WO2012072917A1 - Microsystem having a microelectrical and microfluidic function, and method for manufacturing same - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a microsystem comprising both a microelectronic function and a microfluidic function, as well as a method of manufacturing such a system. It is particularly applicable to microsystems dedicated to biological analysis, such as lab on chip, cell-based array or microarray chips. ).
- microfluidic function generally consisting of several patterns on a substrate, such as microchannels, microreservoirs, micromixers or microreactors for manipulating a liquid or gaseous product to be analyzed or synthesized.
- terahertz type spectroscopic analysis is used for the characterization of materials in the liquid phase.
- Label free we are particularly interested in the analysis of biological entities without fluorescent labels ("label free"), non-invasively, in real time and in the natural environment. Such a procedure can be obtained thanks to the specificity of terahertz type spectroscopy.
- terahertz spectroscopy makes it possible to directly probe low-intensity atomic bond energies.
- Such connections form the foundation of the structuring of living matter.
- Spectroscopic analysis of terahertz type can therefore give useful information, particularly in the field of proteomics.
- the information analyzed is sensitive, for example, to the hydration rate of a protein or its conformation.
- the information and these data can be obtained without special treatment of the biological solution.
- this type of analysis can be usefully applied for the aracterization of liquid or gaseous fluids or microscopic objects in these fluids, in the environmental, food, energy industry (gas, oil) .
- Microfluidic microsystems try to meet these needs.
- optical methods developed on the basis of resonant surface plasmons are one example.
- terahertz spectroscopy The interest of terahertz spectroscopy has already been demonstrated. But most of the time, it requires a great deal of work in preparing the sample to be analyzed, for example by desiccating it. Indeed, the terahertz-type rays are extremely sensitive to all media with a high water content, because their power absorption coefficient, of the order of 10 18 to 1 THz for 1 mm of pure water, is considerable. . It follows that direct measurement by spectr type spectroscopy on aqueous solutions is difficult and highly subject to external measurement conditions (temperature, sample thickness).
- microfluidic structure comprising patterns such as channels
- microelectronic structure generally of circuit type.
- microelectronics including the necessary microelectronic components, and to assemble the two structures.
- microsystems The manufacturing process of such microsystems is therefore complex and costly, since it corresponds to the implementation of a method of manufacturing a microfluidic system, the implementation of a method of manufacturing a microelectronic circuit, and the implementation of an assembly method, of bonding type of a structure to another.
- microfluidic structure comprising numerous patterns, such as channels, of very small size, it will be necessary to "stick" a microfluidic structure from which a lot of material has been removed, corresponding to the different patterns. microfluidics, on the microelectronic structure.
- the assembly may not hold, or one may damage the microfluidic structure during assembly, or even damage the electronic circuit.
- the invention therefore aims to solve the aforementioned problems among other problems, related on the one hand to the importance of having microsystems combining both microelectronic functions and microfluidic functions, and on the other hand the difficulties of realization of such microsystems.
- the invention thus relates, according to a first aspect, to a method of manufacturing a microsystem comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function.
- the method comprises a step of creating, on a first substrate of electrically insulating or semiconductor material, a microelectronic circuit capable of implementing the microelectronic function, and a step of creating, in a second substrate, a structure microfluidic capable of implementing the microfluidic function.
- the method comprises a step of transferring the second substrate of electrically insulating or semiconductor material to the electronic circuit and the first substrate, and the step of creating the microfluidic structure is implemented after this step of transfer of the second substrate on the electronic circuit and the first substrate.
- the assembly is implemented before the microfluidic structure is produced, by transfer of the second substrate which serves as a base for the microfluidic structure, on the microelectronic structure.
- the method of the invention thus makes it possible to create complex microfluidic structures, assembled with complex microelectronic structures.
- the step of transferring the second substrate comprises a step of bonding, preferably by thermocompression, of the second substrate on the first substrate.
- This step of bonding the second substrate to the first substrate is preferably followed by a step of thinning, for example by etching, of the second substrate.
- this step of bonding the second substrate to the first substrate is preferably preceded by a step of depositing a polymer layer on the first substrate and the microelectronic circuit.
- This step of depositing the polymer layer may comprise a step of centrifuging the polymer on the first substrate and the microelectronic circuit.
- This centrifugation step of the polymer is preferably preceded by a deposition step, for example by centrifugation, of a layer of a material promoting adhesion of the polymer to the first substrate.
- this centrifugation step of the polymer is preferably followed by a step of annealing the polymer layer.
- the step of creating the microfluidic structure in the second substrate comprises a step of etching, preferably of deep etching type, of the second substrate.
- This step of etching the second substrate is preferably preceded by a step of depositing an etching mask on the second substrate.
- This step of depositing an etching mask on the second substrate may comprise a step of depositing a layer of photoresist, preferably by centrifugation.
- This step of depositing the photosensitive resin layer is preferably preceded by a step of depositing a metal layer, for example aluminum, preferably by spraying.
- this deposition step of the photoresist layer is preferably followed by an ultraviolet irradiation step, optionally after a step of annealing the photoresist layer.
- This ultraviolet irradiation step is itself preferably followed by a step of developing the photosensitive resin and optionally etching the metal layer.
- the etching step of the second substrate is preferably followed by an etching step, for example of plasma etching type, of the polymer layer deposited on the first substrate and the microelectronic circuit.
- This step of etching the second substrate, and optionally the step of etching the polymer layer deposited on the first substrate and the microelectronic circuit, are preferably followed by a step of removing the etching mask, and possibly the layer.
- metal for example by dilution in an acetone solution which may be followed by wet etching using for example a solution basic chemical.
- the step of creating the microfluidic structure is followed by a step of creating a cover of the microfluidic structure cover.
- This step of creating a cover for covering the microfluidic structure preferably comprises a step of depositing a polymer layer on a third substrate of electrically insulating material of the semiconductor.
- This step of depositing the polymer layer on the third substrate preferably comprises a step of centrifuging the polymer on the third substrate, optionally preceded by a deposition step, for example by centrifugation, of a layer of a promoter material. adhesion of the polymer to the third substrate, and optionally followed by a step of annealing this polymer layer.
- the step of depositing the polymer layer on the third substrate is preferably followed by a step of bonding, for example by thermocompression, of the third substrate on the second substrate.
- the step of creating the cover of the microfluidic structure can be followed by a step of cutting the cover so that it covers the microfluidic structure without covering the entire first substrate.
- the step of creating on the first substrate of the microelectronic circuit comprises a step of depositing a mask on the first substrate.
- This step of depositing the mask on the first substrate preferably comprises a step of deposition, for example by centrifugation, of a layer of photoresist on the first substrate.
- This step of depositing the photoresist layer on the first substrate is preferably followed by a step of insulating the photoresist layer with ultraviolet rays, and a step of developing this photosensitive resin.
- This step of insulating the photoresist layer with ultraviolet rays is preferably preceded by an annealing step, and optionally followed by another annealing step.
- the step of depositing the photosensitive resin layer on the first substrate is preferably preceded by a step of deposition, for example by centrifugation, of a layer of a material promoting adhesion of the photosensitive resin on the first substrate. first substrate.
- the step of depositing the photosensitive resin layer on the first substrate, and optionally the step of depositing the layer of adhesion promoter material of the photosensitive resin on the first substrate are preferably preceded by a dehydration annealing step of the first substrate, this dehydration annealing step possibly being preceded by a cleaning step of the first substrate, for example in a solution comprising acetone and / or ethanol.
- the step of depositing the mask on the first substrate is preferably followed by a step of depositing, for example by evaporation, a metal layer on the mask and the first substrate.
- the step of depositing the metal layer on the mask and the first substrate is preferably followed by a step of withdrawal, for example by a "lift off" type shrinkage, of the mask.
- the invention also relates, according to a second aspect, to a method of manufacturing at least a first and a second microsystem each comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function, each microsystem being manufactured by the method such as presented above.
- the first substrate used for the manufacture of the first microsystem is the same as the first substrate used for Manufacturing the second microsystem.
- this third substrate used for the manufacture of the first microsystem is the same as the third substrate used for manufacturing of the second microsystem.
- the method may comprise a step of cutting the first substrate, and possibly the third substrate, so as to separate the first and second microsystems.
- the microfluidic structure comprises at least one microchannel and / or at least one microreservoir.
- the electronic circuit comprises at least one waveguide.
- the first substrate may be a glass or quartz substrate.
- the invention also relates, according to a third aspect, to a microsystem comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function obtained by one of the processes presented above.
- the microfluidic structure of the microsystem may comprise at least one microchannel or recess of width less than or equal to 5 ⁇ m, preferably less than or equal to 2 ⁇ m.
- the microfluidic structure may also comprise at least two microchannels or recesses of width greater than or equal to 2 ⁇ m, preferably greater than or equal to 5 ⁇ m, spaced from each other by a distance of less than or equal to 5 ⁇ m, of preferably less than or equal to 2 ⁇ .
- FIG. 1 schematically represents the stages of creation of a microelectronic structure
- FIG. 2 schematically represents the step of transferring a second substrate to the microelectronic structure represented in FIG. 1;
- FIG. 3 schematically represents the step of creating the microfluidic structure on the structure formed at the end of the step of transferring the second substrate to the microelectronic structure
- FIG. 4 schematically represents the step of creating a hood, as well as the fabrication of several microsystems on the basis of the same substrate.
- FIG. 1 diagrammatically represents, in one implementation example, three sub-steps (A1), (A2) and (A3) of the creation step (A) of an electronic circuit 2 which preferably comprises at least a waveguide 2, for example of the Goubau line type, on a glass substrate 1.
- a mask 8 is deposited on a substrate 1 of electrically insulating material or semiconductor, such as a glass substrate 1, during step (Al).
- the deposition of this mask 8 on the glass substrate 1 can be obtained by a deposition step (A14) of a photoresist layer 8, for example by centrifugation.
