一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，包括：在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，在其上旋涂PDMS薄膜，固化；将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。本发明专利技术利用泛曝光过后的光刻胶做牺牲层进行PDMS薄膜的转移，使得PDMS薄膜在与器官芯片上层通道键合后，可在显影液中充分溶解光刻胶，从而实现薄膜的转移。不用丙酮有机溶剂浸泡的方式，而且无光刻胶残留。本方法与常规半导体加工工艺相兼容，操作步骤简单，可重复性好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法
本专利技术涉及微加工
，尤其是涉及一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法。
技术介绍
人体器官芯片如肺器官芯片模型，主要包含上下层通道模块以及中间夹杂一层PDMS多孔薄膜。可用于在体外模拟与人体相关的组织和器官微环境中的细胞行为，对于人类生理病理学研究具有十分重要的意义。因此对于该器官芯片的模型研究就显得十分重要，而其中中间层PDMS薄膜成功的转移至上层通道就是难点之一。对于PDMS薄膜的转移主要有两种方式，可分为无牺牲层和有牺牲层。无牺牲层主要是通过先将PDMS薄膜的衬底，一般为PDMS块进行硅烷化处理，然后将薄膜与上层通道牢牢键合。键合后用镊子等工具将PDMS薄膜的衬底揭下来。该方法操作复杂且成功率低。有牺牲层方式需要附加牺牲层材料辅助转移，其中有直接利用光刻胶做牺牲层进行PDMS薄膜的转移，但该方法需要将PDMS放在丙酮中长时间浸泡，这会使得PDMS发生形变，且光刻胶一般会有很多残留。还有利用PAA(聚丙烯酸)一种水溶性材料作牺牲层实现转移，此方法虽然可以无残留的转移薄膜，但由于其是水溶性材料，使得PDMS薄膜在前期图形化制备通孔时不能浸泡在水溶液中，这大大增加了实验难度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，本专利技术的方法光刻胶无残留并且PDMS无形变。本专利技术提供了一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，包括：A)在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；B)对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，再其上旋涂PDMS薄膜，固化；C)将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；D)将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。优选的，步骤A)所述曝光为采用紫外光泛曝光；所述曝光时间为8～9s；所述曝光剂量为19.5mJ/cm2，所述光刻机为SUSSMA6。优选的，步骤A)所述光刻胶包括S1813。优选的，步骤A)所述衬底为硅片衬底。优选的，步骤A)所述旋涂的参数为3000rpm,40s；所述旋涂后还包括烘烤固化；所述烘烤温度为110～115℃；所述固化时间为80～90s。优选的，步骤B)所述表面氧等离子处理具体为：所述氧气流量为30sccm，射频功率为30w，表面处理时间为2～4min。优选的，步骤B)所述旋涂PDMS薄膜的厚度为4～10μm；步骤B)所述固化为烘烤固化，所述烘烤温度为120～150℃；所述固化时间为25～40min。优选的，步骤C)所述图形化具体为：a)将先利用RIE对PDMS表面进行氧等离子体处理；b)在PDMS表面沉积铝膜；c)在铝膜表面再次旋涂光刻胶，烘烤，光刻图形化，得到图形化光刻胶；d)以图形化光刻胶为模板，采用电感耦合等离子体刻蚀铝掩膜；e)以刻蚀后的铝掩膜为模板，采用RIE刻蚀PDMS，再利用湿法腐蚀液将铝掩膜去除，即可得到具有图形化结构的PDMS薄膜。优选的，所述D)所述显影液包括AZ300MIF。优选的，所述D)所述超声时间为5～10min。与现有技术相比，本专利技术提供了一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，包括：A)在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；B)对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，在其上旋涂PDMS薄膜，固化；C)将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；D)将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。本专利技术利用泛曝光过后的光刻胶做牺牲层进行PDMS薄膜的转移，使得PDMS薄膜在与器官芯片上层通道键合后，可在显影液(AZ300MIF)中充分溶解光刻胶，从而实现薄膜的转移。不用丙酮有机溶剂浸泡的方式，此方法避免了PDMS在丙酮中长期浸泡发生形变的问题，而且无光刻胶残留。本方法与常规半导体加工工艺相兼容，操作步骤简单，可重复性好。附图说明图1湿法去除Al掩膜后的PDMS通孔薄膜；图2转移到上层通道的中间薄膜；图3是本专利技术转移器官芯片中多孔PDMS薄膜方法的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供了一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，包括：A)在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；B)对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，在其上旋涂PDMS薄膜，固化；C)将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；D)将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。本专利技术提供的一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法首先在衬底上旋涂光刻胶。本专利技术所述衬底包括但不限于硅衬底；本专利技术所述光刻胶包括但不限于S1813。所述旋涂的参数为3000rpm,40s。旋涂之后烘烤固化；所述烘烤温度优选为110～115℃；所述固化时间为80～90s。再对光刻胶进行曝光处理。本专利技术所述曝光处理优选具体为：利用紫外光刻SUSSMA6进行泛曝光，即可得到充分断链的光刻胶。所述曝光时间为8～9s；所述曝光剂量为19.5mJ/cm2，所述光刻机为SUSSMA6。曝光可使光刻胶充分发生断链反应。对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理；优选为利用去胶机进行表面O2等离子体处理。按照本专利技术，所述表面氧等离子处理具体为：所述氧气流量为30sccm，射频功率为30w，表面处理时间为2～4min。本专利技术上述等离子处理以便于后面PDMS的均匀涂覆。本专利技术表面氧等离子体处理可以用去胶机处理也可用RIE(反应离子刻蚀)处理，处理时间2min即可。在氧等离子体处理后的光刻胶表面旋涂PDMS可增加PDMS薄膜的均匀性。而后再其上旋涂PDMS薄膜，固化。其中，所述旋涂PDMS薄膜的厚度为4～10μm；所述固化为烘烤固化，所述烘烤温度为120～150℃；所述固化时间为25～40min。将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化。在本专利技术中，所述图形化具体为：a)将先利用RIE对PDMS表面进行氧等离子体处理；b)在PDMS表面沉积铝膜；c)在铝膜表面再次旋涂光刻胶，烘烤，光刻图形化，得到图形化光刻胶；d)以图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，其特征在于，包括：/nA)在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；/nB)对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，在其上旋涂PDMS薄膜，固化；/nC)将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；/nD)将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于转移器官芯片中多孔PDMS薄膜的方法，其特征在于，包括：
A)在衬底上旋涂光刻胶，再对光刻胶进行曝光处理；
B)对曝光后的光刻胶进行表面氧等离子处理，在其上旋涂PDMS薄膜，固化；
C)将所述固化后的PDMS薄膜光刻图形化；
D)将图形化后的PDMS薄膜与器官芯片上层通道键合，将键合后的组合模块置于显影液中超声，即可将PDMS薄膜转移至器官芯片的上层通道。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)所述曝光为采用紫外光泛曝光；所述曝光时间为8～9s；所述曝光剂量为19.5mJ/cm2，所述光刻机为SUSSMA6。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)所述光刻胶包括S1813。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)所述衬底为硅片衬底。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)所述旋涂的参数为3000rpm,40s；所述旋涂后还包括烘烤固化；所述烘烤温度为110～115℃；所述固化时间为80～90s。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈陈，周成刚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34