KR101856500B1 - 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법 - Google Patents

레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101856500B1
KR101856500B1 KR1020160094879A KR20160094879A KR101856500B1 KR 101856500 B1 KR101856500 B1 KR 101856500B1 KR 1020160094879 A KR1020160094879 A KR 1020160094879A KR 20160094879 A KR20160094879 A KR 20160094879A KR 101856500 B1 KR101856500 B1 KR 101856500B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microfluidic chip
photomask
curable resin
chip
ultraviolet
Prior art date
Application number
KR1020160094879A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180012377A (ko
Inventor
김영호
손정우
우영재
이연경
Original Assignee
재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 filed Critical 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
Priority to KR1020160094879A priority Critical patent/KR101856500B1/ko
Publication of KR20180012377A publication Critical patent/KR20180012377A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101856500B1 publication Critical patent/KR101856500B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2053—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2012—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image using liquid photohardening compositions, e.g. for the production of reliefs such as flexographic plates or stamps
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/36—Imagewise removal not covered by groups G03F7/30 - G03F7/34, e.g. using gas streams, using plasma
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법을 개시한다. 본 발명은 멤브레인에 레이저빔을 조사하여 절단 가공되어 미세유체칩의 구조와 일치되는 형상으로 포토마스크를 제조하는 a)단계와, 포토마스크를 이용하여 미세유체칩의 구조가 양각된 미세유체칩 몰드를 제작하는 b)단계와, 미세유체칩 몰드에 경화형 수지를 도포 및 경화시켜 미세유체칩 몰드의 양각된 구조물이 음각화된 레플리카를 제조하고, 레플리카를 칩기판에 실장하여 미세유체칩을 제조하는 c)단계;를 포함하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법을 제공할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 다양한 형상을 갖는 미세유체칩을 저렴한 비용으로 제조할 수 있어 상용화 및 대량생산이 가능한 효과가 있다.

Description

레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR MICROFLUIDIC CHIP USING PHOTOMASK TO LASER BEAM MACHINING}
본 발명은 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법에 관한 것이다.
미세유체칩(Microfluidic chip)은 랩온어칩(Lab-on-a-chip, LOC)이라고도 불리는데, 극미량의 생화학시료 용액을 이송시키면서 분석이나 합성 등의 조작을 할 수 있는 미세유로(Microfluidic channel)와 미세챔버(Micro-chamber) 등으로 구성되어 있다.
따라서, 미세유체칩은 작은 칩 내에서 분석 대상 물질을 극미량 주입하여 조작함으로써 빠르고 효율적으로 시료의 분석이나 합성 등을 할 수 있다. 또한, 미세유체칩은 개발 초기에 생화학 및 화학 시료의 특정 성분을 분리하거나 분석하는 등의 용도로 주로 사용되었으나 최근에는 마이크로 입자 합성이나 세포 배양 등으로 그 활용분야가 확대되고 있다.
보다 더 구체적으로, 미세유체칩은 수십 내지 수백 마이크로미터 크기의 직경을 갖는 미세유로나 미세챔버 등의 구조물을 갖는 작은 칩을 미세유체칩이라고 하는데 생화학이나 생물뿐만 아니라 질병진단이나 야외 환경 모니터링 등의 다양한 분야에 접목하여 연구개발되고 활용되고 있다.
일반적으로 마이크로미터 크기의 미세유로나 미세챔버등의 구조물을 갖는 미세유체칩을 제조하기 위해서는 마이크로 미세유체칩 몰드를 사진식각(Photolithography) 공정에 의해서 제조한다.
이와 같은 방식의 미세유체칩 제조공정은 고청정룸 시설과 고가의 사진식각 공정 장비들이 필요하다. 즉, 미세유체칩을 제조하기 위한 마이크로 미세유체칩 몰드를 제조하기 위해서 스핀 코팅기(Spin coaters)를 사용하여 마이크로미터 두께의 미세한 광감제를 코팅하고 일정한 마이크로 패턴형상의 구조물을 만들기 위하여 포토마스크가 장착된 자외선 경화장치인 얼라이너(Aligner)를 사용하여 자외선 경화반응을 진행시킨다. 그리고 미반응 광감제를 용해 제거해줌으로써 마이크로 미세유체칩 몰드를 얻게된다.
그러나 이와 같은 종래의 제조공정은 고청정룸에서 고가의 장비들을 필요로 할 뿐만 아니라 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 제어가 어려우며 고비용이 발생하여 대량생산에는 적합하지 않다.