- a resin of the AZn Lof 2020 type that is to say a negative photosensitive resin intended for implementing the "Lift Off” process.
- the parameters for implementing such a deposition by centrifugation are, by way of example:
- the layer 8 of photosensitive resin is then irradiated with ultraviolet rays during an insolation step (A16), the implementation parameters of which may be:
- the photoresist layer after insolation, then undergoes a development step (A18), using for example an AZ326MIF type developer for 55 seconds.
- an annealing step (A15) can be carried out for 1 minute at a temperature of 100 ° C.
- HMDS HexaMethylDiSilazane
- a dehydration annealing step (A12) of the glass substrate 1 for example at a temperature of 200 ° C. for a period of 5 minutes.
- Care will also be taken, preferably, to clean the glass substrate 1 before dehydration annealing, in a cleaning step [AlI], for example using acetone and / or ethanol.
- a deposition step (A2) of a metal layer 2 is carried out, for example by evaporation, on the mask 8.
- a deposition step (A2) of a metal layer 2 is carried out, for example by evaporation, on the mask 8.
- the mask 8 comprising an opening in the layer of photoresist 8 insolated and developed as explained above, the metal layer 2 is deposited on the surface of the mask 8 but also sn surface of the glass substrate 1 at the opening in the mask 8.
- a removal step (A3) of the mask 8 for example by a "lift off” type technique, is implemented, for example using a "remover 1165" type product, at a temperature of 70 ° C. .
- the resin mask 8 is removed with the metal layer deposited on its surface. All that remains is the metal layer 2 deposited on the surface of the glass substrate 1, at the location of the opening previously formed in the mask 8.
- FIG. 2 diagrammatically represents the transfer step (B) of a second substrate 4 made of electrically or semiconducting insulating material, such as a silicon substrate 4, on the circuit microelectronics 2, forming the microelectronic structure of the microsystem according to the invention, produced on the surface of the glass substrate 1 as previously explained with reference to FIG.
- a bonding step (B2) for example by thermocompression for 1 hour, at a temperature of 250 ° C. and at a pressure of 2 bar.
- the deposition of the polymer layer 3 can be obtained by a centrifugation step (B12) of a polymer such as BCB3022-46 (BenzoCycloButene), whose parameters can be, by way of example:
- a deposition step (B11) of a layer of material promoting adhesion of the polymer to the glass substrate 1 is carried out prior to the deposition of the polymer layer 3.
- This step may also be obtained by centrifugation.
- an AP3000 type material (Adhesion Promoter3000) may be used to promote the adhesion of BCB to the glass substrate 1.
- the microsystem is subjected to an annealing step (B13), after the deposition step (B12) of the polymer layer 3, for example at a temperature of 110 ° C, for 15 minutes, under N 2 .
- This thinning step may, for example, consist of an SF6 etching, for example making it possible to pass from a silicon substrate 4 with a thickness of 250 ⁇ m to a silicon substrate with a thickness of 180 ⁇ .
- the base of the microfluidic structure 4, consisting of the silicon substrate 4, has been assembled by gluing on the microelectronic structure 2, without it being necessary to worry about the presence of the fluidic microstructures which could interfere with the assembly, since the microstructures have not yet been created.
- FIG. 3 schematically represents the main step of creating (C) the microfluidic structure 4 in the silicon substrate 4, once the latter has been put in place on the microelectronic structure 2.
- microfluidic structure which will be represented in this example by a simple microchannel, is carried out during an etching step (C2), for example of deep etching type, in the silicon substrate 4.
- etching it is possible, for example, to implement a Bosch type plasma etching process SF 6 -C 4 F 8 for 45 minutes.
- a deposition step (C1) of an etching mask 6 is used to enable the silicon substrate 4 to be etched only at the location provided for the microchannel. .
- This deposition of the etching mask 6 can be obtained by a deposition step (C12), preferably by centrifugation, of a photoresist layer 6.
- Dn implements a deposition step (Cil) of a thin layer of a metal 5 such as aluminum, in order to maintain the good dimensional characteristics of the structure microfluidic 4.
- This deposition of the metal layer 5 can be obtained by plasma spraying Ar, to a thickness of the order of 100 nm.
- the implementation parameters of this insolation step (C14) can be:
- the metal layer 5 is removed by etching at the opening formed in the etching mask 6 during development.
- the succession of steps (Cil) to (C15) therefore constitutes the deposition step (Cl) of the etching mask 6 as represented in FIG. 3, which precedes the etching step (C2) presented above and also represented in Figure 3.
- This etching step (C3) of the polymer layer 3 is implemented.
- This etching step (C3), shown in FIG. 3, can for example be of the CF 4 / O 2 plasma etching type, for a duration of 7 minutes.
- This removal can for example be obtained by dilution in an acetone solution, then using an AZ351B type developer.
- a microfluidic pattern in the present example a microchannel, is created in the silicon substrate 4, opposite the microelectronic circuit 2, and Dn obtains effectively the microsystem shown more specifically sn reference to step (C4) of Figure 3.
- FIG. 4 schematically represents subsequent steps of creating (D) a covering cap 7, cutting (E) of this covering cap 7, and cutting (F) of the glass substrate 1, or first substrate 1, in the context of the manufacture of several microsystems 9, 10 on the same glass substrate 1.
- the step of creating (D) a covering cover 7 comprises a step of depositing (D1) a polymer layer on a third substrate 7 made of electrically insulating or semi-conductive material, such as a glass substrate 7 .
- the deposition of the polymer layer on this third substrate 7 can be obtained by a centrifugation step (D12) of a polymer such as BCB3022-46 already presented above, with the following parameters, by way of example:
- This centrifugation step (D12) of the polymer is preferably preceded by a deposition step (DU), for example also by centrifugation, of a material promoting adhesion of said polymer to the glass substrate 7.
- a deposition step (DU) for example also by centrifugation, of a material promoting adhesion of said polymer to the glass substrate 7.
- This adhesion promoter material may be of AP3000 type, as already described above.
- the parameters of this deposition by centrifugation are, for example:
- the centrifugation deposition step (D12) of the polymer layer on the third substrate 7 can optionally be followed by a step of annealing this polymer layer.
- a bonding step (D2) of the third substrate 7 on the silicon substrate 4 is carried out, for example by thermocompression for 1 hour, at 250 ° C. and under 2 bars.
- a cutting step (E) of the cover 7 thus formed is implemented, to ensure that the cover 7 covers the microfluidic structure 4 and / or the microelectronic structure 2, without covering the entire first substrate 1 .
- the method of the invention advantageously makes it possible to produce several microsystems 9, 10 combining a microelectronic function and a microfluidic function, on the same glass substrate 1.
- step (D) If a cover 7 has been previously installed, as explained above sn reference to step (D), and if the cutting step (E) of the covers 7, described above, is not implemented. Of course, it is of course also necessary to cut the third substrate 7 or cover 7 to obtain the separation of the microsystems 9 and 10.
- microsystems combining a microelectronic circuit such as a waveguide and a microfluidic structure having one or more microchannels of width less than or equal to 3 ⁇ m, and even, in some cases, at 2 ⁇ , without encountering the problem of plugging these microchannels with a bonding material as is the case in the state of the art.
- microsystems combining a microelectronic circuit such as a waveguide and a microfluidic structure comprising a plurality of large microchannels, in particular with a width greater than or equal to 2 ⁇ , or even greater than or equal to 5 mm, for example of the order of 50 mm, very slightly spaced from each other, for example spaced only 5 mm,
- the method of the invention makes it possible to implement a single industrial process for producing in parallel several microsystems on the same substrate or "wafer", for example up to 24 microsystems, with several cutouts, instead of an implementation of several times, up to 24 times, the industrial process for producing a microsystem after cutting.
- the method of the invention makes it possible to complicate the etching of the microfluidic structure, without risk of damaging the glass substrate.
- microfluidic structure has been represented by a simple microchannel or recess. It could equally well be a microreservoir, or a combination of several microfluidic patterns.
- the description illustrates the invention on the basis of a example in which the first substrate 1 is glass, but more generally extends to devices and methods in which the first substrate 1 is of electrically insulating material or semiconductor.
- Glass or quartz are particularly suitable materials in the example presented above, in which the microelectronic circuit created on the first substrate comprises a very high propagation line. Indeed, the use of glass or quartz allows in this case to limit losses and thus to obtain excellent propagation characteristics.
- microelectronic structure or microelectronic circuit comprising a Goubau type line for forming a waveguide intended for analysis by terahertz type spectroscopy.
- Other microelectronic circuits can of course be envisaged, such as active microelectronic circuits, particularly if a substrate of semiconductor material such as silicon is used rather than a substrate of glass or quartz.
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Abstract
Description
MICROSYSTEME A FONCTION MICROELECTRONIOUE ET MICROFLUIDIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION MICRO-ELECTRONIC AND MICROFLUIDIC FUNCTION MICROSYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
La présente invention a pour objet un microsystème comprenant à a fois une fonction microélectronique et une fonction microfluidique, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel système. Elle trouve notamment une application aux microsystèmes dédiés à l'analyse biologique, tels que les laboratoires sur puce (« lab on chip »), les puces à cellules (« cell-based array ») ou puces à ADN ou protéines (« microarray »). The present invention relates to a microsystem comprising both a microelectronic function and a microfluidic function, as well as a method of manufacturing such a system. It is particularly applicable to microsystems dedicated to biological analysis, such as lab on chip, cell-based array or microarray chips. ).
Dans de tels microsystèmes, il est souvent nécessaire de combiner une structure mettant en œuvre une fonction électronique, généralement de type circuit électronique, avec une structure mettant en œuvre une Fonction microfluidique, généralement consistant en plusieurs motifs sur un substrat, tels que des microcanaux, des microréservoirs, des micromélangeurs ou des microréacteurs, destinés à permettre de manipuler un produit liquide ou gazeux à analyser ou à synthétiser. In such microsystems, it is often necessary to combine a structure implementing an electronic function, generally of electronic circuit type, with a structure implementing a microfluidic function, generally consisting of several patterns on a substrate, such as microchannels, microreservoirs, micromixers or microreactors for manipulating a liquid or gaseous product to be analyzed or synthesized.
