微流体装置、生化检测系统及方法制造方法及图纸

本申请公开一种微流体装置、生化检测系统及方法，其中生化检测系统，包括一探针卡及一微流体装置。探针卡具有多个探针及一开口，探针用于接触一基板上至少一芯片的多个电极垫，以检测该至少一芯片的至少一生化感测器的电性信号。微流体装置卡合于开口内且具有一腔室，腔室用于接收一待测溶液，并使得待测溶液与生化感测器接触。

Microfluidic device, biochemical detection system and method

The present application discloses a microfluidic device, a biochemical detection system and a method, wherein a biochemical detection system includes a probe card and a microfluidic device. The probe card has a plurality of probes and an opening for contacting a plurality of electrode pads of at least one chip on a substrate to detect electrical signals of at least one biochemical sensor of the chip. The microfluidic device is clamped in an opening and has a chamber for receiving a solution to be measured and for contacting the solution to be measured with a biochemical sensor.

【技术实现步骤摘要】
微流体装置、生化检测系统及方法
本专利技术实施例涉及一种微流体装置、生化检测系统及方法。
技术介绍
生化感测器(又称作生物感测器)是一种可根据电学、电化学、光学及/或机械检测原理等基础进行操作，用来感应及检测生化物质的装置。生物场效晶体管(biologicalfield-effecttransistors，BioFET)是一种含有晶体管的生化感测器，可经由电性方式感应及检测生化分子或生物实体。此检测行为可经由直接检测感应，或经由特定反应物与生化分子/生物实体进行反应或交互作用来实现。具体来说，当目标生化分子或生物实体与生物场效晶体管的栅极或固定于栅极上的接受器分子结合时，生物场效晶体管的漏极电流会因栅极电压产生改变，并依所生成的目标键结的种类与数量而有所不同。此漏极电流的改变可以被测量并用于判定接受器与目标生化分子或生物实体生成键结的种类及/或数量。此外，各式各样的接受器都可能用来官能化生物场效晶体管的栅极，举例来说，为了检测单股螺旋去氧核糖核酸(single-strandeddeoxyribonucleicacid，ssDNA)，生物场效晶体管的栅极可用固定化的互补式单股螺旋去氧核糖核酸官能化。而为了检测不同的蛋白质，例如肿瘤标记，生物场效晶体管的栅极可用单株抗体进行官能化。生物场效晶体管可以利用半导体制程制造，并可快速地转换电子信号，故已被广泛应用于集成电路。通常，一半导体晶圆上包括有数十至数百个集成电路芯片。在电性测量中，为了避免溶液可能引起短路而造成附近的集成电路芯片受损，一般会沿着晶圆切割线将集成电路芯片先分开，接着以人工方式将待测溶液小心地滴在各芯片的生物场效晶体管的位置，然后利用探针测量取得生物场效晶体管的电性信号(例如漏极电流)，以判定待测溶液中的目标生化物质的种类及/或数量。然而，此种检测方法非常难以控制测试条件(例如检测时间、反应温度及液体蒸发量等)的一致性，造成检测结果的精确度与品质会受到质疑，且效率极差(亦即检测时间太长)。因此，需要提供一种生化检测系统及方法的改进方案。
技术实现思路
本专利技术一些实施例提供一种微流体装置，包括：一本体；一柔性垫体，设于本体的底面；一腔室，形成于本体及柔性垫体内，且腔室于微流体装置的底面形成有一开口；以及一泄水阀，活动地设于腔室内，用于阻挡或允许被注入腔室的一溶液流至开口。本专利技术一些实施例提供一种生化检测系统，包括：一探针卡，具有多个探针及一开口，探针用于接触一基板上至少一芯片的多个电极垫，以检测该至少一芯片的至少一生化感测器的电性信号；以及一微流体装置，卡合于开口内且具有一腔室，腔室用于接收一待测溶液，并使得待测溶液与生化感测器接触。本专利技术一些实施例提供一种生化检测方法，包括：设置一基板于一承载台上，基板上具有至少一芯片，芯片具有至少一生化感测器及多个电极垫；提供一探针卡及一微流体装置，其中探针卡具有多个探针及一开口，微流体装置卡合于开口内且具有一腔室；移动微流体装置及探针卡，使得微流体装置的腔室与探针卡的探针的位置分别对应于芯片的生化感测器与电极垫的位置；移动承载台，使得微流体装置与基板结合；将一待测溶液注入微流体装置的腔室，使得待测溶液与芯片的生化感测器接触一定时间；以及通过探针卡的探针对芯片的生化感测器进行电性测量，以及根据电性测量结果判定待测溶液中的目标生化物质的种类及/或数量。附图说明图1显示根据一些实施例的晶圆的平面示意图及晶圆上一芯片的放大图。图2显示根据一些实施例的一生化检测系统的方框图。图3显示图2中的探针卡与微流体装置的位置关系的平面示意图。图4A显示根据一些实施例的微流体装置的顶视示意图。图4B显示沿图4A中A-A线段的剖面示意图。图5显示根据一些实施例的微流体装置的防漏设计及自动泄水阀的示意图。图6A显示微流体装置与晶圆紧密结合的示意图。图6B显示微流体装置与晶圆相互分离的示意图。图7显示根据一些实施例的一生化检测方法的流程图。附图标记说明：2～生化检测系统；10～晶圆；11～芯片；21～承载台；22～控制装置；23～探针卡；23A～探针；23B～开口；24～夹持机构；25～显微镜；26～微流体装置；27A～溶液注入单元；27B～流体抽出单元；28～定位机构；40～本体；41～柔性垫体；41A～第一层结构；41B～第二层结构；42～储水空间；42A～开口；43～第一微流道；44～第二微流道；45～液体通道；46～气流通道；51～泄水阀；51A～杆部；51B～毛细结构；52～漏液检测元件；101～生化感测器；102～电极垫；700～生化检测方法；701～706～步骤；C～腔室；C1～收缩口；C2～止挡结构；E～溶液出口；I～溶液入口；O1～开口；O2～开口；S1～主动面；S2～底面；S3～顶面；T～待测溶液。具体实施方式以下公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使得上述第一特征与第二特征未直接接触的情况。在下文中使用的空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的的方位外，这些空间相关用词也意指可能包含在不同的方位下使用或者操作附图中的装置。以下不同实施例中可能重复使用相同的元件标号及/或文字，这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。在下文中使用的第一以及第二等词汇，仅作为清楚的对其进行解释目的，并非用以对应以及限制权利要求。此外，第一特征以及第二特征等词汇，并非限定为相同或是不同的特征。在附图中，结构的形状或厚度可能扩大，以简化或便于标示。必须了解的是，未特别描述或图示的元件可以本领域技术人士所熟知的各种形式存在。应先说明的是，为了克服前述现有技术问题点，本专利技术实施例提供一种改善的自动式生化检测系统，可直接利用晶圆(或基板)上多个芯片的生化感测器感应及检测待测溶液中的目标生化物质，而不需要切割晶圆及分开操作各芯片(包括将待测溶液分别滴在各芯片，及将探针分别架设在各芯片上进行电性测量等操作)，因此可大幅缩短检测时间及提高检测效率。请先参阅图1，其显示根据本专利技术一些实施例的晶圆10的平面示意图及晶圆10上一芯片11的放大图。晶圆10为一半导体晶圆(例如硅晶圆)，其上具有通过半导体制程制造生产的多个集成电路芯片11(以下简称芯片11)。各芯片11具有一主动面S1、一生化感测器101及多个电极垫102，生化感测器101与电极垫102可显露于主动面S1上。在一些实施例中，各芯片11亦可具有多个生化感测器101。生化感测器101可为一生物场效晶体管(BioFET)，且前述电极垫102分别电性连接于生物场效晶体管的栅极、漏极与源极。此外，各芯片11的生物场效晶体管可能为相同或不同。值得一提的是，前述晶圆10仅为了方便说明实施例，但是晶圆10亦可能改为具有或设有多个芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体装置，包括：一本体；一柔性垫体，设于该本体的底面；一腔室，形成于该本体及该柔性垫体内，且该腔室于该微流体装置的底面形成有一开口；以及一泄水阀，活动地设于该腔室内，用于阻挡或允许被注入该腔室的一溶液流至该开口。

