PDMS成型技术结合光刻工艺可以制作不同的微结构，但是其加工成本低，加工周期短，PDMS成型技术广泛被应用于医疗、工程等领域。
一、 设备情况
厚胶甩胶台：
德国Karl Suss公司RC8
可进行厚光刻胶的制备，具有程控功能
可用最大工作尺寸：3"， 最大转速： 5000rpm
时间范围： 0－999s
双面光刻机：
德国Karl Suss公司 MA6
可进行正面和反面对准曝光，
最小线宽：2μm，对准精度：1μm
兆声显影机：
德国Megasonic公司
可实现高深宽比阴图形微结构的显影
频率：1M Hz
真空干燥箱：
型号 GY-6030
可进行热塑性微结构的批量加工，真空度可达到不大于133Pa，可调温度可达250℃，温度分辨率达到0.1℃。
测量显微镜：
日本OLYMPUS公司 STM-MJS2
可进行微结构形貌观察和三维长度测试；
测量精度： 1μm
表面轮廓仪：
美国Veeco公司 Dektak 6M
可进行微结构表面轮廓和结构厚度的测试；
垂直测量距离：1 mm， 精度：0.1 nm/6.5μm, 1 nm/65μm, 16nm/1mm
扫描长度：50μm－30mm
扫描电镜：
日本Hitachi公司SP2600
可进行微结构形貌观察和拍照；
最大加速电压：25kV，最大放大倍数：20万倍，分辨率5nm
附带ADDA,数模转换器，模拟信号可转化为数字信号进行处理
二、 工艺流程
1. 紫外厚胶光刻工艺
1）对硅片或玻璃片（厚度大于1mm）进行清洗，并在180℃烘4个小时以上以去除表面水分子；
2）利用厚胶甩胶机在基片表面旋涂所需要厚度的正胶或者负胶；
3）利用程控烘箱或者热板对光刻胶进行前烘处理。
4）利用光学掩模，在SUSS MA6紫外光刻机上进行接触式曝光；
5）对曝光后的光刻胶进行后烘热处理，得到交联的光刻胶结构；；
6）显影，得到光刻胶图形。
表1：不同厚度负胶光刻工艺参数
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厚度[μm]
|
光刻胶
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甩胶速率[rpm]
|
前烘时间[min]
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曝光时间[sec]
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后烘时间[min]
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显影时间[min]
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|
65℃
|
95℃
|
65℃
|
95℃
|
|
50
|
SU-8 50
|
1900
|
30
|
20
|
60
|
30
|
10
|
8
|
|
100
|
SU-8 50
|
1200
|
30
|
30
|
120
|
30
|
15
|
12
|
|
200
|
SU-8 100
|
1100
|
30
|
90
|
150
|
30
|
30
|
20
|
|
500
|
SU-8 100
|
600
|
30
|
300
|
350
|
30
|
50
|
30
|
2. PDMS调制工艺
将PDMS的预聚合物与固化剂按照质量比例为10：1，倒入容器内，用玻璃棒搅拌至均匀，放入真空干燥箱内抽去气泡。
3. 微复制工艺
1) 将模具固定，浇注调制好的PDMS；
2) 放入烘箱并抽真空；
3) 固化PDMS；
4) 固化后关闭真空烘箱，并降至常温；
5) 真空腔充气；
6) 打开真空干燥箱，取出样品；
7）脱模。
表2: PDMS固化工艺参数
|
固化温度(℃)
|
固化时间(h)
|
|
60
|
4
|
|
70
|
2
|
|
90
|
1
|
|
150
|
0.2
|
一、 结果
1. 线宽变化
由于我们目前使用的光刻机含有g－line、h－line和i－line，不是理想的单色i－line，所以光刻工艺后造成光刻胶变宽，下表为我们目前得到的线宽变化与光刻胶厚度的关系。
表3: 线宽变化与光刻胶厚度的关系
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光刻胶厚度 [μm]
|
线宽变化 [μm]
|
|
50
|
1
|
|
100
|
2
|
|
200
|
5
|
|
500
|
10
|
2. 成品率
对同样宽度的图形，圆柱的成品率要低于线条。
表4：不同厚度SU8胶图形成品率
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厚度[μm]
|
圆 柱[μm]
|
线 条[μm]
|
|
100
|
线宽
|
5
|
10
|
20
|
5
|
10
|
20
|
|
成品率
|
7.3％
|
70％
|
100％
|
30％
|
100％
|
100％
|
|
200
|
线宽
|
10
|
20
|
30
|
10
|
20
|
30
|
|
成品率
|
1.8％
|
60％
|
95％
|
28％
|
91％
|
98％
|
|
500
|
线宽
|
25
|
30
|
40
|
25
|
30
|
40
|
|
成品率
|
0％
|
78％
|
96％
|
50％
|
89％
|
100％
|