En particulier, l'analyse par spectroscopie de type terahertz est utilisée pour la caractérisation de matériaux en phase liquide. In particular, terahertz type spectroscopic analysis is used for the characterization of materials in the liquid phase.
Une telle analyse est difficile à mettre en œuvre avec les moyens actuels connus, dans la mesure où ceux-ci sont basés sur une propagation sn espace libre. Par conséquent, les liquides polaires, et plus particulièrement les liquides à forte teneur en eau, sont pratiquement impossibles à analyser ou nécessitent une procédure d'analyse extrêmement complexe. Such an analysis is difficult to implement with the current known means, insofar as these are based on free-space propagation. Consequently, polar liquids, and more particularly liquids with a high water content, are practically impossible to analyze or require an extremely complex analysis procedure.
En outre, avec ces moyens, il peut être difficile d'obtenir des mesures, sur lesquelles est basée une telle analyse, fiables et reproductibles. In addition, with these means, it may be difficult to obtain measurements on which such an analysis is based, reliable and reproducible.
On se heurte en outre aux dimensions microscopiques ou nanoscopiques des structures microfluidiques, pour l'analyse d'objets de tailles microscopiques ou nanoscopiques, qui ne sont pas toujours compatibles avec les contraintes de réalisation des circuits électroniques destinés à mettre en œuvre la ou les fonctions électroniques requises pour l'analyse. In addition, microscopic or nanoscopic dimensions of microfluidic structures are encountered for the analysis of objects of microscopic or nanoscopic size, which are not always compatible with the constraints of realization of the electronic circuits intended to implement the electronic function or functions required for the analysis.
On s'intéresse tout particulièrement à l'analyse d'entités biologiques sans étiquettes fluorescentes (« label free »), de façon non-invasive, en temps réel et en milieu naturel. Un tel mode opératoire peut être obtenu grâce à la spécificité de la spectroscopie de type terahertz. We are particularly interested in the analysis of biological entities without fluorescent labels ("label free"), non-invasively, in real time and in the natural environment. Such a procedure can be obtained thanks to the specificity of terahertz type spectroscopy.
En effet, la spectroscopie de type terahertz permet de sonder directement des énergies de liaison atomique de faible intensité. De telles liaisons constituent le fondement de la structuration de la matière vivante. In fact, terahertz spectroscopy makes it possible to directly probe low-intensity atomic bond energies. Such connections form the foundation of the structuring of living matter.
L'analyse par spectroscopie de type terahertz peut donc donner des informations utiles, notamment dans le domaine de la protéomique. Dans e domaine, l'information analysée est sensible, par exemple, au taux d'hydratation d'une protéine ou à sa conformation. Avec une analyse par spectroscopie de type terahertz, l'information et ces données peuvent être Dbtenues sans traitement particulier de la solution biologique. Spectroscopic analysis of terahertz type can therefore give useful information, particularly in the field of proteomics. In this field, the information analyzed is sensitive, for example, to the hydration rate of a protein or its conformation. With terahertz spectroscopic analysis, the information and these data can be obtained without special treatment of the biological solution.
Egalement, ce type d'analyse peut être appliqué utilement pour la aractérisation de fluides liquides ou gazeux ou d'objets microscopiques dans ces fluides, dans le domaine environnemental, agro-alimentaire, de l'industrie de l'énergie (gaz, pétrole). Also, this type of analysis can be usefully applied for the aracterization of liquid or gaseous fluids or microscopic objects in these fluids, in the environmental, food, energy industry (gas, oil) .
Plus généralement, de nos jours, dans le domaine de l'analyse dans les sciences du vivant, on ne se limite plus aux fonctions de détection et de reconnaissance d'entités, mais on s'intéresse également aux phénomènes d'interaction. Le suivi en temps réel de ces interactions nécessite la mise en mouvement des fluides, et des mesures rapides. More generally, today, in the field of analysis in the life sciences, we are no longer limited to the functions of detection and recognition of entities, but we are also interested in interaction phenomena. Real-time monitoring of these interactions requires fluid movement and rapid measurement.
Les microsystèmes microfluidiques tentent de répondre à ces besoins. En particulier, les méthodes optiques développées sur la base des plasmons de surface résonnants en sont un exemple. Microfluidic microsystems try to meet these needs. In particular, optical methods developed on the basis of resonant surface plasmons are one example.
Ces méthodes présentent des limitations en termes de résolution spatiale, puisque la mesure est globale sur une surface suffisamment large pour avoir une sensibilité mesurable. These methods have limitations in terms of spatial resolution, since the measurement is global over a sufficiently large area to have a measurable sensitivity.
L'intérêt de la spectroscopie de type terahertz a déjà été démontré. Mais la plupart du temps, elle nécessite un important travail de préparation de l'échantillon à analyser, par exemple en le déshydratant. En effet, les rayons de type terahertz sont extrêmement sensibles à tous les milieux à forte teneur en eau, car leur coefficient d'absorption en puissance, de l'ordre de 1018 à 1 THz pour 1 mm d'eau pure, est considérable. Il s'ensuit que la mesure directe par spectroscopie de type ΓΗζ sur des solutions aqueuses est difficile et fortement soumise aux conditions de mesure externes (température, épaisseur de l'échantillon). The interest of terahertz spectroscopy has already been demonstrated. But most of the time, it requires a great deal of work in preparing the sample to be analyzed, for example by desiccating it. Indeed, the terahertz-type rays are extremely sensitive to all media with a high water content, because their power absorption coefficient, of the order of 10 18 to 1 THz for 1 mm of pure water, is considerable. . It follows that direct measurement by spectr type spectroscopy on aqueous solutions is difficult and highly subject to external measurement conditions (temperature, sample thickness).
Des solutions ont déjà été proposées, mais qui restent très complexes, par exemple en utilisant des micelles inverses comme nano réservoir de solutions biologiques, le tout plongé dans une solution apolaire. Solutions have already been proposed, but which remain very complex, for example by using inverse micelles as nano reservoir of biological solutions, all immersed in an apolar solution.
D'autres solutions consistent à utiliser des microsystèmes dont l'avantage principal est de proposer une excellente reproductibilité des mesures, mais qui sont basées sur la focalisation du faisceau de type THz avec des résolutions spatiales ne pouvant descendre sous le mm2. Other solutions consist in using microsystems whose main advantage is to offer excellent reproducibility of the measurements, but which are based on the focusing of the THz-type beam with spatial resolutions that can not fall below the mm 2 .
Pour la réalisation de tels microsystèmes combinant une fonction microfluidique et une fonction microélectronique, il est nécessaire d'une part de réaliser une structure microfluidique comprenant des motifs tels que des canaux, et d'autre part de réaliser une structure microélectronique, généralement de type circuit microélectronique, comprenant les composants microélectroniques nécessaires, et d'assembler les deux structures. For the realization of such microsystems combining a microfluidic function and a microelectronic function, it is necessary on the one hand to produce a microfluidic structure comprising patterns such as channels, and secondly to produce a microelectronic structure, generally of circuit type. microelectronics, including the necessary microelectronic components, and to assemble the two structures.
Le procédé de fabrication de tels microsystèmes est donc complexe st coûteux, puisqu'il correspond à la mise en œuvre d'un procédé de Fabrication d'un système microfluidique, la mise œuvre d'un procédé de Fabrication d'un circuit microélectronique, et la mise en œuvre d'un procédé d'assemblage, de type collage d'une structure sur une autre. Plus le circuit microélectronique et/ou la structure microfluidique est complexe, plus l'assemblage est délicat et empêche notamment d'atteindre des résolutions spatiales élevées. The manufacturing process of such microsystems is therefore complex and costly, since it corresponds to the implementation of a method of manufacturing a microfluidic system, the implementation of a method of manufacturing a microelectronic circuit, and the implementation of an assembly method, of bonding type of a structure to another. The more the microelectronic circuit and / or the microfluidic structure is complex, the more difficult the assembly is and in particular prevents reaching high spatial resolutions.
En particulier, si l'on souhaite disposer d'une structure microfluidique comprenant de nombreux motifs, tels des canaux, de très petite dimension, on va devoir « coller » une structure microfluidique de laquelle beaucoup de matière a été retirée, correspondant aux différents motifs microfluidiques, sur la structure microélectronique. In particular, if it is desired to have a microfluidic structure comprising numerous patterns, such as channels, of very small size, it will be necessary to "stick" a microfluidic structure from which a lot of material has been removed, corresponding to the different patterns. microfluidics, on the microelectronic structure.
L'assemblage risque donc de ne pas tenir, ou bien l'on risque d'endommager la structure microfluidique lors de l'assemblage, voire d'endommager le circuit électronique. The assembly may not hold, or one may damage the microfluidic structure during assembly, or even damage the electronic circuit.
L'invention a donc pour objet de résoudre les problèmes précités parmi d'autres problèmes, liés d'une part à l'importance de disposer de microsystèmes combinant à la fois des fonctions microélectroniques et des Fonctions microfluidiques, et d'autre part aux difficultés de réalisation de tels microsystèmes. The invention therefore aims to solve the aforementioned problems among other problems, related on the one hand to the importance of having microsystems combining both microelectronic functions and microfluidic functions, and on the other hand the difficulties of realization of such microsystems.
L'invention se rapporte ainsi, selon un premier aspect, à un procédé de fabrication d'un microsystème comprenant au moins une fonction microélectronique et au moins une fonction microfluidique. The invention thus relates, according to a first aspect, to a method of manufacturing a microsystem comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function.
