光刻膠系列-SU-8光刻膠

引言

在微觀世界的探索中，有一種神奇的材料，它就像是我們手中的魔法棒，能夠精準(zhǔn)地勾勒出微觀世界的藍(lán)圖，那就是——光刻膠，我們今天要介紹是光刻膠中重要的分類——SU-8。

在托托科技，我們深入研究SU-8光刻膠的特性，探索其應(yīng)用方案，致力于為科研工作者和工程師們提供光刻膠產(chǎn)品和解決方案。今天，就讓我們一起走進(jìn)SU-8光刻膠的世界，感受它帶來的無限魅力！

什么是SU-8光刻膠

SU-8光刻膠是一種基于環(huán)氧樹脂的負(fù)性光刻膠，其中“負(fù)性”意味著當(dāng)光刻膠暴露于紫外線時(shí)，暴露部分會(huì)形成交聯(lián)，而未被暴露的部分在顯影過程中會(huì)被沖洗掉，其名字來源于其結(jié)構(gòu)中的8個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，這些環(huán)氧基團(tuán)可以交聯(lián)形成最終結(jié)構(gòu)。

材料特性

SU-8是一種具有高分辨率、高精度和高附著性的光刻膠，可用于制備復(fù)雜、精細(xì)的微型結(jié)構(gòu)，能夠在厚度從低于1μm到超過300μm的范圍內(nèi)旋涂，或用于超過1mm厚的干膜的層壓，同時(shí)SU-8擁有良好的光學(xué)特性（透明度），較大高寬比，優(yōu)異的生物相容性，出色的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

SU-8光刻膠在近紫外光（365nm-400nm）范圍內(nèi)光吸收度很低，整個(gè)光刻膠層所獲得的曝光量均勻一致，因此可以得到具有垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形。

SU-8光刻膠具有高機(jī)械強(qiáng)度，可用于平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光SU-8光刻膠可以形成臺(tái)階等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形，并可以直接作為絕緣體在電鍍時(shí)使用。

SU-8光刻膠還具有優(yōu)秀的成像能力，可以制作出大高寬比的結(jié)構(gòu)（紫外光源曝光下高寬比可達(dá)10:1，X射線光源下高寬比可達(dá)100:1）。同時(shí)其透光性優(yōu)異，可以在毫米級(jí)厚度的膜層上制作出垂直度好的側(cè)壁。

SU-8可以用來做什么？

SU-8光刻膠在MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，例如光波導(dǎo)、微透鏡、光學(xué)陣列等光學(xué)器件，以及微流控芯片、微電機(jī)陣列等微機(jī)械系統(tǒng)，制作電鍍模具，傳感器，微納結(jié)構(gòu)等。

在微流控芯片中，SU-8光刻膠被用于制備微流道、反應(yīng)室、閥門、泵等微型結(jié)構(gòu)，并且可用于芯片的封裝。

它還可以作為微流控芯片的封裝材料，用于制備上下蓋板和連接件、密封件等。

SU-8光刻膠廣泛應(yīng)用于MEMS領(lǐng)域，如光波導(dǎo)、微透鏡、光學(xué)陣列等光學(xué)器件，還可用于制作細(xì)胞培養(yǎng)及篩選芯片、分子診斷芯片等生物芯片的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。

SU-8光刻工藝

傳統(tǒng)獲得SU-8光刻結(jié)構(gòu)的方式是有掩膜光刻，但是有掩膜光刻機(jī)光刻SU8時(shí)，光刻機(jī)需要掩膜版與光刻膠上表面緊密接觸以提高光刻精度，因此隨著時(shí)間的推移，涂有SU-8的晶圓片不可避免地會(huì)粘在掩膜版上。這些膠會(huì)影響接觸式光刻機(jī)的分辨率；它還可能導(dǎo)致掩膜版上的鉻特征結(jié)構(gòu)受到不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

然而托托科技的無掩膜光刻技術(shù)則不需要制備掩膜版，直接通過計(jì)算機(jī)控制空間光調(diào)制器或激光直寫等設(shè)備將芯片圖案直接投射到SU-8光刻膠上進(jìn)行加工。避免了光刻膠粘版問題，分辨率也可以保證甚至是更高。

工藝成果展示

托托科技-SU8的高寬比結(jié)構(gòu)

托托科技-SU8的超厚膠結(jié)構(gòu)

3D細(xì)胞培養(yǎng)微流控芯片

串聯(lián)稀釋階梯微流控芯片

高速分選細(xì)胞微流控芯片

單細(xì)胞分析微流控芯片

托托科技-SU8模具(PDMS微流控芯片的模具）

在科技的浩瀚星空中，SU-8光刻膠猶如一顆璀璨的新星，以其性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，影響著微加工和微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）領(lǐng)域的發(fā)展。從最初為半導(dǎo)體器件制造提供高分辨率掩膜，到如今在微流控、微電機(jī)系統(tǒng)部件制造乃至生命科學(xué)應(yīng)用中的大放異彩，SU-8光刻膠展現(xiàn)了其無限的可能性和巨大的潛力。

其材料特性，如優(yōu)異的生物相容性、良好的力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性，以及能夠形成具有垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形等，使得SU-8光刻膠成為微加工和MEMS領(lǐng)域的重要材料。通過光刻工藝，我們可以利用SU-8光刻膠制備出各種微型結(jié)構(gòu)，如微流道、反應(yīng)室、泵、閥門等，為微流控芯片的制備提供了強(qiáng)有力的支持。

隨著科技的不斷進(jìn)步，SU-8光刻膠的應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴(kuò)大。我們期待在未來，SU-8光刻膠能夠在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人類的科技進(jìn)步和生活改善做出更大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，我們也相信，隨著對(duì)SU-8光刻膠研究的不斷深入，我們將能夠更深入地理解其性能和機(jī)理，為其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供更好的支持。

托托科技能夠?yàn)榭蛻籼峁┲?/span>備SU8模具的所需的襯底和光刻膠，顯影液、PDMS等耗材。