Development Of 3D Microstructures By Using Grayscale Photolithographic Technique - Lee , Tze Pin (2016)
Perkembangan pesat teknologi seperti bio-chip, peranti pendalir mikro, peranti mikro-optik dan sistem mikro elektro-mekanikal (MEMS) memerlukan keupayaan membina struktur tiga dimensi (3D) yang kompleks di skala mikro. Bagi membina struktur 3D di skala mikro, kebiasaannya beberapa topeng cahaya digunakan bagi menghasilkan corak 3D diatas beberapa lapisan photoresist yang ditindan. Namun begitu teknik ini memakan masa, tidak efisien dan rumit untuk diadaptasi dalam industri pembuatan. Teknik lithografi terbaru seperti litografi mengunakan pancaran elektron (EBL), pancaran ion terfokus (FIB) dan sinar ultraviolet ekstrem (EUV) memerlukan kos terlalu tinggi dan kepakaran yang mahir dalam bidang tersebut. Tujuan utama kajian ini adalah untuk menghasilkan teknik mudah bagi menghasilkan struktur 3D pada skala mikro mengunakan topeng emulsi dengan teknik litografi skala kelabu. Kajian dimulakan dengan mencari prosedur dan parameter yang sesuai bagi menghasilkan hasilan microfabrikasi yang optimum. Dalam eksperimen ini, kepekatan skala kelabu ditentukan dengan mengawal peratusan titik hitam di sesuatu kawasan. Peratusan skala kelabu yang tinggi akan menghasilkan struktur mikro yang lebih tebal. Corak yang telah direka akan dicetak di atas kertas plastik lutsinar. Corak ini yang akan dipindahkan ke atas topeng kaca emulsi (Plat Cahaya Berprestasi Tinggi). Plat ini dihasilkan oleh Konica Minolta Inc. Selepas itu, corak dari topeng kaca emulsi akan dipindahkan ke atas photoresist MicroChem SU-8 2010 yang telah didepositkan di atas substrak kaca. Dengan mengunakan teknik mikrofabrikasi ini, struktur mikro antara 17 μm sehingga 750 μm dapat dihasilkan dengan hanya mengunakan sekali pendedahan cahaya sahaja. Kajian seterusnya adalah untuk menghasilkan saluran mikrofluidik mengunakan teknik litografi skala kelabu. Saluran mikrofludik ini dinilai mengunakan sistem mengukur Infinite Fokus daripada ALICONA dan mikroskop imbasan elektron (SEM). Dengan mengunakan teknik mikcofabrikasi ini, liang yang berdiameter 35 μm telah berjaya dihasilkan dalam saluran mikrofluidik. Kesimpulannya, ketebalan struktur mikro adalah ditentukan oleh peratusan skala kelabu di peringkat mereka bentuk.