Le procédé comprend une étape de création, sur un premier substrat en matériau électriquement isolant ou semi-conducteur, d'un circuit microélectronique apte à mettre en œuvre la fonction microélectronique, et une étape de création, dans un deuxième substrat, d'une structure microfluidique apte à mettre en œuvre la fonction microfluidique. The method comprises a step of creating, on a first substrate of electrically insulating or semiconductor material, a microelectronic circuit capable of implementing the microelectronic function, and a step of creating, in a second substrate, a structure microfluidic capable of implementing the microfluidic function.
En outre, le procédé comprend une étape de report du deuxième substrat en matériau électriquement isolant ou semi-conducteur sur le circuit électronique et le premier substrat, et l'étape de création de la structure microfluidique est mise en œuvre après cette étape de report du deuxième substrat sur le circuit électronique et le premier substrat. Ainsi, le procédé de l'invention permet de s'affranchir des problèmes liés à l'assemblage d'une structure microfluidique préalablement réalisée, avec une structure microélectronique préalablement réalisée, en termes de coût de fabrication, mais également de résolution spatiale. In addition, the method comprises a step of transferring the second substrate of electrically insulating or semiconductor material to the electronic circuit and the first substrate, and the step of creating the microfluidic structure is implemented after this step of transfer of the second substrate on the electronic circuit and the first substrate. Thus, the method of the invention makes it possible to overcome the problems associated with the assembly of a microfluidic structure previously produced, with a microelectronic structure previously produced, in terms of manufacturing cost, but also spatial resolution.
En effet, avec le procédé de l'invention, l'assemblage est mis en œuvre avant réalisation de la structure microfluidique, par report du deuxième substrat qui sert de base à la structure microfluidique, sur la structure microélectronique. Indeed, with the method of the invention, the assembly is implemented before the microfluidic structure is produced, by transfer of the second substrate which serves as a base for the microfluidic structure, on the microelectronic structure.
Le procédé de l'invention permet ainsi de créer des structures microfluidiques complexes, assemblées avec des structures microélectroniques complexes. The method of the invention thus makes it possible to create complex microfluidic structures, assembled with complex microelectronic structures.
Dans une première variante de mise en œuvre, l'étape de report du deuxième substrat comprend une étape de collage, de préférence par thermocompression, du deuxième substrat sur le premier substrat. In a first implementation variant, the step of transferring the second substrate comprises a step of bonding, preferably by thermocompression, of the second substrate on the first substrate.
Cette étape de collage du deuxième substrat sur le premier substrat, est de préférence suivie d'une étape d'amincissement, par exemple par gravure, du deuxième substrat. This step of bonding the second substrate to the first substrate is preferably followed by a step of thinning, for example by etching, of the second substrate.
Par ailleurs, cette étape de collage du deuxième substrat sur le premier substrat, est de préférence précédée d'une étape de dépôt d'une couche de polymère sur le premier substrat et le circuit microélectronique. Moreover, this step of bonding the second substrate to the first substrate is preferably preceded by a step of depositing a polymer layer on the first substrate and the microelectronic circuit.
Cette étape de dépôt de la couche de polymère peut comprendre une étape de centrifugation du polymère sur le premier substrat et le circuit microélectronique. This step of depositing the polymer layer may comprise a step of centrifuging the polymer on the first substrate and the microelectronic circuit.
Cette étape de centrifugation du polymère est de préférence précédée d'une étape de dépôt, par exemple par centrifugation, d'une couche d'un matériau promoteur d'adhérence du polymère sur le premier substrat. This centrifugation step of the polymer is preferably preceded by a deposition step, for example by centrifugation, of a layer of a material promoting adhesion of the polymer to the first substrate.
Par ailleurs, cette étape de centrifugation du polymère est de préférence suivie d'une étape de recuit de la couche de polymère. Dans une deuxième variante de mise en œuvre, éventuellement en combinaison avec la précédente, l'étape de création de la structure microfluidique dans le deuxième substrat, comprend une étape de gravure, de préférence de type gravure profonde, du deuxième substrat. Furthermore, this centrifugation step of the polymer is preferably followed by a step of annealing the polymer layer. In a second implementation variant, possibly in combination with the previous one, the step of creating the microfluidic structure in the second substrate comprises a step of etching, preferably of deep etching type, of the second substrate.
Cette étape de gravure du deuxième substrat est de préférence précédée d'une étape de dépôt d'un masque de gravure sur le deuxième substrat. This step of etching the second substrate is preferably preceded by a step of depositing an etching mask on the second substrate.
Cette étape de dépôt d'un masque de gravure sur le deuxième substrat peut comprendre une étape de dépôt d'une couche de résine photosensible, de préférence par centrifugation. This step of depositing an etching mask on the second substrate may comprise a step of depositing a layer of photoresist, preferably by centrifugation.
Cette étape de dépôt de la couche de résine photosensible est de préférence précédée d'une étape de dépôt d'une couche métallique, par exemple en aluminium, de préférence par pulvérisation. This step of depositing the photosensitive resin layer is preferably preceded by a step of depositing a metal layer, for example aluminum, preferably by spraying.
Par ailleurs, cette étape de dépôt de la couche de résine photosensible est de préférence suivie d'une étape d'insolation aux rayons ultra-violets, éventuellement après une étape de recuit de la couche de résine photosensible. Furthermore, this deposition step of the photoresist layer is preferably followed by an ultraviolet irradiation step, optionally after a step of annealing the photoresist layer.
Cette étape d'insolation aux rayons ultra-violets est elle-même de préférence suivie d'une étape de développement de la résine photosensible et éventuellement de gravure de la couche métallique. This ultraviolet irradiation step is itself preferably followed by a step of developing the photosensitive resin and optionally etching the metal layer.
En outre, l'étape de gravure du deuxième substrat est de préférence suivie d'une étape de gravure, par exemple de type gravure plasma, de la couche de polymère déposée sur le premier substrat et le circuit microélectronique. In addition, the etching step of the second substrate is preferably followed by an etching step, for example of plasma etching type, of the polymer layer deposited on the first substrate and the microelectronic circuit.
Cette étape de gravure du deuxième substrat, et éventuellement l'étape de gravure de la couche de polymère déposée sur le premier substrat et le circuit microélectronique, sont de préférence suivies d'une étape de retrait du masque de gravure, et éventuellement de la couche métallique, par exemple par dilution dans une solution d'acétone qui peut être suivie d'une gravure humide à l'aide par exemple d'une solution chimique basique. This step of etching the second substrate, and optionally the step of etching the polymer layer deposited on the first substrate and the microelectronic circuit, are preferably followed by a step of removing the etching mask, and possibly the layer. metal, for example by dilution in an acetone solution which may be followed by wet etching using for example a solution basic chemical.
Dans encore une autre variante de mise en œuvre, éventuellement sn combinaison avec une ou plusieurs des précédentes, l'étape de création de la structure microfluidique est suivie d'une étape de création d'un capot de recouvrement de la structure microfluidique. In yet another alternative embodiment, possibly sn combination with one or more of the previous, the step of creating the microfluidic structure is followed by a step of creating a cover of the microfluidic structure cover.
Cette étape de création d'un capot de recouvrement de la structure microfluidique comprend de préférence une étape de dépôt d'une couche de polymère sur un troisième substrat en matériau isolant électriquement DU semi-conducteur. This step of creating a cover for covering the microfluidic structure preferably comprises a step of depositing a polymer layer on a third substrate of electrically insulating material of the semiconductor.
Cette étape de dépôt de la couche de polymère sur le troisième substrat comprend de préférence une étape de centrifugation du polymère sur le troisième substrat, éventuellement précédée d'une étape de dépôt, par exemple par centrifugation, d'une couche d'un matériau promoteur d'adhérence du polymère sur le troisième substrat, et éventuellement suivie d'une étape de recuit de cette couche de polymère. This step of depositing the polymer layer on the third substrate preferably comprises a step of centrifuging the polymer on the third substrate, optionally preceded by a deposition step, for example by centrifugation, of a layer of a promoter material. adhesion of the polymer to the third substrate, and optionally followed by a step of annealing this polymer layer.
L'étape de dépôt de la couche de polymère sur le troisième substrat est de préférence suivie d'une étape de collage, par exemple par thermocompression, du troisième substrat sur le deuxième substrat. The step of depositing the polymer layer on the third substrate is preferably followed by a step of bonding, for example by thermocompression, of the third substrate on the second substrate.
Par ailleurs, l'étape de création du capot de recouvrement de la structure microfluidique peut être suivie d'une étape de découpe du capot sn sorte qu'il recouvre la structure microfluidique sans recouvrir la totalité du premier substrat. Furthermore, the step of creating the cover of the microfluidic structure can be followed by a step of cutting the cover so that it covers the microfluidic structure without covering the entire first substrate.
Dans encore une autre variante de mise en œuvre, éventuellement sn combinaison avec une ou plusieurs des précédentes, l'étape de création sur le premier substrat du circuit microélectronique, comprend une étape de dépôt d'un masque sur le premier substrat. In yet another implementation variant, possibly sn combination with one or more of the preceding, the step of creating on the first substrate of the microelectronic circuit, comprises a step of depositing a mask on the first substrate.
Cette étape de dépôt du masque sur le premier substrat comprend de préférence une étape de dépôt, par exemple par centrifugation, d'une couche de résine photosensible sur le premier substrat. This step of depositing the mask on the first substrate preferably comprises a step of deposition, for example by centrifugation, of a layer of photoresist on the first substrate.
Cette étape de dépôt de la couche de résine photosensible sur le premier substrat est de préférence suivie d'une étape d'insolation de la couche de résine photosensible aux rayons ultra-violets, et d'une étape de développement de cette résine photosensible. This step of depositing the photoresist layer on the first substrate is preferably followed by a step of insulating the photoresist layer with ultraviolet rays, and a step of developing this photosensitive resin.
