【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别涉及一种微流道芯片的制造方法。
技术介绍
1、微流道芯片是一种精确控制和操控微尺度流体的技术，已在生物、化学、医学等领域展现出巨大潜力。微流道芯片的制造，通常通过微加工工艺在硅、金属、高分子聚合物、玻璃、石英等材质的基片上，加工出微米至亚毫米级的流体通道、腔室、过滤器或传感器等各种微结构单元，而后在微米尺度空间对流体进行操控。以微流道雾化芯片为例，通过微流道对待雾化液体进行整流，雾化后的液体从微孔喷出。
2、由于微流道芯片的制造通常需要将玻璃片或石英片与硅片键合，微流道也形成在玻璃片或石英片与硅片之间，常规划片方式若采用刀划，易产生碎渣，会堵塞微流道芯片的进出口；若划片方式使用湿法腐蚀或是激光诱导深度刻蚀刻穿上层玻璃片或石英片，虽然避免了碎渣产生，但在整个划片过程中不能保证切割道上下平直，导致微流道的结构强度下降，使得微流道结构的进口和出口更容易破损，从而降低了微流道芯片的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种微流道芯片的制造方法，旨在解决现有技术中制造微流道芯片不能保证切割道上下平直而导致微流道的结构强度下降，微流道结构的进口和出口容易破损的问题。
2、本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种微流道芯片的制造方法，所述方法包括：
4、提供半导体晶片，所述半导体晶片包括多个微流道芯片，每个所述微流道芯片包括层叠设置的保护层和结构层，所述结构层具有微流道结构；
5、在
6、在所述第一子凹槽处进行第二划片工艺，去除剩余厚度的所述保护层，形成第二子凹槽，其中，所述第二划片工艺包括干法刻蚀技术，所述第一子凹槽和所述第二子凹槽的开口尺寸相匹配且所述第一子凹槽和所述第二子凹槽的内壁过渡平滑，以形成在厚度方向上贯穿所述保护层的第一凹槽；
7、在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽相连通，且所述第二凹槽的开口尺寸与所述第一凹槽的开口尺寸相匹配，以得到多个分离的所述微流道芯片。
8、进一步地，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀的步骤之前，所述方法还包括：
9、在所述结构层的背离所述第一凹槽的一侧形成第一临时键合层，并在所述第一临时键合层上形成临时衬底，其中，所述临时衬底的材质为透光材料，所述第一临时键合层的材质为光敏材料。
10、进一步地，所述在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤，包括：
11、采用深硅刻蚀工艺在所述半导体晶片具有所述第一凹槽的一侧对所述半导体晶片进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽。
12、进一步地，采用深硅刻蚀工艺在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述半导体晶片进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽时，在所述保护层和所述结构层的结合处形成所述微流道结构的进口和出口，所述第二凹槽的侧壁完全覆盖所述进口和所述出口。
13、进一步地，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤之后，所述方法还包括：
14、在所述保护层的背离所述结构层的一侧形成第二临时键合层；
15、通过解键合工艺移除所述第一临时键合层，以得到多个分离的所述微流道芯片。
16、进一步地，所述第一划片工艺去除部分所述保护层的厚度与所述保护层的总厚度至少相差1um。
17、进一步地，所述干法刻蚀技术为电感耦合等离子体刻蚀工艺。
18、进一步地，在所述结构层相对于所述保护层的一侧表面上通过刻蚀工艺形成所述微流道结构，所述微流道结构包括过滤栅和吸附区域，所述过滤栅的截面高度与所述微流道结构的截面深度相同，所述吸附区域附着有金属离子吸附材料。
19、进一步地，所述吸附区域内设置有阵列排布的多个凸起，所述凸起的外表面附着有金属离子吸附材料。
20、进一步地，所述金属离子吸附材料包括：无机吸附剂、有机吸附剂、树脂类吸附剂、壳聚糖类吸附剂和碳质吸附剂的至少一种。
21、进一步地，所述凸起的截面高度小于所述过滤栅的截面高度。
22、进一步地，所述保护层为石英材质或玻璃材质，所述结构层为单晶硅材质。
23、采用本专利技术提供的微流道芯片的制造方法，对包括有多个微流道芯片的半导体晶片，于一种特殊的划片工艺在厚度方向上先采用激光诱导深度刻蚀技术刻蚀或者激光直写切割部分厚度的保护层，然后采用干法刻蚀技术刻蚀剩余厚度的保护层，以及结合深硅刻蚀工艺刻穿结构层，以得到分离的微流道芯片。在保护层形成的第一凹槽的开口尺寸和在结构层形成的第二凹槽的开口尺寸相匹配，且第一凹槽和所述第二凹槽的内壁过渡平滑。本专利技术不采用传统的刀划工艺进行划片，从而最大程度减少了碎渣颗粒的产生，以保障微流道结构的进口和出口不发生堵塞；同时整个划片工艺过程中，保证切割道上下近似平直、宽度也基本一致，平直的切割道减少了微流道结构上方的应力，增强了微流道的结构强度，提高了微流道芯片的使用寿命；此外，还避免了对微流道结构的两侧采用湿法刻蚀容易使得微流道结构的进口和出口形成喇叭状结构的问题，对微流道雾化芯片来说能够提高雾化喷射时雾化粒径的一致性。
24、另外，通过对结构层进行光刻刻蚀，形成微流道结构内的吸附区域和设置于吸附区域的凸起阵列，并附着金属离子吸附材料，能够对雾化液体进行重金属杂质的吸附去除。
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1.一种微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀的步骤之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，采用深硅刻蚀工艺在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述半导体晶片进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽时，在所述保护层和所述结构层的结合处形成所述微流道结构的进口和出口，所述第二凹槽的侧壁完全覆盖所述进口和所述出口。
5.根据权利要求2所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤之后，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于
7.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述干法刻蚀技术为电感耦合等离子体刻蚀工艺。
8.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，在所述结构层相对于所述保护层的一侧表面上通过刻蚀工艺形成所述微流道结构，所述微流道结构包括过滤栅和吸附区域，所述过滤栅的截面高度与所述微流道结构的截面深度相同，所述吸附区域附着有金属离子吸附材料。
9.根据权利要求8所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述吸附区域内设置有阵列排布的多个凸起，所述凸起的外表面附着有金属离子吸附材料。
10.根据权利要求8或9所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述金属离子吸附材料包括：无机吸附剂、有机吸附剂、树脂类吸附剂、壳聚糖类吸附剂和碳质吸附剂的至少一种。
11.根据权利要求9所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述凸起的截面高度小于所述过滤栅的截面高度。
12.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述保护层为石英材质或玻璃材质，所述结构层为单晶硅材质。
...【技术特征摘要】
1.一种微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀的步骤之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，采用深硅刻蚀工艺在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述半导体晶片进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽时，在所述保护层和所述结构层的结合处形成所述微流道结构的进口和出口，所述第二凹槽的侧壁完全覆盖所述进口和所述出口。
5.根据权利要求2所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，在所述半导体晶片的具有所述第一凹槽的一侧对所述结构层进行刻蚀，以形成在厚度方向上贯穿所述结构层的第二凹槽的步骤之后，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的微流道芯片的制造方法，其特征在于，所述第一划片工艺去除的部...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙秉坤，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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