用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法与流程

本发明涉及微纳米制造技术领域，具体涉及一种用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法。

背景技术：

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。在微流控芯片上通常会具有两个微流道，目前复杂流道的生产中，一直是通过硅的刻蚀来做模板，再经翻膜产生所需流道，但是高成本的加工方法一直阻碍着微流控的研究与生产。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，其加工成本低，制作简单，而且模板精度也更高。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，包括如下加工步骤：

步骤1）清洗硅片，并在硅片表面做底部刻蚀形成底部流道，形成初刻模板；

步骤2）在初刻模板表面未刻蚀的位置进行光刻，形成第二层流道；

步骤3）去除底部流道中的胶，并得到最终模板。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化措施。

优选地，步骤2）中对初刻模板进行光刻采用的su8光刻，su8光刻时通过掩膜板遮挡所述底部流道用于阻挡流入底部流道的su8光刻胶曝光。

进一步地，步骤2）中在进行su8光刻时，在所述初刻模板的顶层表面滩涂su8光刻胶，形成若干个长方体状的第二层流道，再前烘su8光刻胶，然后对硅片上的su8光刻胶进行光刻曝光，紧接着对光刻曝光后的光刻胶进行后烘，最后采用su8显影液对硅片进行显影。

进一步地，所述掩膜板的制作是通过在高洁净度、高平整度的石英玻璃上，镀上一层铬，铬上再覆盖一层防反射物质，最上面涂覆一层感光胶；再由图形发生器通过选择性曝光在铬版的感光胶上形成对应第二层流道进行显影的版图图形，通过显影、腐蚀、去胶完成微流道掩模板的制作。

优选地，步骤1）中的初刻模板上的底部流道，是对应于微流控芯片的顶层而设计刻蚀出来的。

进一步地，所述底部流道为长方形，第二层流道为长方体状，在所述硅片表面构成多个台阶状，形成台阶模板。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所提供的用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，其利用负性光刻胶的获得线型能力强的特点，结合硅片刻蚀，再直接采用su-8光刻胶来制备深宽比高的微结构与微零件，从而实现su8光刻胶在复杂微流道模板制作中顶层的使用，进而大大降低加工的难度，减少生产成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明一个实施例所描述台阶模板加工方法中的初刻模板结构示意图；

图2为本发明一个实施例所描述台阶模板加工方法中的形成第二层流道的台阶模板结构示意图；

图3为本发明一个实施例所描述台阶模板加工方法中的台阶模板与微流控芯片的对应示意图。

其中：

1、硅片；2、底部流道；3、第二层流道；4、微流道芯片。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

本实施例描述了一种用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，其一般性地可以包括如下加工步骤：

步骤1）清洗硅片1，并在硅片1表面做底部刻蚀形成底部流道2，形成如图1所示的初刻模板，初刻模板上的底部流道2，是对应于微流控芯片4的顶层而设计刻蚀出来的；

步骤2）在初刻模板表面未刻蚀的位置进行光刻，形成第二层流道3；

步骤3）去除底部流道2中的胶，并得到如图2所示的最终模板。

在本实施例中，步骤2）中对初刻模板进行光刻采用的su8光刻，su8光刻时通过掩膜板遮挡所述底部流道2用于阻挡流入底部流道2的su8光刻胶曝光。所述掩膜板的制作是通过在高洁净度、高平整度的石英玻璃上，镀上一层铬，铬上再覆盖一层防反射物质，最上面涂覆一层感光胶；再由图形发生器通过选择性曝光在铬版的感光胶上形成对应第二层流道3进行显影的版图图形，通过显影、腐蚀、去胶完成微流道掩模板的制作。

步骤2）中在进行su8光刻时，在所述初刻模板的顶层表面滩涂su8光刻胶，形成若干个长方体状的第二层流道3，再前烘su8光刻胶，然后对硅片1上的su8光刻胶进行光刻曝光，紧接着对光刻曝光后的光刻胶进行后烘，最后采用su8显影液对硅片1进行显影，以固化形成上述第二层流道3。

值得说明的是，所述底部流道2为长方形，第二层流道3为长方体状，在所述硅片1表面构成多个台阶状，形成台阶模板。

最终在进行微流控芯片4的生产时，通过将溶融的聚二甲基硅氧烷于上述加工方法制作的台阶模板处原位聚合固化，脱模后得到含有图形的微流道芯片，对应示意图如图3所示。

综上，本发明所提供的用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，其利用负性光刻胶的获得线型能力强的特点，结合硅片刻蚀，再直接采用su-8光刻胶来制备深宽比高的微结构与微零件，从而实现su8光刻胶在复杂微流道模板制作中顶层的使用，进而大大降低加工的难度，减少生产成本。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：技术总结本发明公开了一种用于微流控芯片制备的台阶模板加工方法，包括如下加工步骤：步骤1）清洗硅片，并在硅片表面做底部刻蚀形成底部流道，形成初刻模板；步骤2）在初刻模板表面未刻蚀的位置进行光刻，形成第二层流道；步骤3）去除底部流道中的胶，并得到最终模板。本发明所提供的针对微流控芯片制备的台阶模板，其加工成本低，制作简单，而且模板精度也更高。技术研发人员：潘尧受保护的技术使用者：苏州锐材半导体有限公司技术研发日：2018.01.26技术公布日：2019.08.02