[發明專利]光柵波導微流體芯片的制造方法

有效

• 申請號: 202010053711.0
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111229339B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 陳昌;劉博;豆傳國
• 申請（專利權）人: 上海新微技術研發中心有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N21/63
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 黃少波

1.一種光柵波導微流體芯片的制造方法，包括：

步驟1000：提供襯底，在所述襯底上形成犧牲層，在所述犧牲層上形成厚度為15～30μm高分子聚合材料的下包層；

步驟2000：在所述下包層上形成波導層，所述波導層是氮化硅材料，其中，通過電感耦合等離子體化學氣相沉積法，沉積溫度為25-150℃，并通入包括硅氣源和氮氣源的反應載氣，以形成所述波導層；

步驟3000：以所述波導層形成光柵波導，所述光柵波導包括出射光柵；

步驟4000：在所述波導層上形成二氧化硅保護層，所述保護層用于覆蓋所述光柵波導并保護所述出射光柵；在所述保護層上形成厚度為15～30μm的上包層；

步驟5000：形成微流道，所述微流道貫穿所述上包層以暴露出所述保護層；所述出射光柵位于所述微流道下方用以將光沿垂直方向向上導入所述微流道內；

步驟6000：去除所述犧牲層，以將所述上包層與所述襯底剝離；

所述微流道寬度為10-100μm，所述犧牲層的腐蝕選擇比高于所述上包層、所述保護層、所述波導層或所述下包層，所述犧牲層的材料為金屬、聚合物或氧化物。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3000中，所述波導層厚度為150nm-1000nm，在所述波導層上旋涂光刻膠形成若干相互平行的光柵波導掩膜，刻蝕所述波導層，形成若干相互平行的光柵波導，所述光柵波導的寬度為300-600nm；

步驟4000中，所述保護層覆蓋并保護入射光柵。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2000中，在所述下包層上形成厚度為150nm-1000nm的所述波導層；

步驟3000中，在所述波導層上旋涂光刻膠形成光柵波導掩膜，刻蝕所述波導層，形成若干相互平行的所述光柵波導的水平部分，再次旋涂光刻膠形成入射光柵掩膜和出射光柵掩膜，沉積形成入射光柵和出射光柵，所述出射光柵與所述光柵波導的水平部分形成所述光柵波導，所述入射光柵與所述光柵波導形成耦合光柵波導，所述耦合光柵波導的寬度為300-600nm；

步驟4000中，所述保護層覆蓋并保護所述入射光柵。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2000中，在所述下包層上形成厚度大于1000nm的所述波導層；

步驟3000中，在所述波導層上旋涂光刻膠形成若干相互平行的光柵波導掩膜，刻蝕所述波導層，形成若干相互平行的光柵波導塊，所述光柵波導塊用以形成耦合光柵波導；再次旋涂光刻膠形成入射光柵掩膜和出射光柵掩膜，刻蝕所述光柵波導塊形成入射光柵和出射光柵，所述出射光柵與所述光柵波導塊的水平部分形成所述光柵波導，所述入射光柵與所述光柵波導形成若干相互平行的耦合光柵波導，所述耦合光柵波導的寬度為300-600nm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4000中，在所述保護層上旋涂所述高分子聚合材料以形成所述上包層。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5000中，軟烘所述上包層，對所述上包層上預定形成微流道的位置進行局部曝光，再經硬烘和顯影后，形成貫穿所述上包層、寬度為10-100μm的微流道。

7.根據權利要求1所述的方法，所述高分子聚合材料是SU-8樹脂、聚酰亞胺、聚二甲基硅烷、聚乙烯或苯丙環丁烯。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6000中，使用濕法腐蝕、干蒸汽腐蝕或反應離子刻蝕去除所述犧牲層。