以感光干膜为抗腐蚀掩膜制作玻璃微流体装置的方法

摘要

本发明属于微流体装置制作领域，提供了一种以感光干膜为抗腐蚀掩膜制作玻璃微流体装置的方法，该方法的步骤如下：(1)制作光刻掩膜，(2)清洗玻璃基板，(3)制作感光玻璃板，(4)曝光，(5)显影，(6)刻蚀微流体通道，(7)键合微流体装置。本发明所述方法能够简化玻璃微流体装置的制作过程、提高制作效率，大幅度降低玻璃微流体装置的制作成本，为玻璃微流体装置的批量化生产提供了一种新的途径。

主权项

以感光干膜为抗腐蚀掩膜制作玻璃微流体装置的方法，其特征在于步骤如下：(1)制作光刻掩膜使用绘图软件设计微流体装置的微流体通道图形，用激光照排机将设计好的微流体通道图形打印在透明胶片上形成光刻掩膜；(2)清洗玻璃基板分别用丙酮、乙醇洗涤玻璃基板后再用去离子水清洗玻璃基板，以去除玻璃基板表面的有机污染物和固体颗粒，然后将清洗后的玻璃基板干燥至其表面无水；(3)制作感光玻璃板将感光干膜裁剪为步骤(2)所述玻璃基板的形状和尺寸，揭去感光干膜的聚乙烯薄膜并采用湿法贴膜法将感光干膜贴附于玻璃基板上，所述感光干膜中的光致抗蚀剂层与玻璃基板接触，然后使用贴膜机在90～95℃过塑形成感光玻璃板；(4)曝光将步骤(3)所得感光玻璃板置于紫外曝光箱中，所述感光玻璃板贴附有感光干膜的面朝上放置，然后将步骤(1)制作的光刻掩膜覆盖在感光玻璃板的感光干膜上并压紧，所述光刻掩膜打印有碳粉的面朝向感光干膜，继后通过紫外曝光使光刻掩膜上的微流体通道图形转移至感光干膜上，曝光结束后，取下光刻掩膜，将曝光后的感光玻璃板取出，避光放置至少10min；(5)显影揭去步骤(4)所得曝光后的感光玻璃板感光干膜上的聚酯薄膜，然后用显影液显影，显影时间为0.5～5min，继后用显微镜观察感光干膜上的微流体通道图形，若图形中的微流体通道内残留有感光干膜或微流体通道的边缘不清晰，则重复前述显影操作，直到图形中的微流体通道内部及微流体通道边缘的感光干膜被完全去除，显影完毕后，干燥去除感光干膜与玻璃基板之间的水；所述显影液由Na₂CO₃与去离子水配制而成，显影液中，Na₂CO₃与去离子水的质量比为1:(50～100)；(6)刻蚀微流体通道将步骤(5)显影后的贴附有感光干膜的玻璃基板浸没在温度为20～40℃的刻蚀液中刻蚀微流体通道，刻蚀过程中对刻蚀液进行扰动，刻蚀时间不超过所述感光干膜在刻蚀液中的耐受时间，刻蚀结束后将贴附有感光干膜的玻璃基板取出，置于去离子水中洗涤去除玻璃基板上的感光干膜和刻蚀液，即得到刻蚀有微流体通道的玻璃基板；所述刻蚀液的配制方法如下：将40wt％的NH₄F水溶液与40wt％的HF水溶液混合形成缓冲氧化刻蚀液，然后用去离子水稀释缓冲氧化刻蚀液，再向稀释后的缓冲氧化刻蚀液中加入37.5wt％的浓盐酸，混合均匀得到刻蚀液；所述NH₄F水溶液与HF水溶液的体积比为(6～7):1，所述去离子水与缓冲氧化刻蚀液的体积比为(1～7):1，所述稀释后的缓冲氧化刻蚀液与浓盐酸的体积比为10:(1～3)；(7)键合微流体装置将玻璃片覆盖在步骤(6)所得刻蚀有微流体通道的玻璃基板上，使用紫外光固化胶水将所述玻璃片和玻璃基板键合，即形成微流体装置；所述玻璃片与微流体通道的入口和出口相对应处设置有通孔。