首页 > 技术资讯 > 技术学院

微流控SU-8光刻胶烘烤注意事项

微流控PDMS芯片加工的过程中,需要使用热板对SU-8光刻胶或PDMS聚合物进行烘烤。SU-8光刻胶的烘烤通常需要进行2-3次。本文简要介绍SU-8光刻胶烘烤的注意事项。

微流控SU-8光刻胶烘烤:软烘、后曝光烘烤和硬烘

在整个SU-8模具制备的过程中,微流控SU-8光刻胶需要烘烤2或3次,每一次烘烤都有不同的作用。

微流控SU-8光刻胶烘烤

第一次光刻胶烘烤叫做软烘,是SU-8光刻胶旋涂之后需要完成的操作。目蒸发溶剂,使SU-8光刻胶更加坚固。溶剂蒸发会稍微的改变光刻胶层(胶层)的厚度并且使SU-8光刻胶暴露在UV光下。实际上,大约7%的溶剂量就可以实现较好的曝光。

第二次光刻胶烘烤叫做PEBPost Exposure Bake, 后曝光烘烤),是在UV曝光后需要完成的操作。UV曝光能够激活SU-8光刻胶内光敏成分的活性,但是需要能量来进一步的促进反应。加热可以带来这种能量。

第三次光刻胶烘烤叫做硬烘,是整个SU-8模具制作过程的最后一步,但是是可选项。在SU-8模具制作过程的最后,SU-8光刻胶内部还遗留有大量的强度应力,这些强度应力可在胶层的表面上产生裂纹,促使胶层分层等等,硬烘在高温下(超过120°C)加热SU-8光刻胶,以此来抑制这些强度应力。由于硬烘的作用,胶层表面上的部分裂纹消失了,并且SU-8光刻胶变得更坚硬了。

烘烤真的是非常重要并且会极大的影响整个加工过程的成功与否。拥有一个良好的设备是非常重要的,但是也有一些技巧可以让您有最大机会来成功的实现SU-8光刻。

成功烘烤SU-8光刻胶的相关参数

晶圆/晶片位置

微流控晶圆/晶片

SU-8光刻胶烘烤的一个重要参数是整个晶圆表面加热的均匀性。为此,您必须确保即将放置晶圆的热板温度是均匀的,一般来说,如果您的光刻热板足够大,那么热板的中心和边缘部位之间的温度是有差异的,热板中心部位的温度是足够均匀的,而边缘部位会出现温度梯度变化。如果热板中心区域的宽度足够大,那么可以把晶圆放置在热板的中心区域,如此来获得均匀的温度分布。因此,在实际实验过程中,需要尽可能的把晶圆/晶片放置在热板的中心位置

热板的清洗

小心的把您的硅片放在热板的干净的表面上,表面上的灰尘会改变温度的均匀性。

平坦和水平的热板

尤其是对于第一次烘烤——软烘烤——SU-8光刻胶非常柔软而且可以流动,因此,务必要检查并确保热板处于水平状态并且其是平坦的。在必要的时候,也可以使用水平仪来调整您的光刻热板是否处于水平状态。

使用平滑的温度斜坡来加热您的SU-8光刻胶

使用平滑的温度斜坡来加热您的SU-8光刻胶

SU-8光刻胶对温度的变化非常敏感。快速的温度变化将在SU-8光刻胶内产生较大的应变,这些应变会在胶层表面上产生裂缝。因此,强烈建议您遵循温度斜坡曲线来慢慢的增加和降低温度。有一个经典的升温和降温的参数可供参考:升温速率为10°C/min,降温速率为5°C/min。

SU-8光刻胶的最高温度

SU-8光刻胶可以燃烧,所以,要小心不要把基板的温度加热太高。曝光后的SU-8和随后的交联反应的转变温度为200°C,聚合物在温度超过380°C后会被破坏掉,因此,务必要小心,不要超过SU-8光刻胶可能受的最高温度。