微流控光刻掩膜在微流控芯片制造中扮演著至關重要的角色。它的主要作用是通過曝光和顯影等工序，將掩膜上已設計好的圖案轉移到襯底的光刻膠上，進行圖像復制，從而實現批量生產。
掩膜版介紹
微電子制造過程中的圖形轉移母版掩膜版（Photomask）又稱光罩、光掩膜、光刻掩膜版等，是微電子制造過程中的圖形轉移工具或母版，是圖形設計和工藝技術等知識產權信息的載體。在光刻過程中，掩膜版是設計圖形的載體。通過光刻，將掩膜版上的設計圖形轉移到光刻膠上，再經過刻蝕，將圖形刻到襯底上，從而實現圖形到硅片的轉移，功能類似于傳統照相機的“底片”，承載了電子電路的核心技術參數。

以薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）制造為例，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，將設計好的薄膜晶體管（TFT）陣列和彩色濾光片圖形按照薄膜晶體管的膜層結構順序，依次曝光轉移至玻璃基板，最終形成多個膜層所疊加的顯示器件；以晶圓制造為例，其制造過程需要經過多次曝光工藝，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，在半導體晶圓表面形成柵極、源漏極、摻雜窗口、電極接觸孔等。
相比較而言，半導體掩膜版在最小線寬、CD精度、位置精度等重要參數方面，均顯著高于平板顯示、PCB等領域掩膜版產品。掩膜版是光刻過程中的重要部件，其性能的好壞對光刻有著重要影響。根據基板材質的不同，掩膜版主要可分為石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他（包含凸版、菲林等）。
掩膜版結構：掩膜基板+遮光膜
掩膜版通常由基板和遮光膜組成，其中最重要的原材料是掩膜基板。基板襯底在透光性及穩定性等方面性能要求較高，須做到表面平整，無夾砂、氣泡等微小缺陷。由于石英玻璃的化學性能穩定、光學透過率高、熱膨脹系數低，近年來已成為制備掩膜版的主流原材料，被廣泛應用于超大規模集成電路掩膜版制作。
目前，石英掩膜版和蘇打掩膜版是最常見的兩種主流產品，均屬于玻璃基板。遮光膜分為硬質遮光膜和乳膠遮光膜，其中乳膠遮光膜主要用于PCB、觸控等場景；硬質遮光膜材料主要包括鉻、硅、硅化鉬、氧化鐵等，在各類硬質遮光膜中，由于鉻材料機械強度高、可形成細微圖形，因此鉻膜成為硬質遮光膜的主流。掩膜版成本構成以直接材料和制造費用為主，分別占比67%和29%。其中直接材料主要包括掩膜版基板、遮光膜及其他輔助材料等，掩膜版基板占直接材料的比重超過90%。
光刻技術是掩膜版制造的重要環節
掩膜版制造工藝復雜，加工工藝流程主要包括CAM圖檔處理、光阻涂布、激光光刻、顯影、蝕刻、脫膜、清洗、宏觀檢查、自動光學檢查、精度測量、缺陷處理、貼光學膜等環節，其中光刻技術是掩膜版制造的重要環節。光刻需要先對掩膜基板涂膠（通常是正性光刻膠），后通過光刻機對表面進行曝光，通常以130nm為分界，130nm以上的光刻設備采用激光直寫設備，但隨著掩膜版的線寬線距越來越小，曝光過程中就會出現嚴重的衍射現象，導致曝光圖形邊緣分辨率較低，圖形失真，因此130nm及以下通常需采用電子束光刻完成。關鍵參數量測及檢測環節對掩膜版的質量及良率至關重要，其中需對掩膜版關鍵尺寸（CD，CriticalDimension）、套刻精度（Overlay）等關鍵參數進行測量，同時需使用自動光學檢測設備（AOI，AutomaticOpticalInspection）檢測掩膜版制造過程產生的缺陷，如產品表面缺陷（Defect）、線條斷線（Open）、線條短接（Short）、白凸（Intrusion）、圖形缺失等以及通過激光等對掩膜版生產過程中的缺陷及微粒進行修復。
掩膜版是微電子加工技術常用的光刻工藝所使用的圖形母版，功能類似于傳統照相機的“底片”，是承載圖形設計和工藝技術等知識產權信息的載體，廣泛應用于半導體、平板顯示、電路板、觸控屏等領域。
微流控光刻掩膜的詳細作用
圖形轉移：掩膜版上承載有設計圖形，光線透過它，把設計圖形透射在光刻膠上。利用光刻機發出的光通過具有圖形的光罩對涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光后會發生性質變化，從而使光罩上的圖形復印到薄片上，從而使薄片具有電子線路圖的作用。
控制流體：微流控技術是一種精確控制和操控微尺度流體的技術。通過光刻掩膜，可以在微納米尺度空間中對流體進行操控，實現樣品制備、反應、分離和檢測等功能。
實現高精度加工：光刻掩膜技術可以實現對微流控芯片的高精度加工。通過光刻技術，可以在基片上形成復雜的微結構，從而實現對流體的精確控制和操作。
綜上所述，微流控光刻掩膜是微流控芯片制造中的關鍵組件，它不僅能夠實現圖形的精準轉移，還能夠通過對流體的控制，實現各種生物、化學等實驗室的基本功能。
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審核編輯 黃宇