Cette étape d'insolation de la couche de résine photosensible aux rayons ultra-violets, est de préférence précédée d'une étape de recuit, et éventuellement suivie d'une autre étape de recuit. This step of insulating the photoresist layer with ultraviolet rays is preferably preceded by an annealing step, and optionally followed by another annealing step.
L'étape de dépôt de la couche de résine photosensible sur le premier substrat, est de préférence précédée d'une étape de dépôt, par exemple par centrifugation, d'une couche d'un matériau promoteur d'adhérence de la résine photosensible sur le premier substrat. The step of depositing the photosensitive resin layer on the first substrate is preferably preceded by a step of deposition, for example by centrifugation, of a layer of a material promoting adhesion of the photosensitive resin on the first substrate. first substrate.
Par ailleurs, l'étape de dépôt de la couche de résine photosensible sur le premier substrat, et éventuellement l'étape de dépôt de la couche de matériau promoteur d'adhérence de la résine photosensible sur le premier substrat, sont de préférence précédées d'une étape de recuit de déshydratation du premier substrat, cette étape de recuit de déshydratation étant éventuellement précédée d'une étape de nettoyage du premier substrat, par exemple dans une solution comprenant de l'acétone et/ou de l'éthanol. Furthermore, the step of depositing the photosensitive resin layer on the first substrate, and optionally the step of depositing the layer of adhesion promoter material of the photosensitive resin on the first substrate, are preferably preceded by a dehydration annealing step of the first substrate, this dehydration annealing step possibly being preceded by a cleaning step of the first substrate, for example in a solution comprising acetone and / or ethanol.
L'étape de dépôt du masque sur le premier substrat est de préférence suivie d'une étape de dépôt, par exemple par évaporation, d'une couche de métal sur le masque et le premier substrat. The step of depositing the mask on the first substrate is preferably followed by a step of depositing, for example by evaporation, a metal layer on the mask and the first substrate.
L'étape de dépôt de la couche de métal sur le masque et le premier substrat, est de préférence suivie d'une étape de retrait, par exemple par un retrait de type « lift off », du masque. The step of depositing the metal layer on the mask and the first substrate is preferably followed by a step of withdrawal, for example by a "lift off" type shrinkage, of the mask.
L'invention se rapporte également, selon un deuxième aspect, à un procédé de fabrication d'au moins un premier et un deuxième microsystèmes comprenant chacun au moins une fonction microélectronique et au moins une fonction microfluidique, chaque microsystème étant fabriqué par le procédé tel que présenté ci-dessus. The invention also relates, according to a second aspect, to a method of manufacturing at least a first and a second microsystem each comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function, each microsystem being manufactured by the method such as presented above.
Le premier substrat utilisé pour la fabrication du premier microsystème est le même que le premier substrat utilisé pour la Fabrication du deuxième microsystème. The first substrate used for the manufacture of the first microsystem is the same as the first substrate used for Manufacturing the second microsystem.
De préférence, dans la variante dans laquelle un capot de recouvrement est créé à partir du dépôt d'une couche de polymère sur un troisième substrat, ce troisième substrat utilisé pour la fabrication du premier microsystème est le même que le troisième substrat utilisé pour la Fabrication du deuxième microsystème. Preferably, in the variant in which a covering cap is created from the deposition of a polymer layer on a third substrate, this third substrate used for the manufacture of the first microsystem is the same as the third substrate used for manufacturing of the second microsystem.
En outre, le procédé peut comprendre une étape de découpe du premier substrat, et éventuellement du troisième substrat, en sorte de séparer les premier et deuxième microsystèmes. In addition, the method may comprise a step of cutting the first substrate, and possibly the third substrate, so as to separate the first and second microsystems.
Dans une variante de réalisation des procédés de fabrication d'un DU plusieurs microsystèmes présentés ci-dessus, la structure microfluidique comprend au moins un microcanal et/ou au moins un microréservoir. In an alternative embodiment of the methods for manufacturing a multiple microsystem DU presented above, the microfluidic structure comprises at least one microchannel and / or at least one microreservoir.
Par ailleurs, le circuit électronique comprend au moins un guide d'onde. Moreover, the electronic circuit comprises at least one waveguide.
Le premier substrat peut être un substrat de verre ou de quartz. The first substrate may be a glass or quartz substrate.
L'invention se rapporte également, selon un troisième aspect, à un microsystème comprenant au moins une fonction microélectronique et au moins une fonction microfluidique obtenu par l'un des procédés présentés □-dessus. The invention also relates, according to a third aspect, to a microsystem comprising at least one microelectronic function and at least one microfluidic function obtained by one of the processes presented above.
La structure microfluidique du microsystème peut comprendre au moins un microcanal ou évidement de largeur inférieure ou égale à 5 Mm, de préférence inférieure ou égale à 2 m. The microfluidic structure of the microsystem may comprise at least one microchannel or recess of width less than or equal to 5 μm, preferably less than or equal to 2 μm.
La structure microfluidique peut également comprendre au moins deux microcanaux ou évidements de largeur supérieure ou égale à 2 Mm, de préférence supérieure ou égale à 5 Mm, espacés l'un de l'autre d'une distance inférieure ou égale à 5 Mm, de préférence inférieure ou égale à 2 μηι. The microfluidic structure may also comprise at least two microchannels or recesses of width greater than or equal to 2 μm, preferably greater than or equal to 5 μm, spaced from each other by a distance of less than or equal to 5 μm, of preferably less than or equal to 2 μηι.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière complète à la lecture de la description ci- après des variantes préférées de mise en œuvre et de réalisation, lesquelles sont données à titre d'exemples non limitatifs et en référence aux dessins annexés suivants : Other features and advantages of the invention will become apparent more clearly and completely in reading the following description of the preferred embodiments of implementation and embodiment, which are given by way of non-limiting examples and with reference to the accompanying drawings:
- figure 1 : représente schématiquement les étapes de création d'une structure microélectronique, FIG. 1 schematically represents the stages of creation of a microelectronic structure,
- figure 2 : représente schématiquement l'étape de report d'un deuxième substrat sur la structure microélectronique représentée à la figure 1, FIG. 2 schematically represents the step of transferring a second substrate to the microelectronic structure represented in FIG. 1;
- figure 3 : représente schématiquement l'étape de création de la structure microfluidique sur la structure formée à l'issue de l'étape de report du deuxième substrat sur la structure microélectronique, FIG. 3 schematically represents the step of creating the microfluidic structure on the structure formed at the end of the step of transferring the second substrate to the microelectronic structure,
- figure 4 : représente schématiquement l'étape de création d'un capot, ainsi que la fabrication de plusieurs microsystèmes sur la base d'un même substrat. FIG. 4 schematically represents the step of creating a hood, as well as the fabrication of several microsystems on the basis of the same substrate.
La figure 1 représente schématiquement, dans un exemple de mise sn œuvre, trois sous-étapes (Al), (A2) et (A3) de l'étape de création (A) d'un circuit électronique 2 qui comprend de préférence au moins un guide d'onde 2, par exemple de type ligne de Goubau, sur un substrat de verre 1. FIG. 1 diagrammatically represents, in one implementation example, three sub-steps (A1), (A2) and (A3) of the creation step (A) of an electronic circuit 2 which preferably comprises at least a waveguide 2, for example of the Goubau line type, on a glass substrate 1.
Pour la réalisation de ce circuit électronique 2, un masque 8 est déposé sur un substrat 1 en matériau isolant électriquement ou semiconducteur, tel qu'un substrat de verre 1, au cours de l'étape (Al). For the realization of this electronic circuit 2, a mask 8 is deposited on a substrate 1 of electrically insulating material or semiconductor, such as a glass substrate 1, during step (Al).
Le dépôt de ce masque 8 sur le substrat de verre 1 peut être Dbtenu par une étape de dépôt (A14) d'une couche de résine photosensible 8, par exemple par centrifugation. The deposition of this mask 8 on the glass substrate 1 can be obtained by a deposition step (A14) of a photoresist layer 8, for example by centrifugation.
A titre d'exemple, on peut utiliser une résine de type AZn Lof 2020, c'est-à-dire une résine photosensible négative destinée à la mise en œuvre du procédé « Lift Off ». Les paramètres de mise en œuvre d'un tel dépôt par centrifugation sont, toujours à titre d'exemple : By way of example, it is possible to use a resin of the AZn Lof 2020 type, that is to say a negative photosensitive resin intended for implementing the "Lift Off" process. The parameters for implementing such a deposition by centrifugation are, by way of example:
- vitesse = 2500 tours / mn, - speed = 2500 rpm,
- accélération = 1000 tours / mn / s, - acceleration = 1000 rpm,
- durée = 20 s, - duration = 20 s,
- épaisseur = 1,5 Mm. - thickness = 1.5 Mm.
La couche 8 de résine photosensible est ensuite insolée par des rayons ultra-violets au cours d'une étape d'insolation (A16), dont les paramètres de mise en œuvre peuvent être : The layer 8 of photosensitive resin is then irradiated with ultraviolet rays during an insolation step (A16), the implementation parameters of which may be:
- longueur d' nm, wavelength = 325 nm,
- durée = 4.8 s, - duration = 4.8 s,
- densité surfacique de puissance = 11 mW/cm2. - surface density of power = 11 mW / cm 2 .
La couche de résine photosensible, après insolation, subit ensuite une étape de développement (A18), en utilisant par exemple un développeur de type AZ326MIF pendant 55 secondes. The photoresist layer, after insolation, then undergoes a development step (A18), using for example an AZ326MIF type developer for 55 seconds.
Préalablement à l'étape d'insolation (A16), on peut mettre en œuvre une étape de recuit (A15), pendant 1 minute, à une température de 100°C. Prior to the insolation step (A16), an annealing step (A15) can be carried out for 1 minute at a temperature of 100 ° C.