즉, 종래의 미세유체칩의 제조공정은 고가의 장비와 부품 및 재료가 필요하여 제조원가의 고가임에 따라 대량생산 하기에는 현실적인 한계와 어려움이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1183436(2012.09.10) 한국 등록특허공보 제10-1283333(2013.07.02)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 미세유체칩을 제조할 수 있는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 실시예는 자외선이 통과하지 못하는 소재로 이루어진 멤브레인을 기판에 올려놓고, 레이저를 상기 멤브레인에 조사하여 미세유체칩 구조물의 형상과 일치되고, 자외선이 투과될 수 있는 미세유로를 형성한 뒤 기판과 멤브레인을 분리하여 포토마스크를 제조하는 a)단계와, 상기 포토마스크를 이용하여 미세유체칩의 구조가 양각된 미세유체칩 몰드를 제작하는 b)단계와, 상기 미세유체칩 몰드에 경화형 수지를 도포 및 경화시켜 상기 미세유체칩 몰드의 양각된 구조물이 음각화된 레플리카를 제조하고, 상기 레플리카를 칩기판에 실장하여 미세유체칩을 제조하는 c)단계;를 포함하고, 상기 a) 단계에서 상기 멤브레인과 기판중 적어도 하나는 일면에 접착력을 갖는 접착제 또는 양면테이프가 부가되고, 상기 기판은 곡면 또는 삼차원 형상으로 제조된 것을 특징으로 하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 위 실시예에서 b)단계는 상면에서 자외선을 투과시키는 투명판과, 자외선 경화형 수지가 충전된 수지 저장조의 상면에 포토마스크가 설치되는 b-1)단계; b-1)단계 이후, 포토마스크의 상면에서 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 수지를 경화시키는 b-2)단계와, b-2)단계 이후, 수지 저장조의 내측에서 미반응된 자외성 경화형 수지를 배출시키고, 포토마스크를 제거하는 b-3) 단계와, b-3) 단계 이후에 수지 저장조의 내측에서 자외선 경화형 수지가 경화되어 양각된 구조물이 형성된 미세유체칩 몰드를 인출하는 b-4)단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 멤브레인을 레이저 가공하여 포토마스크를 제조할 수 있어 제작 비용이 저렴하고, 다양한 형상으로 포토마스크를 제조할 수 있어 다양한 형상을 갖고, 제조 비용역시 저렴한 미세유체칩의 제조가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 레이저로 가공된 포토마스크와, 이를 이용한 미세유체칩 몰드를 사용하여 광경화반응을 통하여 미세유체칩의 생산이 가능함에 따라 제조비용을 절감시켜 상용화 및 대량생산에 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 평면 형태뿐만 아니라 곡면이나 3차원 형상의 포토마스크 제조가 가능하고, 이를 사용한 3차원 미세유체칩의 제조가 용이하여 활용성이 더욱 높다.
또한, 본 발명은 광경화반응에 의하여 미세유체칩 몰드 및 레플리카를 제작함에 따라 포토마스크와 미세유체칩 몰드의 재사용이 가능하여 제조비용을 절감시킬수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조장치를 도시한 블럭도이다
도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2의 S100 단계를 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 포토마스크의 제2실시예를 단계별로 도시한 도면이다.
도 6은 포토마스크의 제3실시예를 단계별로 도시한 도면이다.
도 7은 도 2의 S200 단계를 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 S200 단계의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 2의 S300 단계를 도시한 순서도이다.
도 11은 도 10의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12은 본 발명에 따른 미세유체칩들을 도시한 도면이다.
이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현 예 및 실시 예를 들어 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "..부", "..부재", "..수단"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 구성의 단위를 의미하며, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩의 제조장치이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 멤브레인, 미세유체칩 몰드(630) 및 미세유체칩을 지지하는 작업테이블(11), 경화형 수지를 공급하는 수지 공급장치, 수지를 경화시키는 경화장치(13), 멤브레인에 레이저 빔을 조사하여 가공하는 레이저 장치, 미세유체칩 몰드(630)에 의해 제조된 레플리카를 타공시키는 타공장치와, 레플리카의 표면을 플라즈마 처리하는 플라즈마 장치(16)를 포함한다.
수지 공급장치는 경화형 수지를 공급한다. 여기서, 경화형 수지는 미세유체칩 몰드(630) 제작과 레플리카 제작공정에 사용되며, 자외선 경화형과 방사선 경화형과 가열 경화형중 선택된 어느 하나이다.
특히, 자외선 경화형 수지는 아크릴레이트 기능기와 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 자외선 경화형 폴리머 및 광경화 개시제를 포함하고, 상기 자외선 경화형 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 적어도 하나이다.
또한, 광경화 개시제는 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, 모노아실 포스핀 옥사이드, 및 비스아실 포스핀 옥사이드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광경화 개시제는 자외선 경화 폴리머에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
타공장치는 미세유체칩 몰드(630)의 양각 구조물을 음각화한 음각부가 구비된 레플리카를 타공시킨다. 구체적은 작용은 후술한다.
레이저 장치는 레이저 빔을 작업테이블(11)에 놓여진 멤브레인으로 조사하여 미세유체칩 형상으로 가공 절단한다.
플라즈마 장치(16)는 레플리카의 표면을 플라즈마 처리하여 친수성을 갖도록 개질시킨다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 통하여 미세유체칩을 제조하는 방법을 첨부된 순서도를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법을 도시한 순서도, 도 3은 도 1의 S100 단계를 도시한 순서도, 도 4는 도 3의 각 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 얇은 멤브레인을 레이저로 가공하여 포토마스크(400)를 제조하는 S100 단계와, S100단계에서 제조된 포토마스크(400)를 이용하여 미세유체칩 몰드(630)를 제작하는 S200 단계와, S200 단계에서 제조된 미세유체칩 몰드(630)를 이용하여 미세유체칩(A, A', A'', 도 12 참조)을 제조하는 S300 단계를 포함한다.
