光刻加工-苏州汶颢微流控技术股份有限公司

光刻加工

光刻技术图形转移工艺

光刻工艺(Photoetching or Lithography)是一种图像复印技术,利用光刻胶感光后特性发生改变的原理,将光刻掩膜版的图形精确地复印到涂在硅晶圆片上的光刻胶上,然后利用光刻胶作为掩膜保护,在晶圆片表面的掩膜层上进行选择性加工(刻蚀或注入),从而在晶圆片上获得相应的图形结构。其主要过程为:首先紫外光通过掩膜版照射到涂有一层光刻胶薄膜的硅晶圆片表面,引起曝光区域的光刻胶发生化学反应,再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶,后者称负性光刻胶),使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上,最后利用刻蚀技术将图形转移到基片上或利用套刻技术形成PDMS芯片

光刻技术

汶颢提供电子束光刻、步进式光刻、接触式光刻等光刻技术,线宽最小可达10nm,多种光刻技术结合的先进光刻理念,实现客户不同尺寸的光刻需求。

旋涂技术

旋涂技术的好坏直接影响到光刻的效果。汶颢提供专业的旋涂技术,样品涵盖1cm²到12寸晶圆,旋涂均匀性好,粘附性高,成品质量好。

刻蚀工艺

刻蚀工艺主要有湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀是一种纯化学刻蚀,利用液体化学试剂与待刻蚀材料反应生成可溶性化合物,达到刻蚀目的,具有优良的选择性,刻蚀完当前薄膜就会停止,不会损坏下面一层其他材料的薄膜,具有各向同性,横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度因此,上层光刻胶的图案与下层材料上被刻蚀出的图案存在一定的偏差。

干法刻蚀是利用等离子体与待刻蚀材料相互作用(物理轰击和化学反应),从而除去未被光刻胶保护的材料而达到刻蚀的目的。干法刻蚀又分为三种:物理性刻蚀(溅射刻蚀)、化学性刻蚀、物理化学性刻蚀干法刻蚀可以做到各向异性刻蚀,但不能进行选择性刻蚀。

目前在图形转移中,氮化硅、多晶硅、金属以及合金材料等多采用干法刻蚀技术,而二氧化硅多采用湿法刻蚀技术,有时金属铝也采用湿法刻蚀技术。

特色业务

汶颢股份配置了完整的微流控芯片加工设备及拥有经验丰富的芯片工程师团队,可提供标准芯片和客户定制芯片加工服务,客户可以根据自己的需求设计微流控芯片或委托微流控芯片设计与加工。

汶颢目前可提供光刻胶模具(深宽比一般为1:1~3:1)、纯硅模具(深宽比一般为10:1~15:1)、玻璃芯片、镀金/电极芯片、PDMS芯片的客户定制设计与加工,PDMS芯片批量生产、也包括芯片掩膜、刻蚀、切割、打孔、封合、封装、亲疏水处理等工艺的相关服务。

一、硅片模具

加工能力:2英寸硅片、3英寸硅片、4英寸硅片(常用)、5英寸硅片光刻加工,最小线宽5μm,高度5μm到400μm可控,误差在5-10%;

光刻胶种类:进口SU8系列,国产SU8系列,进口AZ50XT,AZ9260;

光刻胶模具优点:图案化容易,使用方便,目前为微流控模具加工的主要加工工艺:

Ø 单层结构:一个光刻胶模具一种高度

Ø 双层结构:一个光刻胶模具两种高度

Ø 三层结构:一个光刻胶模具三种高度

硅片模具 

二、玻璃芯片

玻璃芯片优点:加工效率高、精度高、使用方便、无污染、高化学惰性;高透光性,可以直接观测化学或细胞的反应;高耐温性和高电阻,可进行高压电泳分离;良好的机械稳定性,可通过高的静水压力实现微流道中液体的运输。

玻璃微流控芯片的典型应用:基因测序芯片、光学分析芯片、微流控芯片、精子计数池、细胞计数板、化学合成等。

玻璃芯片 

1、玻璃湿法腐蚀

加工能力:深度5 到250μm可控;通道宽度=掩膜设计宽度+2*通道深度;

加工时必须整版进行加工,基材尺寸为10cm*10cm方片,加工之后切割。

优点:表面粗糙度较小,通道较浅时通道内壁光滑;

缺点:深度难以精确控制,通道深度大于50μm时内壁光滑度变差,宽深比必须大于2:1。

2、玻璃数控加工

加工能力:深度100μm以上可控,线宽20μm以上可控,加工误差在5%以内,外缘切割误差在20μm以内;

优点:管道深宽比较大,加工出的通道平整度较高;

缺点:成本高,管道截面通常呈V型或者梯形。

3、玻璃激光加工

加工能力:深度100μm以上可控,线宽20μm以上可控,加工误差在10%以内,外缘切割误差在40μm以内。

优点:成本低,管道深宽比较大;

缺点:粗糙度较大,管道截面通常呈V型或者梯形。

三、PDMS芯片

PDMS芯片 

加工能力:可按照客户要求进行套刻、浇铸、切割、打孔,加工普通PDMS芯片或定制腔体等。

PDMS芯片加工通常采用软光刻技术来制作,通常需要用到模板,最常规和经常使用的模板是SU-8模具,也可使用金属模具、PMMA等塑料模具。

PDMS芯片单次套刻可满足深宽比1:1~10:1,套刻厚度10微米~2厘米,打孔直径0.4毫米~10毫米,最后与玻璃、PDMS以及其他材质片材进行封合。

制造的标准偏差:

1) 通道高度:△h=±5%通道高度

2) 高度特征的精度:±5%通道高度

3) 通道侧壁垂直度:±3°

四、镀金/电极芯片

      加工能力:可加工镀金、镀铂、ITO等电极芯片,下限宽度为50μm,间隔50μm。

镀金/电极芯片