在微流控芯片的制造過程中，掩膜版（Photomask）扮演著至關(guān)重要的角色。它也被稱為光罩、光掩膜或光刻掩膜版，是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版。掩膜版承載了電子電路的核心技術(shù)參數(shù)，通過光刻過程，將掩膜版上的設(shè)計(jì)圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，再經(jīng)過刻蝕，將圖形刻到襯底上，從而實(shí)現(xiàn)圖形到硅片的轉(zhuǎn)移。

掩膜版的類型

掩膜版通常由基板和遮光膜組成，其中基板襯底在透光性及穩(wěn)定性等方面性能要求較高。石英玻璃由于其化學(xué)性能穩(wěn)定、光學(xué)透過率高、熱膨脹系數(shù)低，近年來已成為制備掩膜版的主流原材料。遮光膜分為硬質(zhì)遮光膜和乳膠遮光膜，其中硬質(zhì)遮光膜材料主要包括鉻、硅、硅化鉬、氧化鐵等。在各類硬質(zhì)遮光膜中，由于鉻材料強(qiáng)度高、可形成細(xì)微圖形，因此鉻膜成為硬質(zhì)遮光膜的主流。

掩膜版的制備工藝

掩膜版的制造工藝復(fù)雜，加工工藝流程主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：

CAM圖檔處理：這是掩膜版制造的第一步，涉及到將設(shè)計(jì)好的圖形轉(zhuǎn)換為可用于光刻機(jī)的數(shù)字格式。

光阻涂布：在掩膜基板上涂上一層光刻膠，這層光刻膠將在后續(xù)的光刻步驟中起到關(guān)鍵作用。

光刻：使用光刻機(jī)將設(shè)計(jì)圖形精確地刻寫在掩膜版上。

顯影：通過化學(xué)反應(yīng)去除未曝光的光刻膠，留下設(shè)計(jì)圖形。

蝕刻：通過化學(xué)或物理方法去除未被光刻膠保護(hù)的部分，形成所需的圖案。

脫膜：去除剩余的光刻膠。

清洗：徹底清洗掩膜版，去除所有殘留物。

宏觀檢查：對掩膜版進(jìn)行全面的檢查，確保沒有明顯的缺陷。

自動光學(xué)檢查：使用自動光學(xué)檢測設(shè)備檢測掩膜版制造過程產(chǎn)生的缺陷，如產(chǎn)品表面缺陷、線條斷線、線條短接等。

精度測量：測量掩膜版的關(guān)鍵尺寸（CD，Crital Dimension）和套刻精度（Overlay）等關(guān)鍵參數(shù)。

缺陷處理：對檢測到的缺陷進(jìn)行修復(fù)。

貼光學(xué)膜：在掩膜版上貼上光學(xué)膜，以提高其性能。

微流控芯片中的應(yīng)用

在微流控芯片的制造中，掩膜版的精度直接影響到芯片的質(zhì)量。菲林掩膜版和鉻版掩膜是兩種常用的掩膜版，它們在材質(zhì)、制作工藝、精度及應(yīng)用場景等方面有所不同。菲林掩膜版成本相對較低，制作周期短，適合中低精度要求的微流控芯片制作。而鉻版掩膜則制作工藝更為復(fù)雜，適合高精度要求的微流控芯片制作。

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