摘要：提出了可用于微机电系统加工的细电子束液态曝光技术。对该工艺的曝光方式、真空度需求、抗蚀剂选择以及能量和剂量需求等问题进行了理论分析和实验研究。研究结果表明,在高于1.33×10-2Pa的真空度下、采用曝光机内部曝光的方式,电子束曝光机所提供的电子束的能量和剂量可以满足环氧618等液体抗蚀剂固化需求的结论;并采用SDS II型曝光机在5×10-3Pa的系统真空度、25 kV加速电压、3μC/cm2曝光剂量的条件下,成功地固化了3μm厚的环氧618液体,固化的图形结构与设计的图形基本一致,固化精度约为0.1μm,侧壁的陡直度较好。证明了细电子束液态曝光技术是可行的。电子束液态曝光技术具有可加工高精度、高分辨率、任意高深宽比三维微结构以及控制灵活等优势,但由于使用束斑为几个纳米的电子束来固化抗蚀剂,因而其最大缺点就是生产效率低,故该技术最适用于制作三维微结构模板。

摘要：对PCR微流控芯片通道中流体的流动特性进行了分析,发现流体在横截面为圆形的通道中流动时由摩擦引起的等效水头损失及表面张力均小于微矩形通道。以此为依据,将PCR芯片微通道优化设计成圆形通道。在JSM-5CF电子束曝光机上采用束斑尺寸80nm、能量20keV的电子束对1μm厚的聚甲基丙烯酸甲酯进行了单次曝光剂量40μC/cm2的8次重复增量扫描曝光实验,显影后得到的PCR芯片微圆通道轮廓清晰,边缘连续光滑。证明了电子束重复增量扫描曝光方式制作PCR微流控芯片微圆通道的可行性。