S100 단계는 굽힘이나 휘어짐에 따른 탄성 변형이 가능한 얇은 멤브레인을 이용하여 평면, 곡면 및 삼차원 형상의 포토마스크(400)를 제조하는 단계이다. 여기서, 본 발명의 플렉시블 포토마스크(400)는 고청정룸이나 포토리소그래피 장비가 없이 실험실에서 대량으로 생산 가능하도록 자외선 비투과재질의 멤브레인을 레이저로 가공하여 제조한다. 이와 같은 방식은 종래에 비하여 고가의 장비가 필요하지 않아 미세유체칩 제조 원가를 절감시킬 수 있도록 한다. 구체적인 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
S200 단계는 S100 단계에서 제조된 포토마스크(400)를 이용하여 평면, 곡면 및 삼차원중 적어도 하나의 형상을 갖는 미세유체칩 몰드(630)를 제조하는 단계이다. 미세유체칩 몰드(630)는 S100 단계에서 제조된 평면, 곡면 및 삼차원 형상의 포토마스크(400)를 이용하여 미세유체칩 몰드(630, 도 7 내지 9 참조)를 제조한다. 구체적인 설명은 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
S300 단계는 S200 단계에서 제조된 미세유체칩 몰드(630)를 이용하여 미세유체칩을 제조하는 단계이다. 이는 도 10 내지 도 12를 참조하여 후술한다.
먼저, S100 단계는 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 이중, 도 3과 도 4는 포토마스크(400)의 제1실시예, 도 5는 포토마스크(400')의 제2실시예, 도 6은 포토마스크(400'')의 제3실시예를 도시하였다. 이중 도 3과 도 4를 참조하여 포토마스크(400)의 제1실시예를 먼저 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 S100 단계는 레이저 빔을 조사하여 플렉시블 포토마스크(400)를 제조하는 단계이다. 보다 상세히 설명하자면, S100 단계는 기판(100)의 일면에 멤브레인(200)을 설치하는 S110 단계와, 멤브레인(200)에 레이저 빔을 조사하여 미세유체칩의 구조물 형상을 가공하는 S120 단계와, 레이저빔으로 가공된 멤브레인(200)을 기판(100)에서 분리하는 S130 단계를 포함한다.
S110 단계는 멤브레인(200)을 기판(100)에 설치하는 단계이다. 여기서, 멤브레인(200)은 자외선이 투과되지 않는 소재로 이루어진다. 즉, 멤브레인(200)은 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 것으로 굽히거나 휨에 의해 탄성 변형이 가능한 소재로 이루어짐이 바람직하다. 이는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같다.
여기서, 멤브레인(200)은 기판(100)에 밀착되는 일면에서 접착제 및 양면테이프중 적어도 하나가 도포되어 기판 및 후술되는 S200 단계에서의 기밀성을 높일 수 있도록 한다.
또는 멤브레인(200)은 포토마스크(400)의 제작이 완료된 이후에 접착력을 갖는 것도 가능하다. 이는 본 발명에서 변형 가능한 다양한 응용예중 어느 하나에 해당되는 것으로서 한정되는 것이 아니다.
S120 단계는 멤브레인(200)의 상측에 레이저 빔을 조사하여 소정의 형상으로 가공하는 단계이다. 여기서, 멤브레인(200)은 상술한 바와 같이 자외선 비투과재질로 이루어진다. 따라서, 레이저 장치(14)는 자외선이 차단되는 멤브레인(200) 전체 영역에서 자외선이 투과될 수 있는 영역을 형성하도록 멤브레인(200)을 가공한다. 이는 도 4의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같다.
즉, 레이저 장치(14)는, 도 4의 (b) 참조, 레이저빔이 조사된 시작점과 끝점이 동일하도록 이동되면서 멤브레인(200)의 일부 영역을 절개하여 소정의 형상을 갖는 미세유로(210)를 형성한다. 여기서 미세유로(210)는, 도 4의 (d)참조, 포토마스크(400)를 통해 제작하고자 하는 대상 구조물의 형상(예를 들면, 미세유체칩의 구조물)을 갖는다.
또한, 미세유로(210)는 자외선이 투과되지 못한 멤브레인(200)에서 자외선이 투과되는 영역을 형성한다.
S130 단계는 기판(100)에서 미세유로(210)가 형성된 멤브레인(200)을 분리하는 단계이다. 여기서 미세유로(210)가 형성된 멤브레인(200)은, 예를 들면, 미세유로(210)와 일치되는 형상의 음각 또는 양각된 미세유체칩 몰드(630, 도 8 참조)를 제작할 수 있는 평면형의 플렉시블 포토마스크(400)에 해당된다.