On peut également mettre en œuvre une autre étape de recuit (A17), après l'étape d'insolation (A16), également pendant 1 minute et à une température de 100°C. It is also possible to implement another annealing step (A17), after the insolation step (A16), also for 1 minute and at a temperature of 100 ° C.
Préalablement au dépôt de la couche de résine photosensible 8 lors de l'étape de dépôt (A14), il est préférable de mettre en œuvre une étape de dépôt (A13) d'une couche d'un matériau promoteur d'adhérence de la résine photosensible 8 sur le premier substrat 1. Prior to the deposition of the photoresist layer 8 during the deposition step (A14), it is preferable to implement a deposition step (A13) of a layer of a resin adhesion promoter material photosensitive 8 on the first substrate 1.
Dans le cas où la résine photosensible utilisée est de type AZn Lof 2020, comme présenté plus haut, on pourra utiliser de l'HexaMethylDiSilazane (HMDS) comme matériau promoteur d'adhérence de la résine 8 sur le substrat de verre 1. In the case where the light-sensitive resin used is of the AZn Lof 2020 type, as presented above, it is possible to use HexaMethylDiSilazane (HMDS) as an adhesion-promoting material for the resin 8 on the glass substrate 1.
De préférence également, préalablement au dépôt du matériau promoteur d'adhérence de la résine photosensible 8 sur le substrat de * erre 1, on peut mettre en œuvre une étape de recuit de déshydratation (A12) du substrat de verre 1, par exemple à une température de 200°C pendant une durée de 5 mn. Preferably also, prior to the deposition of the material adhesion promoter of the photosensitive resin 8 on the substrate 1 *, it is possible to implement a dehydration annealing step (A12) of the glass substrate 1, for example at a temperature of 200 ° C. for a period of 5 minutes.
On prendra soin, également de préférence, à nettoyer le substrat de verre 1 avant recuit de déshydratation, dans une étape de nettoyage [Ail), par exemple en utilisant de l'Acétone et/ou de l'Ethanol. Care will also be taken, preferably, to clean the glass substrate 1 before dehydration annealing, in a cleaning step [AlI], for example using acetone and / or ethanol.
La succession des sous-étapes (Ail) à (A18) décrites ci-dessus, correspond donc à l'étape de dépôt (Al) du masque 8 sur le substrat de * erre 1, et aboutit ainsi à la structure représentée à la figure 1. The succession of sub-steps (A 1) to (A 18) described above, therefore, corresponds to the deposition step (Al) of the mask 8 on the substrate 1, and thus leads to the structure represented in FIG. 1.
Ensuite, une étape de dépôt (A2) d'une couche métallique 2, est mise en œuvre, par exemple par évaporation, sur le masque 8. A titre d'exemple, on peut utiliser du Ti (épaisseur 500 Â) - Au (épaisseur 4000 ) - Al (épaisseur 500 Â) pour cette étape de dépôt de la couche métallique 2 par évaporation. Then, a deposition step (A2) of a metal layer 2 is carried out, for example by evaporation, on the mask 8. By way of example, it is possible to use Ti (thickness 500 Å) - Au ( thickness 4000) - Al (thickness 500 Å) for this step of deposition of the metal layer 2 by evaporation.
Le masque 8 comprenant une ouverture dans la couche de résine photosensible 8 insolée puis développée tel qu'expliqué précédemment, la couche métallique 2 se dépose en surface du masque 8 mais également sn surface du substrat de verre 1 au niveau de l'ouverture dans le masque 8. The mask 8 comprising an opening in the layer of photoresist 8 insolated and developed as explained above, the metal layer 2 is deposited on the surface of the mask 8 but also sn surface of the glass substrate 1 at the opening in the mask 8.
Enfin, une étape de retrait (A3) du masque 8, par exemple par une technique de type « lift Off », est mise en œuvre, en utilisant par exemple un produit de type « remover 1165 », à une température de 70°C. Finally, a removal step (A3) of the mask 8, for example by a "lift off" type technique, is implemented, for example using a "remover 1165" type product, at a temperature of 70 ° C. .
A l'issue de cette étape de retrait (A3), le masque de résine 8 est éliminé avec la couche métallique déposée sur sa surface. Il ne reste plus que la couche métallique 2 déposée sur la surface du substrat de verre 1, à l'endroit de l'ouverture préalablement formée dans le masque 8. At the end of this removal step (A3), the resin mask 8 is removed with the metal layer deposited on its surface. All that remains is the metal layer 2 deposited on the surface of the glass substrate 1, at the location of the opening previously formed in the mask 8.
La figure 2 représente schématiquement l'étape de report (B) d'un deuxième substrat 4 en matériau isolant électriquement ou semiconducteur, tel qu'un substrat de silicium 4, sur le circuit microélectronique 2, formant la structure microélectronique du microsystème selon l'invention, réalisée à la surface du substrat de verre 1 tel qu'expliqué précédemment en référence à la figure 1. FIG. 2 diagrammatically represents the transfer step (B) of a second substrate 4 made of electrically or semiconducting insulating material, such as a silicon substrate 4, on the circuit microelectronics 2, forming the microelectronic structure of the microsystem according to the invention, produced on the surface of the glass substrate 1 as previously explained with reference to FIG.
Pour le dépôt de ce substrat de silicium 4 sur le circuit électronique 2 et sur le substrat de verre 1, on peut mettre en œuvre une étape de collage (B2), par exemple par thermocompression pendant 1 heure, à une température de 250°C et à une pression de 2 bars. For depositing this silicon substrate 4 on the electronic circuit 2 and on the glass substrate 1, it is possible to implement a bonding step (B2), for example by thermocompression for 1 hour, at a temperature of 250 ° C. and at a pressure of 2 bar.
Préalablement à cette étape de collage (B2) du substrat de silicium 4, en vue de coller, et plus marginalement de protéger le circuit microélectronique 2, lors de la réalisation ultérieure de la structure microfluidique 4 dans le substrat de silicium 4, on met en œuvre une étape de dépôt (Bl) d'une couche de polymère 3 sur le circuit microélectronique 2 et sur le substrat de verre 1. Prior to this bonding step (B2) of the silicon substrate 4, in order to stick, and more marginally to protect the microelectronic circuit 2, during the subsequent production of the microfluidic structure 4 in the silicon substrate 4, it is necessary to a step of depositing (B1) a polymer layer 3 on the microelectronic circuit 2 and on the glass substrate 1.
Le dépôt de la couche de polymère 3 peut être obtenu par une étape de centrifugation (B12) d'un polymère tel que du BCB3022-46 (BenzoCycloButène), dont les paramètres peuvent être, à titre d'exemple : The deposition of the polymer layer 3 can be obtained by a centrifugation step (B12) of a polymer such as BCB3022-46 (BenzoCycloButene), whose parameters can be, by way of example:
- vitesse = 2500 tours / mn, - speed = 2500 rpm,
- accélération = 1500 tours / mn / s, - acceleration = 1500 rpm,
- durée = 40 s, - duration = 40 s,
- épaisseur = 2 μηι. - thickness = 2 μηι.
Eventuellement, préalablement au dépôt de la couche de polymère 3, on met en œuvre une étape de dépôt (Bll) d'une couche de matériau promoteur d'adhérence du polymère sur le substrat de verre 1. Cette étape peut-être également obtenue par centrifugation. Optionally, prior to the deposition of the polymer layer 3, a deposition step (B11) of a layer of material promoting adhesion of the polymer to the glass substrate 1 is carried out. This step may also be obtained by centrifugation.
On peut par exemple utiliser un matériau de type AP3000 (Adhésion Promoter3000) pour promouvoir l'adhérence du BCB sur le substrat de verre 1. For example, an AP3000 type material (Adhesion Promoter3000) may be used to promote the adhesion of BCB to the glass substrate 1.
Les paramètres de mise en œuvre d'un tel dépôt du matériau promoteur d'adhérence par centrifugation sont, toujours à titre d'exemple : - vitesse = 2500 tours / mn, The parameters for implementing such a deposition of the adhesion promoter material by centrifugation are, by way of example: - speed = 2500 rpm,
- accélération = 1000 tours / mn / s, - acceleration = 1000 rpm,
- durée = 20 s, - duration = 20 s,
Eventuellement, on fait subir au microsystème une étape de recuit (B13), après l'étape de dépôt (B12) de la couche de polymère 3, par exemple à une température de 110 °C, pendant 15 mn, sous N2. Optionally, the microsystem is subjected to an annealing step (B13), after the deposition step (B12) of the polymer layer 3, for example at a temperature of 110 ° C, for 15 minutes, under N 2 .
Enfin, il est préférable d'amincir le substrat de silicium 4 après 'étape de collage (B2), au cours d'une étape d'amincissement (B3). Finally, it is preferable to thin the silicon substrate 4 after the gluing step (B2), during a thinning step (B3).
Cette étape d'amincissement peut par exemple consister en une gravure sous SF6, permettant par exemple de passer d'un substrat de silicium 4 d'épaisseur 250 Mm à un substrat de silicium d'épaisseur 180 μηι. This thinning step may, for example, consist of an SF6 etching, for example making it possible to pass from a silicon substrate 4 with a thickness of 250 μm to a silicon substrate with a thickness of 180 μηι.
A l'issue de l'étape de dépôt (B) du substrat de silicium 4 sur le circuit microélectronique 2 et le substrat de verre 1, représentée à la Figure 2, on obtient le micro système représenté plus spécifiquement en référence à l'étape (B3). At the end of the deposition step (B) of the silicon substrate 4 on the microelectronic circuit 2 and the glass substrate 1, represented in FIG. 2, the micro system represented more specifically with reference to the step is obtained. (B3).
A ce stade, la base de la structure microfluidique 4, constituée du substrat de silicium 4, a été assemblée par collage sur la structure microélectronique 2, sans qu'il soit nécessaire de se soucier de la présence des microstructures fluidiques qui pourraient gêner l'assemblage, puisque es microstructures n'ont pas encore été créées. At this stage, the base of the microfluidic structure 4, consisting of the silicon substrate 4, has been assembled by gluing on the microelectronic structure 2, without it being necessary to worry about the presence of the fluidic microstructures which could interfere with the assembly, since the microstructures have not yet been created.
