一种玻璃基板芯片的制备方法、玻璃基板芯片及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114272965A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111612618.X(22)申请日2021.12.27(71)申请人广东省科学院半导体研究所地址510651广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人曾昭烩李叶林黄昌陈博谦杨荣宜劳建毅刘宁炀陈志涛(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人宋南(51)Int.Cl.B01L3/00(2006.01)B01J19/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种玻璃基板芯片的制备方法、玻璃基板芯片及应用(57)摘要本发明公开了一种玻璃基板芯片的制备方法、玻璃基板芯片及应用，涉及玻璃基板芯片技术领域。玻璃基板芯片的制备方法是通过先在基材衬底上形成含铬的硬掩膜层和光刻胶层，通过曝光在光刻胶层上形成目标流道图形，通过对硬掩膜层进行腐蚀以使目标流道图形转移至硬掩膜层上，然后采用第一浓度酸腐蚀液对基材衬底进行多次流道腐蚀并控制腐蚀速率，可以使微反应器深度与进出流道深度差更小，之后采用第二浓度酸腐蚀液进行腐蚀可以对流道粗糙度进行修饰，以获得圆滑平整的流道。通过玻璃基板芯片片制备工艺的改进，可以制备出微反应器深度与进出流道深度差更小、流道圆滑平整、粗糙度低的玻璃基板芯片，而且适合大批量生产，利于市场推广应用。CN114272965ACN114272965A权利要求书1/2页1.一种玻璃基板芯片的制备方法，其特征在于，包括：在基材衬底上形成含铬的硬掩膜层，在所述硬掩膜层上涂覆光刻胶形成光刻胶层，对所述光刻胶层进行曝光，以将目标流道图形转移到所述光刻胶层上；对所述硬掩膜层进行腐蚀，以使所述光刻胶层上的目标流道图形转移至硬掩膜层上；采用第一浓度酸腐蚀液对基材衬底进行多次流道腐蚀，以使流道腐蚀深度达到目标深度，控制流道腐蚀速率为0.8‑3.5μm/min；采用第二浓度酸腐蚀液进行流道腐蚀，以对流道粗糙度进行修饰；其中，所述第一浓度酸腐蚀液和所述第二浓度酸腐蚀液中均含有BOE，BOE是指氢氟酸与氟化铵形成的混合溶液，且氢氟酸与氟化铵的体积比为1:5‑7；所述第一浓度酸腐蚀液中BOE的体积分数为80％‑90％，第二浓度酸腐蚀液中BOE的体积分数为90％‑98％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质选自铬、氧化铬和氮化铬中的至少一种，对所述硬掩膜层进行腐蚀是采用铬腐蚀液进行腐蚀；优选地，所述硬掩膜层的厚度为50‑500nm；优选地，所述硬掩膜层的形成方法选自磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发和原子层沉积中的至少一种；优选地，所述铬腐蚀液的原料包括硝酸铈铵；更优选地，所述铬腐蚀液的原料还包括硝酸和硫酸中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括利用有机试剂将所述光刻胶层去除，并利用铬腐蚀溶液将所述硬掩膜层去除得到具有目标流道图形的衬底，将具有镜像对称的两片具有目标流道图形的衬底进行键合，以获得玻璃基板芯片。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中，所述第一浓度酸腐蚀液和所述第二浓度酸腐蚀液均是由第一酸组分和第二酸组分混合而得，所述第一酸组分选自盐酸和硝酸中的至少一种，第二酸组分为BOE。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在利用所述第一浓度酸腐蚀液进行腐蚀时，是浸泡在所述第一浓度酸腐蚀液中，控制搅拌速率为500‑1200转/分；优选地，在利用所述第二浓度酸腐蚀液进行腐蚀时，是浸泡在所述第二浓度酸腐蚀液中，控制搅拌速率为200‑500转/分；优选地，进行流道腐蚀时，溶液温度为22℃‑45℃。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，涂覆的所述光刻胶选自正性光刻胶、负性光刻胶、SU8胶和光敏PI中的至少一种；优选地，所述光刻胶层的厚度为100nm‑5μm。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基材衬底为玻璃衬底；优选地，所述玻璃衬底选自石英玻璃、熔融石英、硼硅玻璃、硅酸盐玻璃、无碱玻璃和钙钠玻璃中的至少一种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在沉积所述硬掩膜层之前，对所述基材衬底进行清洗；优选地，所述清洗是先使用硫酸和双氧水的混合溶液浸泡，然后采用有机试剂浸泡，再进行水洗；2CN114272965A权利要求书2/2页优选地，在所述混合溶液中，硫酸的体积分数为20‑80％，浸泡时间为15‑120min；优选地，所述有机试剂选自丙酮、异丙醇和无水乙醇中的至少一种，浸泡时间为10‑60min。9.一种玻璃基板芯片，其特征在于，通过权利要求1‑8中任一项所述的制备方法制备而得。10.权利要求9所述的玻璃基板芯片在生物医学分析、食品检测、环境检测、刑事科学或航