【技术特征摘要】
1.一种微流体装置，包括：一本体；一柔性垫体，设于该本体的底面；一腔室，形成于该本体及该柔性垫体内，且该腔室于该微流体装置的底面形成有一开口；以及一泄水阀，活动地设于该腔室内，用于阻挡或允许被注入该腔室的一溶液流至该开口。2.如权利要求1所述的微流体装置，其中该泄水阀具有一杆部，朝着该微流体装置的底面延伸且突出于该本体的底面。3.如权利要求1或2所述的微流体装置，还包括多个气流通道，连通该柔性垫体的底面及该本体的顶面。4.如权利要求1或2所述的微流体装置，其中该柔性垫体在由该腔室至该微流体装置的外侧壁的方向上具有多层结构。5.一种生化检测系统，包括：一探针卡，具有多个探针及一开口，所述探针用于接触一基板上至少一芯片的多个电极垫，以检测该至少一芯片的至少一生化感测器的电性信号；以及一微流体装置，卡合于该开口内且具有一腔室，该腔室用于接收一待测溶液，并使得该待测溶液与该生化感测器接触。6.如权利要求5所述的生化检测系统，其中该微流体装置还具有多个气流通道，连通该微流体装置的底面，且该生化检测系统还包括一帮浦，连接所述气流通道，其中该帮浦用于对该微流体装置的底部与该基板之间的空间抽气及/或充气，并使得该微流体装置与该基板紧密结合及/或相互分离。7.如权利要求5或6所述的生化检测系统，其中该微流体装置还具有一漏液检测元件，设置于该微流体装置之外侧壁之底部，用于检测该待测溶液是否从该微流体装置与该基板之间泄...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄睿政，姜慧如，刘佩雯，李维，苏哿暐，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71