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微流控芯片的制作技術(shù)（一）
點擊量：502 日期：2023-08-22 編輯：硅時代
（1）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、掩膜和紫外光進行微細加工，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)域擴張的掩蔽膜，起保護、鈍化和絕緣作用的絕緣介質(zhì)膜，用作電極引線和器件互連的導(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、化學氣相沉積、蒸發(fā)、濺射等。
刻蝕是將光膠層上的平面二維圖形轉(zhuǎn)移到薄膜上并進而在基片上加工成一定深度微結(jié)構(gòu)的工藝。
根據(jù)刻蝕劑狀態(tài)不同，可將腐蝕工藝分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類。濕法刻蝕是通過化學刻蝕液和被刻蝕物質(zhì)間的化學反應(yīng)將被刻蝕物質(zhì)剝離下來的刻蝕方法。大多數(shù)濕法刻蝕是不容易控制的各向同性腐蝕。
其特點是選擇比高、均勻性好、對硅片損傷少，幾乎適用于所有的金屬、玻璃、塑料等材料。缺點是圖形保真度不強，橫向腐蝕的同時，往往會出現(xiàn)側(cè)向鉆蝕，以致刻蝕圖形的最少線寬受到限制。
干法刻蝕指利用高能束與表面薄膜反應(yīng)，形成揮發(fā)性物質(zhì)，或直接轟擊薄膜表面使之被腐蝕的工藝。其最大的特點是能實現(xiàn)各向異性刻蝕，即在縱向的刻蝕速率遠大于橫向刻蝕的速率，從而保證細小圖形轉(zhuǎn)移后的保真性。干法刻蝕的作用基礎(chǔ)是等離子體。