아울러, 본 발명은 상술한 바와 같이, 평면형의 플렉시블 포토마스크(400) 제작이 가능하고, 다른 실시예로서 곡면 및 삼차원 형상을 갖는 포토마스크(400', 400'')의 제작이 가능하다. 이중 곡면형의 플렉시블 포토마스크의 제작방법은 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에서 플렉시블 포토마스크 제조단계의 제2실시예를 단계별로 간략 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명은 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')를 상술한 평면형의 플렉시블 포토마스크(400)와 마찬가지로 레이저를 이용하여 자외선의 비투과재질로 이루어진 얇은 멤브레인(200)을 절개하여 대상 구조물의 형상을 갖도록 절개할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 제2실시예는 곡면형의 기판(100')과, 곡면형의 기판(100')에 접착되는 멤브레인(200')과, 레이저빔을 조사하는 레이저장치(14')를 포함한다.
도 5의 (a)를 참조하면, 곡면형의 기판(100')은 곡면형의 멤브레인을 지지한다. 이때, 멤브레인(200')은 얇은 자외선 비투과재질로서 종이, 플라스틱, 고무, 유무기 복합소재중 적어도 하나로 제조된 것으로 굽히거나 휨에 의해 탄성 변형이 가능한 소재로 이루어짐이 바람직하다. 따라서, 멤브레인(200')은 평면형의 멤브레인(200)을 굽히거나 휘어서 곡면형으로 변형시켜 기판에 설치하거나 또는 평면형의 멤브레인(200)을 곡면형의 기판(100')에 접착시켜 자연스럽게 형상을 변형시킴도 가능하다.
여기서, 멤브레인(200')과 기판(100')중 적어도 하나는 접촉되는 일면에서 접착력을 갖도록 접착제 또는 양면테이프가 부가될 수 있다.
도 5의 (b) 내지 (d)를 참조하면, 레이저 장치(14')는 곡면형의 기판(100')에 접착된 멤브레인(200')에 레이저빔을 조사하여 설정된 구조물의 형상으로서 절개한다. 이때 레이저 장치(14')는 레이저빔의 조사가 시작되는 시작점과, 마지막으로 조사되는 끝점이 동일하게 조사하여 멤브레인(200')에 설정된 구조물 형상을 갖는 미세유로(210')를 갖도록 가공한다.
도 5의 (e)를 참조하면, 작업자가 레이저 장치(14')의 가공이 완료된 멤브레인(200')을 곡면형의 기판(100')에서 분리시킨다. 이때 분리된 멤브레인(200')은 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')에 해당된다. 아울러, 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')는 곡면형의 기판(100')에서 대상 구조물의 형상으로 가공됨에 따라 곡면형의 미세유체칩 몰드(630)에 적용할 수 있다.
도 6은 S100 단계의 제3실시예를 도시한 도면이다. 이를 통하여 삼차원 형상의 포토마스크를 제조하는 과정을 단계별로 설명한다.
도 6을 참조하면, S100 단계의 제3실시예는 평면과 곡면, 곡면과 곡면이 조합된 삼차원 형상의 삼차원 기판(100'')과, 삼차원 기판(100'')에 접착되는 멤브레인(200'')과, 멤브레인(200'')을 절단 가공하는 레이저 장치(14'')를 포함한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 얇은 멤브레인(200'')은 삼차원 기판(100'')이 일면에서 접착된다. 여기서, 삼차원 기판(100'')과 멤브레인(200'')중 어느 하나는 일면에 접착제 또는 양면테이프가 설치될 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 레이저 장치(14'')는 레이저 빔을 멤브레인(200'')에 조사하여 설정된 형상을 갖도록 일부 영역을 절개하여 미세유로(210'')를 형성한다.
도 6의 (c)를 참조하면, 작업자는 레이저 빔으로 미세유로(210'')의 가공 작업이 완료되면, 삼차원 기판(100'')에서 멤브레인(200'')을 분리시킨다. 이와 같이 본 발명의 플렉시블 포토마스크(400'')는 자외선 비투과재질로 제조된 멤브레인(200'')에서 자외선이 투과되는 영역으로 가공됨에 따라 자외선을 이용한 삼차원 형상의 미세유체칩 몰드(630) 제작에 사용 가능하다.
즉, 본 발명에서 S100 단계는 평면, 곡면 및 삼차원중 적어도 하나의 형상을 갖는 기판(100, 100', 100'')과 일치되도록 평면, 곡면 및 삼차원중 적어도 하나의 형상을 갖는 얇은 멤브레인(200, 200', 200'')을 접착시키고, 레이저빔을 조사하여 미세유체칩이 구조물 형상을 레이저로 가공한 플렉시블 포토마스크(400, 400', 400'')를 제작할 수 있다.
이하에서는 S100 단계를 통하여 제조된 플렉시블 포토마스크를 이용하여 미세유체칩 몰드(630)를 제작하는 S200 단계를 설명한다. S200 단계는 도 7과 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 S200 단계를 상세 도시한 순서도, 도 8은 도 7의 각 단계를 간략 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, S200 단계는 몰드기판(610)에 포토마스크(400)를 설치하는 S210 단계와, 경화형 수지를 주입하는 S220 단계와, 경화형 수지를 경화시키는 S230 단계와, 포토마스크(400) 및 미반응 수지를 제거하는 S240 단계와, 미세유체칩 몰드(630)를 추출하는 S250 단계를 포함한다.
S210 단계는 포토마스크(400)를 설치하는 단계이다. 여기서 몰드기판(610)은 평면형이고, 포토마스크(400)는 위 제1실시예에 의해 제조된 것으로서, 몰드기판(610)의 상면에 고정된 수지 저장조(620)의 상면에 설치된다.
