申请实施例中，托盘上孔洞的尺寸与观测样本的尺寸相匹配，能够避免当样本较多时，使用多个样品载体产生混淆，能有效地提高试验效率和针对性。且能够避免对于不同的观测样品，因其尺寸大小不同，使用不同规格的样品载体，能有效降低检测成本。

进一步的，在本申请实施例中，托盘上孔洞的直径和深度可根据观测样本的需要定制，保证每个孔洞刚好容纳单个样本体，配合探针显微镜可以实现单个样本观察和试验，有效保证观测的准确性。

进一步的，在本申请实施例中，托盘的材质选用石英基片，石英为透明基底，方便清洗和消毒，同时方便显微镜观测。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。