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微流控芯片的制作技術（一）
點擊量：496 日期：2023-08-22 編輯：硅時代
（1）光刻和刻蝕技術
傳統(tǒng)的用于制作半導體及集成電路芯片的光刻和刻蝕技術，是微流控芯片加工工藝中最基礎的。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構。光刻和刻蝕技術由薄膜沉積、光刻和刻蝕三個工序組成。復雜的微結構可通過多次重復薄膜沉積-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膜，用作電極引線和器件互連的導電金屬膜等。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移到薄膜上并進而在基片上加工成一定深度微結構的工藝。
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間的化學反應將被刻蝕物質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，形成揮發(fā)性物質，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移后的保真性。干法刻蝕的作用基礎是等離子體。