수지 저장조(620)는 경화형 수지가 주입되는 주입관(621)과 경화형 수지가 배출되는 배출관(621')과, 경화형 수지가 수용되는 본체(도면번호 부여되지 않음)의 상면에 고정되는 투명판(622)과, 내측에서 양각된 구조물이 접착되는 몰드판(631)을 포함한다.
포토마스크(400)는 일면에 접착되는 투명판(622)과의 기밀성을 위하여 외곽측에서 접착제 또는 양면테이프가 부가된다.
S220 단계는 경화형 수지를 주입하는 단계이다. 경화형 수지는, 예를 들면, 액아크릴레이트 기능기; 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 자외선 경화형 폴리머 및 광경화 개시제를 포함한다. 또한, 자외선 경화형 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 적어도 하나이다.
또한, 광경화 개시제는 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, 모노아실 포스핀 옥사이드, 및 비스아실 포스핀 옥사이드 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게로는 광경화 개시제가 자외선 경화 폴리머에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함한다.
수지 저장조(620)에 설치된 주입관(621) 및 배출관(621')은 수지 공급장치(12) 또는 회수장치(도시되지 않음)로부터 연장된 배관이 연결되어 경화형 수지가 주입되거나 또는 배출된다. 따라서, 수지 저장조(620)는 주입관(621)을 통하여 주입된 경화형 수지가 충진된다. 이때, 몰드판(631)은 경화형 수지가 충진된 수지 저장조(620) 내측에 수용된다.
S230 단계는 자외선을 조사하여 경화반응을 일으키는 단계이다. 경화장치(13)는 포토마스크(400)의 상면에서 자외선을 조사한다. 따라서, 자외선은 포토마스크(400)의 미세유로(210)의 하측으로 노출된 수지 저장조(620)의 영역을 경화시켜 고체화한다. 이때, 투명판(622)은 투명재질로 포토마스크(400)의 미세유로(210)를 통하여 입사되는 자외선을 수지 저장조(620) 내측으로 투과시킨다. 이때, 투과된 자외선은 경화반응을 일으켜 몰드판(631)의 상면에서 경화형 수지를 고체화시킨다.
S240 단계는 설정 시간동안 자외선을 조사한 뒤에 포토마스크(400)와 수지 저장조(620)에서 미반응 경화형 수지를 제거하는 단계이다. 작업자는 배출관(21')을 통하여 수지 저장조(620)의 내측에 잔류된 미반응 경화형 수지를 배출시킨다. 이때, 미반응 경화형 수지는 미세유로(210)를 통하여 노출된 영역 이외에 충진된 경화형 수지다.
S250 단계는 투명판(622)을 분리하여 양각형의 미세유체칩 몰드(630)를 추출하는 단계이다. 몰드판(631)은 수지 저장조(620)의 내측에 수용되었기에 그 상면에서 경화된 수지가 고체화된다. 따라서, 작업자는 수지 저장조(620)를 해체(예를 들면, 상면에 위치된 투명판(622)을 분리)한 뒤에 내측의 몰드판(631)을 인출시킨다. 이때 인출된 몰드판(631)의 상면에는 포토마스크(400)의 미세유로(210)의 형상과 일치된 양각된 구조물(632)가 형성된다. 따라서, 몰드판(631)에 양각된 구조물이 형성된 미세유체칩 몰드(630)가 완성된다.
여기서, 본 발명은 미세유체칩 몰드를 광경화 반응으로 제조함에 따라 포토마스크의 재사용이 가능하다.
또한, 상술한 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')와 삼차원 형상의 포토마스크(400'')를 이용한 곡면과 삼차원 형상의 미세유체칩 몰드(630) 제작이 가능하다. 이는 상술한 과정에서 기판(100) 및 폴리머저장조(620)의 투명판(622)의 형상을 포토마스크(400, 400', 400'')와 일치되도록 형성함에 따라 제조 가능하다. 이중, 곡면형의 플렉시블 포토마스크를 이용한 S200 단계의 제2실시예를 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9는 S200 단계의 제2실시예를 단계별로 간략 도시한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')는 곡면형의 수지 저장조(620')의 투명판(622') 상면에 접착된다. 여기서 곡면형의 플렉시블 포토마스크(400')는 접착제 또는 앙면테이프가 부가될 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, 경화장치(13)는 수지 저장조(620)에 부착된 곡면형 포토마스크(400')의 상측에서 자외선을 조사한다. 이때, 자외선은 포토마스크(400')의 미세유로(210')와 수지 저장조(620')의 투명판(622')을 통하여 내측으로 입사된다. 따라서, 수지 저장조(620')의 내측에 수용된 몰드판(631')의 상면에서 경화형 수지가 경화 된다.
도 9의 (c)를 참조하면, 포토마스크(400')는 설정된 시간동안 자외선을 조사한 뒤에 제거된다. 이때, 수지 저장조(620')는 투명판(622')을 통하여 내측에서 경화반응된 양각 구조물(632')을 확인할 수 있다.
