微流控芯片模板是如何加工的

第一步需要使用阴性光刻胶（SU-8 2025）加工模具以得到所需微流控芯片模板的微结构，具体操过程如下：

（1）前期准备：首先仔细清洗 4 个规格为 125 mm 的玻璃平皿，烘干备用，将掩膜裁剪至合适大小备用。

（2）配置 Piranha 溶液（现用现配）：首先将浓硫酸（98%）倾斜旋转倒入干燥好的平皿中，随后倒入 H2O2（30%），二者的体积比约为 3:1，通过晃动平皿使其充分混合。

（3）处理硅片：先将硅片浸泡在刚配置好的 Piranha 溶液中，并在浸泡过程中不断晃动平皿持续 15 min。与此同时，将电热板打开进行预热，温度梯度设置为 65 ℃和95 ℃。

（4）硅片清洗：硅片清洗分为 4 步。

首先用超纯水进行清洗，用镊子轻夹起硅片，用大量超纯水进行冲刷以去除表面残留的 Piranha 溶液。之后使用无水乙醇进行清洗。将无水乙醇倒入干净平皿中，没过硅片，后将硅片小心放入，不断晃动平皿，清洗 1 min后，将乙醇倒出，留硅片在平皿底部。第三步使用丙酮进行清洗。将适量丙酮倒入平皿中，同样使液体没过芯片，而后不断晃动平皿，清洗浸泡 1 min 后，用镊子轻夹出硅片。最后使用大量超纯水进行冲洗，以洗掉残留的清洗液。

（5）硅片烘焙：为了去除硅片上的水分，需要将其进行烘烤。烘焙时，先将硅片缓慢靠近电热板，蒸去表面水分后，将硅片轻放至电热板上。打开计时器，每隔 1 min将硅片旋转一定角度，保证其受热均匀，持续烘焙 5 min。烘焙结束后，电热板调温至65 ℃备用。

（6）硅片修饰：待硅片冷却后，将硅片放置于修饰皿中，使其暴露于 HDMS 蒸汽中 5 min。

（7）硅片甩涂：取适量（15 mL）阴性光刻胶 SU-8 2025 倒置于硅片正中央，缓慢倾斜转动硅片使光刻胶平坦均匀的平铺在硅片表面，然后静置 5 min 使光刻胶分布均匀并平铺在表面。将硅片固定在旋转涂膜仪上，采用两次递进式甩涂的方法，设置低转速 500 rmp 先甩涂 15 s，后设置高转速 2500 rmp 再甩涂 75 s，为了尽量减少边缘效应的影响，最后静置 10 min。

（8）硅片前烘：将甩涂完成的硅片置于已预热至 65  ℃的电热板上，保持 1  min后，设置温度为 95 ℃，达到设定温度后再烘烤 4 min，期间保持芯片旋转使受热均匀。烘烤后轻取下芯片使其自然冷却至室温。烘焙结束后，电热板调至 65 ℃备用。

（9）硅片曝光：将冷却后的芯片置于紫外曝光机的吸盘上，组装固定。紫外曝光的具体时间要依据芯片的具体要求进行调整，该实验中设置通道高度为 100 μm，曝光时间设置为 75 s。

（10）硅片后烘：后烘需紧跟在曝光结束后。将曝光后的硅片置于已预热至 65 ℃的电热板上，保持 1  min 后，设置温度为 95 ℃，达到设定温度后再烘烤 4  min，期间保持芯片旋转使受热均匀。烘烤后轻取下芯片使其自然冷却至室温。

（11）硅片显影：使用与阴性光刻胶 SU-8  2025 配套的显影剂，将硅片在显影剂中清洗浸泡，缓慢进行显影，过程中需要仔细观察，防止清洗过度导致微结构被破坏。显影吹干显影液，后置于显微镜下进行检查，确认无误后备用。特别需要留意的是阴性光刻胶 SU-8  2025 不能与水混合，因此在显影过程中需要避免与水接触而造成的显影失败。