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微流控芯片要在所選用的材料基板上構(gòu)建出 微米級(jí)通道 和 其他組件，內(nèi)壁光滑度要求很高，需要采用特定的微細(xì)加工技術(shù)。微細(xì)加工技術(shù)是將圖形高精度轉(zhuǎn)移到芯片上的技術(shù)，主要包括 光刻(lithography) 和 蝕刻(etching) 等，已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和集成電路制作中。

玻璃等芯片微細(xì)加工技術(shù)的基本過(guò)程包括：

(1). 涂膠

(2). 曝光

(3). 顯影

(4). 腐蝕

(5). 去膠

環(huán)境和步驟對(duì)芯片的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，操作須嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，使刻出來(lái)的圖像重疊精度高，清晰，沒(méi)有鉆蝕、毛刺、針孔和小島等缺陷。

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光刻的一般步驟( 8 步 )：

光刻一般步驟

光刻 是利用 光成像 和 光敏膠 在微流控芯片的基片如硅、玻璃、石英等材料上圖形化的過(guò)程；

光刻技術(shù)一般由以下工藝過(guò)程構(gòu)成? ??????:

(1).? 基片清洗

? ? ? ? 通過(guò)脫脂、拋光、酸洗、水洗的方法使硅、石英或玻璃等基片被加工表面得以凈化，再將其干燥，以利于光刻膠與基片表面有良好的粘附。

(2).? 涂膠

? ? ? ? 涂膠是在經(jīng)過(guò)處理的基片表面均勻涂上一層粘性好、厚度適當(dāng)?shù)墓饪棠z。

? ? ? ? 最常用的涂膠方法是旋轉(zhuǎn)涂敷法，它是在涂膠機(jī)上進(jìn)行的，這種方法所得到的膠膜較好。此外，涂膠方法還有刷涂法、浸漬法、噴涂法等。

(3).? 前烘

? ? ? ?前烘是在一定的溫度下，使光刻膠液中溶劑揮發(fā)。它能增強(qiáng)光刻膠與基片黏附以及膠膜的耐磨性，以便于承受在曝光過(guò)程中膠膜與掩膜之間的摩擦，增加膠膜耐顯影液浸泡的能力，保證在曝光時(shí)能進(jìn)行充分的光化學(xué)反應(yīng)。

? ? ? ?前烘通常在電熱恒溫箱內(nèi)或熱空氣中進(jìn)行，也可采用紅外熱源，但應(yīng)注意避免膠膜見(jiàn)光。

(4).? 曝光

? ? ? ?曝光時(shí)將掩膜置于光源與光刻膠之間，用紫外光等透過(guò)掩膜對(duì)光刻膠進(jìn)行選擇性照射，在受光照到的地方，光刻膠發(fā)生

化學(xué)反應(yīng)，從而改變感光部位膠的性質(zhì)。

? ? ? ? 曝光是光刻中的關(guān)鍵工序。光刻膠對(duì)波長(zhǎng)范圍 300-500 nm 的光敏感。最常用的光源是汞燈。

? ? ? ? 曝光主要有以下幾種方式：

? ? ? ? (1). 光學(xué)曝光

? ? ? ? (2). 接觸式和接近式復(fù)印曝光

? ? ? ? (3). 光學(xué)投影成像曝光 .

曝光示意圖

(5).? 顯影及檢查

? ? ? ??顯影是把曝光過(guò)的基片用顯影液除去應(yīng)去掉的部分光刻膠，以獲得與掩膜相同(正光刻膠) 或 相反(負(fù)光刻膠) 的圖形。

? ? ? ? 顯影時(shí)間視操作條件而異，一般以 1~3 min 為宜。

顯影示意圖

(6).? 堅(jiān)膜

? ? ? ?堅(jiān)膜是將顯影后的基片進(jìn)行清洗后在一定溫度下烘烤，以徹底除去顯影后殘留于膠膜中的溶劑或水分，使膠膜與基片緊密粘附，防止膠層脫落，并增強(qiáng)膠膜本身的抗蝕能力。

? ? ? ?一般堅(jiān)膜溫度在 150-200 C 之間，時(shí)間為 20-45 min

(7).? 腐蝕

? ? ? ?腐蝕是以堅(jiān)膜后的光刻膠作為掩蔽層，通過(guò)化學(xué)或物理方法將被刻蝕物質(zhì)剝離下來(lái)，以得到期望圖形的刻蝕方法。

? ? ? ?根據(jù)腐蝕劑的狀態(tài)不同，可將腐蝕工藝分為濕法腐蝕和干法腐蝕兩大類；由于干法腐蝕設(shè)備價(jià)格昂貴，所以目前干法腐蝕較少用于微流控芯片的制造。

(8). 去膠

? ? ? ?腐蝕結(jié)束后，光刻膠就完成了它的使命，因此需要設(shè)法把這層無(wú)用的膠膜去掉，這一工序稱為去膠。

? ? ? ?去膠主要有下列幾種方法：

? ? ? ?(1). 溶劑去膠

? ? ? ?(2). 氧化去膠

? ? ? ?(3). 等離子去膠

? ? ? ?(4). 紫外線分解去膠法

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經(jīng)過(guò)上述步驟，就可以得到刻有微通道的微流控基片。

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參考文獻(xiàn)：

【1】?微流控芯片實(shí)驗(yàn)室-林秉承

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(2). 基于微泵微閥技術(shù)相關(guān)的單細(xì)胞微流控PCR

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的1.1 硅、玻璃和石英微流控芯片的制作的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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