5分鐘了解微流控設(shè)備的光刻和刻蝕技術(shù)
Update Time:2022-03-18
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微流控設(shè)備是一種精確控制和操控微尺度流體,以在微納米尺度空間中對流體進(jìn)行操控為主要特征的科學(xué)技術(shù),具有將生物、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室的基本功能諸如樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測等縮微到一個(gè)幾平方厘米芯片上的能力,其基本特征和最大優(yōu)勢是多種單元技術(shù)在整體可控的微小平臺上靈活組合、規(guī)模集成。是一個(gè)涉及了工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、微加工和生物工程等領(lǐng)域的交叉學(xué)科。
微流控設(shè)備具有專門設(shè)計(jì)的膠原蛋白通道,可在很小的尺度地模擬胰管。其中,癌細(xì)胞的混合物可以生長和增殖,并且各種療法可以傳遞到通道中。過去,類似的設(shè)備曾用于晚期腫瘤細(xì)胞,但新技術(shù)旨在用于研究尚未發(fā)生突變的早期細(xì)胞系當(dāng)中。這可能有助于找出哪種療法有效地防止突變的發(fā)生。
微流控設(shè)備的光刻和刻蝕技術(shù):
傳統(tǒng)的用于制作半導(dǎo)體及集成電路芯片的光刻和刻蝕技術(shù),是微流控芯片加工工藝中最基礎(chǔ)的。它是用光膠、掩膜和紫外光進(jìn)行微細(xì)加工,工藝成熟,已廣泛用于硅、玻璃和石英基片上制作微結(jié)構(gòu)。光刻和刻蝕技術(shù)由薄膜沉積、光刻和刻蝕三個(gè)工序組成。復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)可通過多次重復(fù)薄膜沉積-光刻刻蝕這三個(gè)工序來完成。
光刻前先要在干凈的基片表面覆蓋一層薄膜,薄膜的厚度為數(shù)埃到幾十微米,這一工藝過程稱之為薄膜沉積。薄膜按性能不同可分為器件工作區(qū)的外延層,限制區(qū)域擴(kuò)張的掩蔽膜,起保護(hù)、鈍化和絕緣作用的絕緣介質(zhì)膜,用作電極弓|線和器件互連的導(dǎo)電金屬膜等。膜材料常見有二氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、多晶硅、電導(dǎo)金屬、光刻抗蝕膠、難熔金屬等。制造加工薄膜的主要方法有氧化、化學(xué)氣相沉積、蒸發(fā)、濺射等。
在薄膜表面均勻地覆蓋上一層光膠,將掩膜上微流控芯片設(shè)計(jì)圖案通過曝光成像的原理轉(zhuǎn)移到光膠層上的工藝過程稱為光刻。