도 9의 (d)를 참조하면, 미세유체칩 몰드(630')는 수지 저장조(620')의 내측에 양각 구조물이 형성된 체로 수납되었다. 따라서, 미세유체칩 몰드(630')는 수지 저장조(620')를 해체한 뒤에 인출된다. 이때, 인출된 미세유체칩 몰드(630')는 곡면형의 몰드판(631')의 상면에서 양각된 구조물(632')이 형성된다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이, 삼차원 형상의 미세유체칩 몰드(630) 역시 제조 가능하며, 이는 삼차원 형상의 수지 저장조 및 포토마스크(400'')로서 제조될 수 있다. 이는 상술한 곡면형의 미세유체칩 몰드(630)와 동일함에 따라 그 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 S300 단계를 도시한 순서도, 도 11은 도 10의 각 단계를 간략 도시한 도면, 도 12은 본 발명에서 제조된 미세유체칩의 예를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, S300 단계는 미세유체칩 몰드(630)에 제2경화형 수지를 주입하는 S310 단계와, 제2경화형 수지를 경화시키는 S320 단계와, 미세유체칩 몰드(630)에서 레플리카(640)를 이형분리하는 S330 단계와, 레플리카(640)에서 시료 주입구와 시료 배출구를 형성하는 S340 단계와, 레플리카(640)의 표면을 플라즈마 처리하는 S350 단계와, 칩기판(650)에 레플리카(640)를 접착하는 S360 단계를 포함한다.
S310 단계는 미세유체칩 몰드(630)에 경화형 수지를 주입 또는 도포하는 단계이다. 미세유체칩 몰드(630)는, 도 11의 (a) 참조, 상술한 바와 같이 몰드판(631)의 상면에서 경화형 수지가 광경화반응에 의하여 고체화된 양각 구조물(632)이 형성된다. 이때, 미세유체칩 몰드(630)는 작업테이블(11)의 상면에 고정된다. 따라서, 작업자는 수지 공급장치(12)에서 연장된 배관 또는 수지 공급장치(12)로부터 토출된 경화형 수지를 용기에 담아서 이동시킨 후 미세유체칩 몰드(630)의 상면에 도포시킬 수 있다.
제2경화형 수지는, 도 11의 (b)를 참조하면, 수지 공급장치(12)로부터 공급되어 양각 구조물이 형성된 미세유체칩 몰드(630)의 상면에 소정의 두께로서 도포된다. 이때, 제2경화형 수지는 가열 경화형 폴리머용액, 자외선 경화형 폴리머용액, 방사선 경화형 폴리머용액 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또는, 제2경화형 수지는 경화형 폴리머 소재와 탄성체 고무소재중 어느 하나로서 레플리카를 제조할 수 있다.
S320 단계는 제2경화형 수지를 경화 반응시키는 단계이다. 도 11의 (c) 를 참조하면, 미세유체칩 몰드(630)에 도포된 제2경화형 수지는 경화장치(13)에 의해 경화된다. 이때 경화장치(13)는 경화형 수지의 사양에 따라 자외선 조사장치, 방사선 조사장치, 가열장치중 선택될 수 있다. 따라서, 경화형 수지는 미세유체칩 몰드(630)의 상면에서 경화 반응에 의해 고형화된다.
또한, 레플리카(640)는 광경화반응에 의하여 제조됨에 따라서 미세유체칩 몰드의 재사용이 가능하고, 제2경화형 수지로서 적용된 경화형 폴리머 소재와 탄성체 고무소재중 어느 하나로 제조될 수 있다.
S330 단계는 미세유체칩 몰드(630)에서 레플리카(640)를 이형 분리하는 단계이다. 레플리카(640)는 경화형 수지가 경화되면서 고형화된 수지물이다. 따라서, 작업자는, 도 11의 (d) 참조, 미세유체칩 몰드(630)의 상면으로부터 레플리카(640)를 이형 분리시킨다. 이때, 분리된 레플리카(640)는 상하 반전되어 작업테이블(11)에 놓여진다. 레플리카(640)는, 도 11의 (e)에 도시된 바와 같이 레플리카(640) 본체(641)의 상면에서 미세유체칩 몰드(630)의 양각 구조물이 음각화된 음각부(642)를 포함한다.
S340 단계는 작업테이블(11)에 놓여진 레플리카(640)에서 시료 주입구(643)와 시료 배출구(643')를 타공시키는 단계이다. 시료 주입구(643)와 시료 배출구(643')는, 도 11의 (f)를 참조하면, 타공장치(15)를 통하여 레플리카(640)의 음각부(642)의 설정 위치에 형성된다.
S350 단계는 레플리카(640)의 표면에서 친수성을 갖도록 플라즈마 처리하는 단계이다. 작업자는 S340 단계에서 타공된 레플리카(640)를 플라즈마 장치(16)를 이용하여 표면에 플라즈마 처리를 진행한다. 따라서, 레플리카(640)의 표면은 플라즈마 처리로 인하여 친수성을 갖는다.