La figure 3 représente schématiquement l'étape principale de création (C) de la structure microfluidique 4 dans le substrat de silicium 4, une fois ce dernier mis en place sur la structure microélectronique 2. FIG. 3 schematically represents the main step of creating (C) the microfluidic structure 4 in the silicon substrate 4, once the latter has been put in place on the microelectronic structure 2.
La structure microfluidique, qui sera représentée dans cet exemple par un simple microcanal, est réalisée au cours d'une étape de gravure (C2), par exemple de type gravure profonde, dans le substrat de silicium 4. The microfluidic structure, which will be represented in this example by a simple microchannel, is carried out during an etching step (C2), for example of deep etching type, in the silicon substrate 4.
Pour cette gravure, on peut par exemple mettre en œuvre un procédé de type Bosch de gravure sous plasma SF6-C4F8 pendant 45 mn. Préalablement à l'étape de gravure (C2), on met en œuvre une étape de dépôt (Cl) d'un masque de gravure 6 destiné à permettre de ne graver le substrat de silicium 4 qu'à l'endroit prévu pour le microcanal. For this etching, it is possible, for example, to implement a Bosch type plasma etching process SF 6 -C 4 F 8 for 45 minutes. Prior to the etching step (C2), a deposition step (C1) of an etching mask 6 is used to enable the silicon substrate 4 to be etched only at the location provided for the microchannel. .
Ce dépôt du masque de gravure 6 peut être obtenu par une étape de dépôt (C12), de préférence par centrifugation, d'une couche de résine photosensible 6. This deposition of the etching mask 6 can be obtained by a deposition step (C12), preferably by centrifugation, of a photoresist layer 6.
Pour cette étape de dépôt (C12) par centrifugation, on peut utiliser une résine photosensible positive de type AZ9260, avec des paramètres qui peuvent être, à titre d'exemple : For this deposition step (C12) by centrifugation, it is possible to use a positive photosensitive resin of the AZ9260 type, with parameters that can be, by way of example:
- vitesse = 1500 tours / mn, - speed = 1500 rpm,
- accélération = 3000 tours / mn / s, - acceleration = 3000 rpm,
- durée = 40 s, - duration = 40 s,
- épaisseur = 10 Mm. - thickness = 10 Mm.
Eventuellement, préalablement au dépôt du masque de gravure 6, Dn met en œuvre une étape de dépôt (Cil) d'une fine couche d'un métal 5 tel que de l'aluminium, en vue de maintenir les bonnes caractéristiques dimensionnelles de la structure microfluidique 4. Optionally, prior to the deposition of the etching mask 6, Dn implements a deposition step (Cil) of a thin layer of a metal 5 such as aluminum, in order to maintain the good dimensional characteristics of the structure microfluidic 4.
Ce dépôt de la couche métallique 5 peut être obtenu par pulvérisation sous plasma Ar, sur une épaisseur de l'ordre de 100 nm. This deposition of the metal layer 5 can be obtained by plasma spraying Ar, to a thickness of the order of 100 nm.
Après dépôt du masque de la couche de résine photosensible 6, celle-ci subit une étape d'insolation (C14) aux rayons ultraviolets, après une éventuelle étape de recuit (C13) par exemple pendant 3 mn à une température de 110 °C. After depositing the mask of the photoresist layer 6, it undergoes a step of insolation (C14) to ultraviolet rays, after a possible annealing step (C13) for example for 3 minutes at a temperature of 110 ° C.
Les paramètres de mise en œuvre de cette étape d'insolation (C14) peuvent être : The implementation parameters of this insolation step (C14) can be:
- longueur d' nm, wavelength = 325 nm,
- durée = 20 s, - duration = 20 s,
- densité surfacique de puissance = 11 mW/cm2. - surface density of power = 11 mW / cm 2 .
La couche de résine photosensible 6, après insolation, subit ensuite une étape de développement (C15), en utilisant par exemple un développeur de type AZ351B pendant 4 minutes. The photoresist layer 6, after exposure, then undergoes a development step (C15), for example using a developer type AZ351B for 4 minutes.
Par ailleurs, la couche métallique 5 est retirée par gravure, au niveau de l'ouverture formée dans le masque de gravure 6 lors du développement. Furthermore, the metal layer 5 is removed by etching at the opening formed in the etching mask 6 during development.
La succession des étapes (Cil) à (C15) constitue donc l'étape de dépôt (Cl) du masque de gravure 6 telle que représentée à la figure 3, qui précède l'étape de gravure (C2) présentée plus haut et également représentée à la figure 3. The succession of steps (Cil) to (C15) therefore constitutes the deposition step (Cl) of the etching mask 6 as represented in FIG. 3, which precedes the etching step (C2) presented above and also represented in Figure 3.
Ensuite, une étape de gravure (C3) de la couche polymère 3 est mise en œuvre. Cette étape de gravure (C3), représentée à la figure 3, peut être par exemple du type gravure plasma sous CF4/02, pendant une durée de 7 mn. Then, an etching step (C3) of the polymer layer 3 is implemented. This etching step (C3), shown in FIG. 3, can for example be of the CF 4 / O 2 plasma etching type, for a duration of 7 minutes.
Ensuite, une étape de retrait (C4) du masque de gravure 6 et de la couche métallique 5, est mise en œuvre, tel que représenté à la figure 3. Then, a step of removal (C4) of the etching mask 6 and the metal layer 5, is implemented, as shown in Figure 3.
Ce retrait peut par exemple être obtenu par dilution dans une solution d'acétone, puis en utilisant un développeur de type AZ351B. This removal can for example be obtained by dilution in an acetone solution, then using an AZ351B type developer.
A l'issue de l'étape de création (C) de la structure microfluidique 4, un motif microfluidique, dans l'exemple présent un microcanal, est créé dans le substrat de silicium 4, en regard du circuit microélectronique 2, et Dn obtient effectivement le microsystème représenté plus spécifiquement sn référence à l'étape (C4) de la figure 3. At the end of the creation step (C) of the microfluidic structure 4, a microfluidic pattern, in the present example a microchannel, is created in the silicon substrate 4, opposite the microelectronic circuit 2, and Dn obtains effectively the microsystem shown more specifically sn reference to step (C4) of Figure 3.
La figure 4 représente schématiquement des étapes ultérieures de création (D) d'un capot de recouvrement 7, de découpe (E) de ce capot de recouvrement 7, et de découpe (F) du substrat de verre 1, ou premier substrat 1, dans le contexte de la fabrication de plusieurs microsystèmes 9, 10 sur un même substrat de verre 1. FIG. 4 schematically represents subsequent steps of creating (D) a covering cap 7, cutting (E) of this covering cap 7, and cutting (F) of the glass substrate 1, or first substrate 1, in the context of the manufacture of several microsystems 9, 10 on the same glass substrate 1.
L'étape de création (D) d'un capot 7 de recouvrement comprend une étape de dépôt (Dl) d'une couche de polymère sur un troisième substrat 7 en matériau électriquement isolant ou semi conducteur, tel qu'un substrat de verre 7. Le dépôt de la couche de polymère sur ce troisième substrat 7 peut être obtenu par une étape de centrifugation (D12) d'un polymère tel que du BCB3022-46 déjà présenté plus haut, avec les paramètres suivants, à titre d'exemple : The step of creating (D) a covering cover 7 comprises a step of depositing (D1) a polymer layer on a third substrate 7 made of electrically insulating or semi-conductive material, such as a glass substrate 7 . The deposition of the polymer layer on this third substrate 7 can be obtained by a centrifugation step (D12) of a polymer such as BCB3022-46 already presented above, with the following parameters, by way of example:
- vitesse = 2500 tours / mn, - speed = 2500 rpm,
- accélération = 1250 tours / mn / s, - acceleration = 1250 rpm,
- durée = 40 s, - duration = 40 s,
- épaisseur = 2 μηι. - thickness = 2 μηι.
On fait de préférence précéder cette étape de centrifugation (D12) du polymère par une étape de dépôt (DU), par exemple par centrifugation également, d'un matériau promoteur d'adhérence dudit polymère sur le substrat de verre 7. This centrifugation step (D12) of the polymer is preferably preceded by a deposition step (DU), for example also by centrifugation, of a material promoting adhesion of said polymer to the glass substrate 7.
Ce matériau promoteur d'adhérence peut être de type AP3000, tel que déjà présenté plus haut. Les paramètres de ce dépôt par centrifugation sont, à titre d'exemple : This adhesion promoter material may be of AP3000 type, as already described above. The parameters of this deposition by centrifugation are, for example:
- vitesse = 2500 tours / mn, - speed = 2500 rpm,
- accélération = 1250 tours / mn / s, - acceleration = 1250 rpm,
- durée = 20 s. - duration = 20 s.
L'étape de dépôt par centrifugation (D12) de la couche de polymère sur le troisième substrat 7 peut éventuellement être suivie d'une étape de recuit de cette couche de polymère. The centrifugation deposition step (D12) of the polymer layer on the third substrate 7 can optionally be followed by a step of annealing this polymer layer.
Ensuite, une étape de collage (D2) du troisième substrat 7 sur le substrat de silicium 4 est mise en œuvre, par exemple par thermocompression pendant 1 heure, à 250°C et sous 2 bars. Then, a bonding step (D2) of the third substrate 7 on the silicon substrate 4 is carried out, for example by thermocompression for 1 hour, at 250 ° C. and under 2 bars.
