[發(fā)明專利]一種微流道模具的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310226365.1
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103350982A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建剛;劉莉君
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西理工學(xué)院
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1、所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微納米制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微流道模具的制作方法。

2、背景技術(shù)

流體在微管道中流動(dòng)是一個(gè)值得研究的課題，但微流道模型的制作方法選擇不當(dāng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際的流體流動(dòng)產(chǎn)生很大的流速誤差。

3、發(fā)明內(nèi)容

為了提高微流道的制作質(zhì)量和效率，本發(fā)明提出一種微流道模具的制作方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

1)首先制作微流道玻璃掩模板；

2)清洗和烘烤硅片基板；

3)在硅片基板的拋光面上灘涂SU8-2025光刻膠；

4)前烘光刻膠；

5)對硅片基板上的光刻膠進(jìn)行光刻曝光；

6)對光刻曝光后的光刻膠進(jìn)行后烘；

7)采用SU8顯影液對光刻膠硅片基板進(jìn)行顯影；

8)在硅片的拋光面上再次灘涂SU8-2025光刻膠并前烘；

9)對硅片基板上的光刻膠進(jìn)行套刻曝光；

10)對套刻曝光后的光刻膠進(jìn)行后烘；

11)采用SU8顯影液對套刻曝光后的硅片基板進(jìn)行顯影；

12)清洗硅片基板模具上的微流道；

13)對硅片基板模具上的微流道進(jìn)行檢測。

其具體的步驟如下：

第一步，微流道掩模板的制作

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先通過在高潔凈度、高平整度的石英玻璃上，鍍上一層鉻，鉻上再覆蓋一層防反射物質(zhì)，最上面涂覆一層感光膠；再由圖形發(fā)生器通過選擇性曝光在鉻版的感光膠上形成所需版圖圖形，通過顯影、腐蝕、去膠完成微流道掩模板的制作；

第二步，清洗硅片基板

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用浙江立晶有限公司2寸單面拋光硅片為模具的基板，用丙酮對硅片表面進(jìn)行清洗，再使用KH3200DB數(shù)控超聲波機(jī)對硅片進(jìn)行超聲處理，超聲波的聲能傳入溶液，靠氣蝕作用洗掉片子上的污染，要除去小于1微米顆粒可將頻率提高到超高頻頻段，清洗效果更好，最后經(jīng)等離子水清洗后，采用壓縮空氣吹干，清洗硅片基板目的在于增加圓片襯底與光刻膠的粘附性；

第三步，在硅片上灘涂SU8-2025光刻膠

光刻膠采用的是美國Microlithography?Chemical公司的SU8-2025，光刻膠旋轉(zhuǎn)涂布的方法通常適用于300微米以下的厚度，本微流道的設(shè)計(jì)厚度為400微米，旋轉(zhuǎn)涂膠的工藝方法不能實(shí)現(xiàn)，可以采用灘涂的方法，借助SU8-2025光刻膠自身的整平能力獲得滿意平整表面的膠膜；

第四步，前烘SU8-2025光刻膠

前烘時(shí)，使用的設(shè)備為EH2013微控?cái)?shù)字顯示，操作時(shí)，使用4爪硅片鑷子將灘涂過SU8-2025光刻膠的硅片基板移到電熱板上，采用階梯式的升溫和自然降溫冷卻的過程，即65°時(shí)停留30分鐘，95°時(shí)停留4小時(shí)，隨后讓硅片基板自然冷卻即可；

第五步，光刻

使用美國ABM，inc.公司的雙面激光對準(zhǔn)光刻機(jī)對硅片基板上的SU8-2025光刻膠進(jìn)行曝光，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次曝光時(shí)間為400秒，此時(shí)，光刻膠中的光引發(fā)劑吸收光子發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)，生成一種強(qiáng)酸，其作用是在中烘過程中作為酸催化劑促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生；

第六步，中烘曝光后的SU8-2025光刻膠

中烘時(shí)，使用的設(shè)備為EH2013微控?cái)?shù)字顯示烘膠臺(tái)，操作時(shí)，使用4爪硅片鑷子將灘涂過SU8-2025光刻膠的硅片基板移到電熱板上，采用階梯式的升溫和自然降溫冷卻的方法，在65°時(shí)停留20分鐘，在95°時(shí)停留2小時(shí)，隨后讓硅片基板在EH2013微控?cái)?shù)字顯示烘膠臺(tái)自然冷卻至室溫即可；

第七步，顯影

將中烘后的SU8-2025光刻膠硅片基板浸泡于SU8顯影液中，并保持20分鐘，由于光刻后在SU8-2025中產(chǎn)生一種強(qiáng)酸，而且只有曝光區(qū)域的光刻膠中才含有強(qiáng)酸，而未曝光的區(qū)域則沒有這種強(qiáng)酸的存在，在中烘過程中，曝光區(qū)域在強(qiáng)酸的催化作用下，分子發(fā)生交聯(lián)，形成了致密的不溶于SU8顯影液的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，而未經(jīng)曝光的區(qū)域，光刻膠未發(fā)生交聯(lián)，則溶于顯影液中，因此顯影后形成了掩膜板的上圖形；

第八步，再次灘涂SU8-2025光刻膠并前烘

第九步，套刻

第十步，再次后烘并顯影

第十一步，微流道模具的檢測

采用共聚焦激光顯微鏡進(jìn)行微流道模具檢測，將測量的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定微流道模具的制作工藝的合理性。

4、附圖說明

圖1為本發(fā)明的技術(shù)路線圖；

5、具體實(shí)施方式