S350 단계는 칩기판(650)에 레플리카(640)를 접착하는 단계이다. 작업자는, 도 11의 (g)를 참조하면, 레플리카(640)를 칩기판(650)에 부착한다. 이때, 다른 실시예로서, 칩기판(650)에 접착된 레플리카(640)에 시료를 안내하는 튜브(670)가 더 포함될 수 있다. 따라서, 미세유체칩의 제조가 완료된다.
이와 같이 제조된 미세유체칩은 상술한 예에서 평면형의 미세유체칩을 제조하는 것을 위주로 설명하였으나, 도 12에 도시된 바와 같이, 상술한 곡면형 미세유체칩 몰드(630)와 삼차원형 미세유체칩 몰드(630)를 이용하여 곡면형 미세유체칩과 삼차원형 미세유체칩의 제조가 가능하다. 도 12의 (a)는 평면형 미세유체칩이고, (b)는 곡면형 미세유체칩이고, (c)는 삼차원형 미세유체칩이다.
즉, 본 발명은 고가의 장비를 사용하지 않고 단순한 방법으로서 여러 분야에 활용 가능한 포토마스크(400'')를 저렴한 비용으로 제작할 수 있고, 미세유체칩 몰드(630) 및 미세유체칩의 제조가 종래와 달리 고 청정룸에서 실행되지 않아도 되기에 대량생산을 위한 시설비용이 저렴하게 구성될 수 있는 것이 장점이다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
10 : 미세유체칩 제조장치 11 : 작업테이블
12 : 수지 공급장치 13 : 경화장치
14 : 레이저 장치 15 : 타공장치
16 : 플라즈마 장치 100, 100', 100'' : 기판
200, 200', 200'' : 멤브레인 210, 210', 210'' : 미세유로
400, 400', 400'' : 포토마스크 600 : 미세유체칩 몰드장치
610 : 몰드기판 620 : 수지 저장조
621 : 주입관 621': 배출관
622 : 투명판 630 : 미세유체칩 몰드
631 : 몰드판 632 : 양각 구조물
640 : 레플리카 641 : 본체
642 : 음각부 643 : 시료 주입구
643' : 시료 배출구 650 : 칩기판
670 : 튜브 A, A', A'' : 미세유체칩

Claims (9)

  1. 자외선이 통과하지 못하는 소재로 이루어진 멤브레인을 기판에 올려놓고, 레이저를 상기 멤브레인에 조사하여 미세유체칩 구조물의 형상과 일치되고, 자외선이 투과될 수 있는 미세유로를 형성한 뒤 기판과 멤브레인을 분리하여 포토마스크를 제조하는 a)단계;
    상기 포토마스크를 이용하여 미세유체칩의 구조가 양각된 미세유체칩 몰드를 제작하는 b)단계;
    상기 미세유체칩 몰드에 경화형 수지를 도포 및 경화시켜 상기 미세유체칩 몰드의 양각된 구조물이 음각화된 레플리카를 제조하고, 상기 레플리카를 칩기판에 실장하여 미세유체칩을 제조하는 c)단계;를 포함하고,
    상기 a) 단계에서
    상기 멤브레인과 기판중 적어도 하나는 일면에 접착력을 갖는 접착제 또는 양면테이프가 부가되고,
    상기 기판은 곡면 또는 삼차원 형상으로 제조된 것을 특징으로 하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 b)단계는
    상면에서 자외선을 투과시키는 투명판과, 자외선 경화형 수지가 충전된 수지 저장조의 상면에 상기 포토마스크가 설치되는 b-1)단계;
    상기 b-1)단계 이후, 상기 포토마스크의 상면에서 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 수지를 경화시키는 b-2)단계;
    상기 b-2)단계 이후, 상기 수지 저장조의 내측에서 미반응된 자외선 경화형 수지를 배출시키고, 상기 포토마스크를 제거하는 b-3) 단계;
    상기 b-3) 단계 이후에 상기 수지 저장조의 내측에서 상기 자외선 경화형 수지가 경화되어 양각된 구조물이 형성된 상기 미세유체칩 몰드를 인출하는 b-4)단계를 포함하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 c)단계는
    상기 미세유체칩 몰드에 경화형 수지를 주입하는 c-1)단계;
    상기 미세유체칩 몰드에 주입된 상기 경화형 수지를 경화시켜 상기 레플리카를 제조하는 c-2)단계;
    상기 레플리카를 이형 분리하는 c-3)단계;
    상기 레플리카에 시료 주입구와 시료 배출구중 적어도 하나를 타공시키는 c-4)단계; 및
    칩기판에 상기 레플리카를 실장하는 c-5)단계를 포함하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 c)단계는
    상기 c-4)단계에서 타공된 상기 레플리카의 표면을 플라즈마 처리하는 단계;를 더 포함하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 c) 단계에서 상기 경화형 수지는
    자외선 경화형 수지와, 가열 경화형 수지 및 방사선 경화형 수지 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 레플리카는
    경화형 폴리머 소재와 탄성체 고무소재중 어느 하나로 제조된 것을 특징으로 하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 자외선 경화형 수지는
    아크릴레이트 기능기 및 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 자외선 경화형 폴리머 및 광경화 개시제를 포함하고,
    상기 자외선 경화형 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 적어도 하나이고,
    상기 광경화 개시제는
    2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, 모노아실 포스핀 옥사이드, 및 비스아실 포스핀 옥사이드 중 적어도 하나인 것을 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광경화 개시제는
    상기 자외선 경화형 폴리머에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함하는 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세 유체칩 제조방법.