Eventuellement, une étape de découpe (E) du capot 7 ainsi formé est mise en œuvre, pour faire en sorte que ce capot 7 recouvre la structure microfluidique 4 et/ou la structure microélectronique 2, sans pour autant recouvrir la totalité du premier substrat 1. Optionally, a cutting step (E) of the cover 7 thus formed is implemented, to ensure that the cover 7 covers the microfluidic structure 4 and / or the microelectronic structure 2, without covering the entire first substrate 1 .
Comme illustré à la figure 4, le procédé de l'invention permet avantageusement de réaliser plusieurs microsystèmes 9, 10 combinant une fonction microélectronique et une fonction microfluidique, sur le même substrat de verre 1. As illustrated in FIG. 4, the method of the invention advantageously makes it possible to produce several microsystems 9, 10 combining a microelectronic function and a microfluidic function, on the same glass substrate 1.
Une fois la pluralité de microsystèmes 9, 10 réalisés, il convient de mettre en œuvre une étape de découpe (F) du premier substrat 1 pour séparer les microsystèmes 9, 10. Once the plurality of microsystems 9, 10 have been made, it is necessary to implement a cutting step (F) of the first substrate 1 to separate the microsystems 9, 10.
Si un capot 7 a été au préalable installé, tel qu'expliqué plus haut sn référence à l'étape (D), et si l'étape de découpe (E) des capots 7, décrite plus haut, n'est pas mise en œuvre, il convient bien sûr également de découper le troisième substrat 7 ou capot 7 pour obtenir la séparation des microsystèmes 9 et 10. If a cover 7 has been previously installed, as explained above sn reference to step (D), and if the cutting step (E) of the covers 7, described above, is not implemented. Of course, it is of course also necessary to cut the third substrate 7 or cover 7 to obtain the separation of the microsystems 9 and 10.
Ainsi, avec le procédé selon l'invention, il a pu être réalisé des microsystèmes combinant un circuit microélectronique tel qu'un guide d'onde et une structure microfluidique présentant un ou plusieurs microcanaux de largeur inférieure ou égale à 3 Mm, et même, dans :ertains cas, à 2 μηι, sans rencontrer le problème du bouchage de ces microcanaux avec un matériau de collage tel que c'est le cas dans l'état de la technique. Thus, with the method according to the invention, it has been possible to produce microsystems combining a microelectronic circuit such as a waveguide and a microfluidic structure having one or more microchannels of width less than or equal to 3 μm, and even, in some cases, at 2 μηι, without encountering the problem of plugging these microchannels with a bonding material as is the case in the state of the art.
Par ailleurs, avec le procédé selon l'invention, il a pu être réalisé des microsystèmes combinant un circuit microélectronique tel qu'un guide d'onde et une structure microfluidique comprenant plusieurs microcanaux larges, notamment de largeur supérieure ou égale à 2 μηι, voire supérieure ou égale à 5 Mm, par exemple de l'ordre de 50 Mm, très peu espacés les uns des autres, par exemple espacés seulement de 5 Mm, Moreover, with the method according to the invention, it has been possible to produce microsystems combining a microelectronic circuit such as a waveguide and a microfluidic structure comprising a plurality of large microchannels, in particular with a width greater than or equal to 2 μηι, or even greater than or equal to 5 mm, for example of the order of 50 mm, very slightly spaced from each other, for example spaced only 5 mm,
Une telle réalisation pose des problèmes avec les solutions de l'état de la technique dans la mesure où, dans une telle configuration, il ne reste pas beaucoup de matière sur le substrat, ce qui le fragilise énormément. Le collage devient alors impossible sans endommager le substrat. Such an embodiment poses problems with the solutions of the state of the art insofar as, in such a configuration, there is not much material left on the substrate, which weakens it enormously. Bonding becomes impossible without damaging the substrate.
Au contraire, avec le procédé de l'invention, il est donc possible d'augmenter fortement la densité de motifs microfluidiques par rapport aux solutions de l'état de la technique consistant à reporter une structure sur l'autre. On the contrary, with the process of the invention, it is therefore possible to greatly increase the density of microfluidic units relative to to the solutions of the state of the art of carrying one structure over the other.
Avec le procédé de l'invention, on atteint des grandes profondeurs de gravures, jusqu'au percement du substrat, tout en maintenant un haut niveau de densité de motifs microfluidiques, alors que les procédés de l'état de la technique obligent à choisir l'un ou l'autre : grande profondeur de gravure ou haute densité de motifs microfluidiques. Aussi, ces procédés de l'état de la technique posent un problème que l'on ne rencontre pas avec le procédé de l'invention : celui du bouchage des petits canaux avec la colle si la profondeur n'est pas suffisante. Dans l'état de la technique, Dn peut résoudre ce problème par l'utilisation de la technique de « l'anoding-bonding ». Mais cette technique nécessite une température élevée (de 450 à 800 °C) ce qui la rend non applicable en présence d'un circuit microélectronique. With the method of the invention, deep etchings are attained until the substrate is pierced, while maintaining a high level of density of microfluidic units, whereas the methods of the state of the art require that the choice be one or the other: large depth of gravure or high density of microfluidic patterns. Also, these methods of the state of the art pose a problem that is not encountered with the method of the invention: that of clogging the small channels with the glue if the depth is not sufficient. In the state of the art, Dn can solve this problem by using the technique of "anoding-bonding". But this technique requires a high temperature (450 to 800 ° C) which makes it not applicable in the presence of a microelectronic circuit.
En outre, le procédé de l'invention permet de mettre en œuvre un seul procédé industriel de réalisation en parallèle de plusieurs microsystèmes sur le même substrat ou « wafer », par exemple jusqu'à 24 microsystèmes, avec plusieurs découpes, au lieu d'une mise en œuvre de plusieurs fois, jusqu'à 24 fois, le procédé industriel de réalisation d'un microsystème après découpe. In addition, the method of the invention makes it possible to implement a single industrial process for producing in parallel several microsystems on the same substrate or "wafer", for example up to 24 microsystems, with several cutouts, instead of an implementation of several times, up to 24 times, the industrial process for producing a microsystem after cutting.
Egalement, le procédé de l'invention permet de complexifier la gravure de la structure microfluidique, sans risque d'endommager le substrat de verre. Also, the method of the invention makes it possible to complicate the etching of the microfluidic structure, without risk of damaging the glass substrate.
La présente description est donnée à titre illustratif, les exemples présentés ci-dessus n'étant pas limitatifs de l'invention. The present description is given by way of illustration, the examples presented above not being limiting of the invention.
En particulier, pour illustrer l'invention, la structure microfluidique a été représentée par un simple microcanal ou évidement. Il pourrait tout aussi bien s'agir d'un microréservoir, ou d'une combinaison de plusieurs motifs microfluidiques quelconques. In particular, to illustrate the invention, the microfluidic structure has been represented by a simple microchannel or recess. It could equally well be a microreservoir, or a combination of several microfluidic patterns.
Par ailleurs, la description illustre l'invention sur la base d'un exemple dans lequel le premier substrat 1 est en verre, mais s'étend plus généralement à des dispositifs et procédés dans lesquels le premier substrat 1 est en matériau électriquement isolant ou semi-conducteur. Furthermore, the description illustrates the invention on the basis of a example in which the first substrate 1 is glass, but more generally extends to devices and methods in which the first substrate 1 is of electrically insulating material or semiconductor.
Le verre ou le quartz sont des matériaux particulièrement adapté dans l'exemple présenté ci-dessus, dans lequel le circuit microélectronique créé sur le premier substrat comprend une ligne de propagation très haute Fréquence. En effet, l'utilisation du verre ou du quartz permet dans ce cas de limiter les pertes et donc d'obtenir d'excellentes caractéristiques de propagation. Glass or quartz are particularly suitable materials in the example presented above, in which the microelectronic circuit created on the first substrate comprises a very high propagation line. Indeed, the use of glass or quartz allows in this case to limit losses and thus to obtain excellent propagation characteristics.
De même, l'invention a été illustrée avec un exemple de structure microélectronique ou circuit microélectronique comprenant une ligne de type Goubau pour former un guide d'onde destiné à l'analyse par spectroscopie de type terahertz. D'autres circuits microélectroniques peuvent bien sûr être envisagés, tels que des circuits microélectroniques actifs, notamment si l'on utilise plutôt un substrat en matériau semiconducteur tel que du silicium qu'un substrat de verre ou de quartz. Likewise, the invention has been illustrated with an example of a microelectronic structure or microelectronic circuit comprising a Goubau type line for forming a waveguide intended for analysis by terahertz type spectroscopy. Other microelectronic circuits can of course be envisaged, such as active microelectronic circuits, particularly if a substrate of semiconductor material such as silicon is used rather than a substrate of glass or quartz.
On préférera utiliser du verre, dans certaines applications dans lesquelles la transparence est importante, tant pour le premier substrat 1 que pour le troisième substrat ou capot 7. It will be preferred to use glass, in certain applications in which transparency is important, for both the first substrate 1 and the third substrate or cover 7.
Plus généralement, ces remarques sur le choix d'un matériau isolant électriquement ou semi-conducteur, s'appliquent donc tant pour le premier substrat 1, que pour le deuxième substrat 4 et le troisième substrat 7. More generally, these remarks on the choice of an electrically or semiconducting insulating material, therefore apply both for the first substrate 1, for the second substrate 4 and the third substrate 7.
On ajoutera que l'utilisation de matériaux transparents est rendue possible par le procédé de l'invention, de sorte que l'on peut obtenir la transparence nécessaire pour des analyses en microscopie visible, tout en disposant d'un microsystème permettant de réaliser des analyses microfluidiques et microélectroniques. Ceci présente un intérêt important sn biologie, admis aussi, plus généralement pour l'observation de phénomènes chimiques. It will be added that the use of transparent materials is made possible by the method of the invention, so that the transparency necessary for visible microscopy analyzes can be obtained, while having a microsystem enabling analyzes to be carried out. microfluidics and microelectronics. This is of great interest in biology, also admitted, more generally for the observation of chemical phenomena.
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