KR1020160094879A 2016-07-26 2016-07-26 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법 KR101856500B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160094879A KR101856500B1 (ko) 2016-07-26 2016-07-26 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160094879A KR101856500B1 (ko) 2016-07-26 2016-07-26 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180012377A KR20180012377A (ko) 2018-02-06
KR101856500B1 true KR101856500B1 (ko) 2018-06-21

Family

ID=61228087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160094879A KR101856500B1 (ko) 2016-07-26 2016-07-26 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101856500B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220067927A (ko) 2020-11-18 2022-05-25 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 점착성 미세유체칩 및 이의 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115245848A (zh) * 2022-08-20 2022-10-28 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种基于溶剂辅助键合快速制备微流控芯片模具的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010218605A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Corp パターン転写用紫外線硬化性樹脂材料、及びこれを用いた磁気記録媒体の製造方法
KR101053772B1 (ko) * 2010-10-01 2011-08-02 경북대학교 산학협력단 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드
JP5046719B2 (ja) * 2007-04-12 2012-10-10 日立マクセル株式会社 配列用マスクとその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI723953B (zh) * 2008-03-05 2021-04-11 美國伊利諾大學理事會 可延展且可折疊的電子裝置
KR101183436B1 (ko) 2010-03-15 2012-09-14 연세대학교 산학협력단 미세유체 칩 및 그 제조방법, 상기 미세유체칩의 미세채널 구조 및 그 제조방법
KR101283333B1 (ko) 2010-12-24 2013-07-09 고려대학교 산학협력단 톱니 모양의 단면을 갖는 실린더 채널 및 이를 포함하는 동축 채널 및 이의 제조방법
CN107255858B (zh) * 2011-12-20 2020-05-29 株式会社尼康 基底处理装置
KR101409574B1 (ko) * 2012-10-12 2014-06-24 서용덕 리소그라피 공정을 이용한 렌즈 부착형 태양광 모듈 제조 방법 및 그 렌즈 부착형 태양광 모듈
KR101452292B1 (ko) * 2013-01-15 2014-10-22 인하대학교 산학협력단 하이드로젤 비드 기반 바이오센서

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5046719B2 (ja) * 2007-04-12 2012-10-10 日立マクセル株式会社 配列用マスクとその製造方法
JP2010218605A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Corp パターン転写用紫外線硬化性樹脂材料、及びこれを用いた磁気記録媒体の製造方法
KR101053772B1 (ko) * 2010-10-01 2011-08-02 경북대학교 산학협력단 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220067927A (ko) 2020-11-18 2022-05-25 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 점착성 미세유체칩 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180012377A (ko) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scott et al. Fabrication methods for microfluidic devices: An overview
Becker et al. Polymer microfabrication technologies for microfluidic systems
Gross et al. Recent advances in analytical chemistry by 3D printing
Waldbaur et al. Let there be chip—towards rapid prototyping of microfluidic devices: one-step manufacturing processes
US7220334B2 (en) Method of manufacturing microdevice having laminated structure
DE112011104891B4 (de) 3D-Mikrofluid-Vorrichtungen auf der Grundlage von durchbrochenen thermoplastischen Elastomer-Membranen
KR101856500B1 (ko) 레이저 가공된 포토마스크를 이용한 미세유체칩 제조방법
CN107305214A (zh) 一种硬质微流体芯片的制作方法
WO2022166600A1 (zh) 一种基于弹性支撑体的光固化微流控芯片及其制备方法和应用
TWI342270B (en) Specific-light-cured and pressure-differential embossing apparatus
Lynh et al. Novel solvent bonding method for creation of a three-dimensional, non-planar, hybrid PLA/PMMA microfluidic chip
CN103135342A (zh) 基于柔性模板的集成标尺的纳米流体通道的制作方法
Ferrari et al. Photo and soft lithography for organ-on-chip applications
Rahmanian et al. Microscale patterning of thermoplastic polymer surfaces by selective solvent swelling
CN109759157B (zh) 一种用于微气泡分离的微流控芯片
JP2008175795A (ja) プラスチック製マイクロチップ、及びその製造方法、並びにそれを利用したバイオチップ又はマイクロ分析チップ
CN106890684A (zh) 玻璃基芯片及其制作方法
CN114433260A (zh) 一种基于纳米裂纹的纳流控芯片及其加工方法
Senn et al. Replica molding for multilevel micro-/nanostructure replication
Zhang et al. Prototyping and production of polymeric microfluidic chip
CN104923324A (zh) 一种基于光敏树脂固化成型的pdms微流控芯片制备方法
JP2006349509A (ja) μ−ＴＡＳ用チップの製造方法
JP2008148677A (ja) マイクロ磁気ツールの製造方法及びマイクロ磁気ツールデバイスの製造方法
KR101825472B1 (ko) 레이저를 이용한 플렉서블 포토마스크의 제조방법
KR101151221B1 (ko) 마이크로 채널을 가진 구조물의 제조 방법 및 그 구조물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant