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KR102706712B1 - Microfluidic apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents

Microfluidic apparatus and method for manufacturing the same Download PDF

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KR102706712B1
KR102706712B1 KR1020210169327A KR20210169327A KR102706712B1 KR 102706712 B1 KR102706712 B1 KR 102706712B1 KR 1020210169327 A KR1020210169327 A KR 1020210169327A KR 20210169327 A KR20210169327 A KR 20210169327A KR 102706712 B1 KR102706712 B1 KR 102706712B1
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KR
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photoresist layer
inlet
outlet
fluid
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KR1020210169327A
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임부택
이태재
노길선
김태현
박종완
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치 및 이를 위한 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치는, 복수의 전극 라인으로 이루어진 전극 어레이가 형성되는 제1 기판; 상기 기판 상에 유체를 주입하기 위한 인렛(inlet), 상기 유체를 배출하기 위한 아웃렛(outlet) 및 상기 유체가 흐르도록 상기 인렛과 상기 아웃렛과 유체적으로 연결된 유로 채널이 형성되는 포토레시스트층; 및 상기 포토레시스트층 상에 상기 인렛에 대응하여 상기 유체가 주입되는 제1 홀 및 상기 아웃렛에 대응하여 상기 유체가 배출되는 제2 홀이 형성되는 제2 기판을 포함하고, 상기 포토레시스트층은, 상기 인렛, 상기 아웃렛 및 상기 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 기체 배출 라인이 형성된다.A microfluidic device according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method therefor are provided. A microfluidic device according to an embodiment of the present invention includes: a first substrate on which an electrode array formed of a plurality of electrode lines is formed; a photoresist layer on which an inlet for injecting a fluid, an outlet for discharging the fluid, and a flow channel fluidly connected to the inlet and the outlet so that the fluid flows are formed; and a second substrate on which a first hole through which the fluid is injected corresponding to the inlet and a second hole through which the fluid is discharged corresponding to the outlet are formed on the photoresist layer, wherein a plurality of gas discharge lines are formed in a remaining area of the photoresist layer excluding an area where the inlet, the outlet, and the flow channel are formed.

Description

미세 유체 장치 및 이를 제조하는 방법{MICROFLUIDIC APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}{MICROFLUIDIC APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 미세 유체 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microfluidic device and a method for manufacturing the same.

랩온어칩(Lab-on-a-chip, LOC) 기술이 각광을 받고 있다. 랩온어칩 기술은 NT, IT, BT의 융합기술의 대표적인 예로 MEMS나 NEMS와 같은 기술을 이용하여 시료의 희석, 혼합, 반응, 분리, 정량 등 시료의 모든 전처리 및 분석 단계를 하나의 칩 위에서 수행하도록 하는 기술을 말한다.Lab-on-a-chip (LOC) technology is in the spotlight. Lab-on-a-chip technology is a representative example of NT, IT, and BT convergence technology, and refers to technology that performs all preprocessing and analysis steps of samples, such as dilution, mixing, reaction, separation, and quantification, on a single chip using technologies such as MEMS and NEMS.

이와 같은, 랩온어칩 기술이 적용된 미세 유체 장치(microfluidic devices)는 반응채널을 흐르는 유체 시료의 유동 혹은 반응채널에 공급된 유체 시료와 시약의 반응을 분석 및 진단함은 물론, 유체 시료의 제어와 관련된 여러 단계의 처리 및 조작을 하나의 칩에서 수행할 수 있도록 유리, 실리콘 또는 플라스틱으로 된 수 ㎠ 크기의 소형의 칩 상에 분석에 필요한 다수의 유닛이 구비된 형태로 제작된다.Microfluidic devices using lab-on-a-chip technology such as this one are manufactured in a form in which a number of units necessary for analysis are equipped on a small chip of a few cm2 in size made of glass, silicon or plastic so that they can analyze and diagnose the flow of a fluid sample flowing through a reaction channel or the reaction between a fluid sample and a reagent supplied to the reaction channel, as well as perform various stages of processing and manipulation related to the control of the fluid sample on a single chip.

그러나, 이러한 미세 유체 장치는 유리, 실리콘 또는 플라스틱 등의 여러 층이 접착되므로, 서로 다른 재료에 의해 접착이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 접착된 층들에 의해 두께가 두꺼워져 추후 다이싱(dicing) 공정 시 결함이 발생할 수 있다.However, since these microfluidic devices are made up of multiple layers of glass, silicon, or plastic, adhesion may not occur well due to different materials, and the thickness of the bonded layers may increase, which may cause defects during the subsequent dicing process.

이에, 다양한 재료로 이루어진 여러 층을 접착할 시 접착력을 높이면서 다이싱 결함을 최소화하기 위한 미세 유체 장치 및 이를 제조하는 방법에 요구된다.Accordingly, a microfluidic device and a method for manufacturing the same are required to minimize dicing defects while increasing adhesive strength when bonding multiple layers made of various materials.

본 발명의 발명자들은 유로 채널이 형성되는 층위에 유리로 형성된 기판이 접착되는 경우 접착력이 떨어지게 되면 추후 다이싱 공정에서 층들이 모두 떨어져 나가거나 파손되는 사실을 인식하였다.The inventors of the present invention have recognized that when a substrate formed of glass is bonded to a layer in which a euro channel is formed, if the bonding strength decreases, the layers are either completely separated or damaged during a subsequent dicing process.

또한, 본 발명의 발명자들은 서로 다른 물질로 이루어지는 복수의 층들을 접착하고, 접착된 복수의 층들을 다이싱할 경우 층들의 두께에 의해 다이싱 기기에 결함을 유발할 수 있고, 접착된 층들이 파손될 수 있다는 사실을 인지하였다.In addition, the inventors of the present invention recognized that when bonding a plurality of layers made of different materials and dicing the bonded plurality of layers, a defect may be caused in the dicing device due to the thickness of the layers, and the bonded layers may be damaged.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서로 다른 물질로 이루어진 층들의 접착력을 높이면서 다이싱 공정에서 파손 결함을 최소화하기 위한 미세 유체 장치 및 이를 위한 제조 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a microfluidic device and a manufacturing method therefor for minimizing breakage defects in a dicing process while increasing the adhesive strength of layers made of different materials.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치 및 이를 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치는, 복수의 전극 라인으로 이루어진 전극 어레이가 형성되는 제1 기판; 제1 기판 상에 유체를 주입하기 위한 인렛(inlet), 유체를 배출하기 위한 아웃렛(outlet) 및 유체가 흐르도록 인렛과 아웃렛과 유체적으로 연결된 유로 채널이 형성되는 포토레시스트층; 및 포토레시스트층 상에 인렛에 대응하여 유체가 주입되는 제1 홀 및 아웃렛에 대응하여 유체가 배출되는 제2 홀이 형성되는 제2 기판을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problem, a microfluidic device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same are provided. The microfluidic device according to an embodiment of the present invention may include a first substrate on which an electrode array composed of a plurality of electrode lines is formed; a photoresist layer on which an inlet for injecting a fluid, an outlet for discharging the fluid, and a flow channel fluidly connected to the inlet and the outlet so that the fluid flows are formed on the first substrate; and a second substrate on which a first hole for injecting a fluid corresponding to the inlet and a second hole for discharging the fluid corresponding to the outlet are formed on the photoresist layer.

본 발명의 실시예에 따른 포토레시스트층은, 인렛, 아웃렛 및 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 기체 배출 라인이 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a photoresist layer may have a plurality of gas discharge lines formed in a region other than a region where an inlet, outlet, and euro channel are formed.

본 발명의 실시예에 따른 제1 기판은, 실리콘으로 이루어질 수 있다.The first substrate according to an embodiment of the present invention may be made of silicon.

본 발명의 실시예에 따른 포토레시스트층은, 접착력 있는 유기 물질로 이루어질 수 있다. The photoresist layer according to an embodiment of the present invention may be formed of an adhesive organic material.

본 발명의 실시예에 따른 인렛 및 아웃렛은, 원통형으로 이루어지고, 인렛 및 아웃렛 각각의 지름은 유로 채널의 너비보다 넓게 구성될 수 있다.The inlet and outlet according to an embodiment of the present invention are formed in a cylindrical shape, and the diameter of each of the inlet and outlet can be configured to be wider than the width of the euro channel.

본 발명의 실시예에 따른 포토레시스트층은, 제1 기판의 에지 부분의 상면 일부가 개방되도록 개방 영역이 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a photoresist layer may have an open region formed such that a portion of the upper surface of an edge portion of the first substrate is open.

본 발명의 실시예에 따른 제2 기판은, 포토레시스트층의 제1 개방 영역에 대응하여 제1 기판의 에지 부분의 상면 일부가 개방되도록 제2 개방 영역이 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a second substrate may have a second open area formed such that a portion of an upper surface of an edge portion of the first substrate is opened corresponding to the first open area of the photoresist layer.

본 발명의 실시예에 따른 전극 어레이는, 복수의 전극 라인 각각에 대응하여 복수의 더미 라인(dummy line)을 더 포함할 수 있다.An electrode array according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of dummy lines corresponding to each of a plurality of electrode lines.

본 발명의 실시예에 따른 제1 기판 상에 복수의 전극 라인으로 이루어지는 전극 어레이를 형성하는 단계, 전극 어레이가 형성된 제1 기판 상에 포토레시스트층을 접착하는 단계, 유체를 주입하기 위한 인렛, 유체를 배출하기 위한 아웃렛 및 유체가 흐르도록 인렛과 아웃렛과 유체적으로 연결된 유로 채널을 형성하도록 제1 마스크 패턴을 이용하여 포토레시스트층을 식각하는 단계, 식각된 포토레시스트층 상에 제2 마스크 패턴을 통해 식각된 제2 기판을 접착하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method comprises the steps of forming an electrode array composed of a plurality of electrode lines on a first substrate, bonding a photoresist layer on the first substrate on which the electrode array is formed, etching the photoresist layer using a first mask pattern to form an inlet for injecting a fluid, an outlet for discharging the fluid, and a flow channel fluidly connected to the inlet and the outlet so that the fluid can flow, and bonding a second substrate that has been etched through a second mask pattern on the etched photoresist layer.

본 발명의 실시예에 따른 제1 마스크 패턴을 이용하여 인렛, 아웃렛 및 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 기체 배출 라인이 더 형성될 수 있다.Using the first mask pattern according to an embodiment of the present invention, a plurality of gas discharge lines can be further formed in an area other than an area where an inlet, outlet, and euro channel are formed.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명은 포토레시스트층에 기체 배출 라인이 형성됨에 따라 포토레시스트층과 제2 기판간의 접착 시 포토레시스트층으로부터 발생되는 기포가 기체 배출 라인을 통해 밖으로 배출됨으로써, 서로 다른 물질로 이루어진 층들 간의 접착력이 강해져 다이싱 공정 시 부서지거나 파손되는 에러 발생율을 최소화할 수 있다.According to the present invention, since a gas discharge line is formed in a photoresist layer, air bubbles generated from the photoresist layer when bonding the photoresist layer and a second substrate are discharged to the outside through the gas discharge line, thereby strengthening the adhesive strength between layers made of different materials, thereby minimizing the occurrence of errors such as breakage or damage during a dicing process.

또한, 본 발명은 포토레시스트층 및 제2 기판의 각 측면이 제1 기판의 에지 부분의 상면 일부를 개방하도록 측면으로부터 안쪽으로 오목하게 형성됨으로써, 포토레시스트층 및 제2 기판의 다이싱 라인을 최소화하여 다이싱 공정 시 부서지거나 파손되는 에러 발생율을 최소화하고, 안정적이고 원활한 다이싱이 가능하다. In addition, the present invention minimizes the dicing line of the photoresist layer and the second substrate by forming each side of the photoresist layer and the second substrate concavely inward from the side so as to open a portion of the upper surface of the edge portion of the first substrate, thereby minimizing the occurrence of errors such as breaking or damage during the dicing process and enabling stable and smooth dicing.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited to those exemplified above, and more diverse effects are included in this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 A-A'의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포토레시스트층을 형성하기 위한 제1 마스크 패턴의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 기판을 형성하기 위한 제2 마스크 패턴의 예시도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 및 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary diagram of a first mask pattern for forming a photoresist layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary diagram of a second mask pattern for forming a second substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, and 6E are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다.The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clearer with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims. With respect to the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar components.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In this document, the expressions "have," "can have," "include," or "may include" indicate the presence of a given feature (e.g., a numerical value, function, operation, or component such as a part), but do not exclude the presence of additional features.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는(3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In this document, the expressions "A or B," "at least one of A and/or B," or "one or more of A or/and B" can include all possible combinations of the items listed together. For example, "A or B," "at least one of A and B," or "at least one of A or B" can all refer to cases where (1) at least one A is included, (2) at least one B is included, or (3) both at least one A and at least one B are included.

본 문서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.The expressions "first," "second," "first," or "second," etc., used in this document can describe various components, regardless of order and/or importance, and are only used to distinguish one component from another, but do not limit the components. For example, a first user device and a second user device can represent different user devices, regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights set forth in this document, a first component can be named a second component, and similarly, a second component can also be renamed as a first component.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.When it is stated that a component (e.g., a first component) is "(operatively or communicatively) coupled with/to" or "connected to" another component (e.g., a second component), it should be understood that the component can be directly coupled to the other component, or can be connected via another component (e.g., a third component). Conversely, when it is stated that a component (e.g., a first component) is "directly coupled to" or "directly connected to" another component (e.g., a second component), it should be understood that no other component (e.g., a third component) exists between the component and the other component.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~ 를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된)프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.The expression "configured to" as used herein can be used interchangeably with, for example, "suitable for," "having the capacity to," "designed to," "adapted to," "made to," or "capable of." The term "configured to" does not necessarily mean something that is "specifically designed to" in terms of hardware. Instead, in some contexts, the expression "a device configured to" can mean that the device is "capable of" doing something in conjunction with other devices or components. For example, the phrase "a processor configured (or set) to perform A, B, and C" can mean a dedicated processor (e.g., an embedded processor) to perform those operations, or a generic-purpose processor (e.g., a CPU or an application processor) that can perform those operations by executing one or more software programs stored in a memory device.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.The terms used in this document are only used to describe specific embodiments and may not be intended to limit the scope of other embodiments. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. The terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in general dictionaries may be interpreted as having the same or similar meaning in the context of the related technology, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this document. In some cases, even if a term is defined in this document, it cannot be interpreted to exclude the embodiments of this document.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.The individual features of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and as can be fully understood by those skilled in the art, various technical connections and operations are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 A-A'의 단면도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a microfluidic device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining a microfluidic device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 미세 유체 장치(1000)는 전극 어레이(1110)가 형성되는 제1 기판(1100), 기판(1100)의 상면에 형성되는 포토레시스트층(1200) 및 포토레시스트층(1200)의 상면에 형성되는 제2 기판(1300)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 3, a microfluidic device (1000) includes a first substrate (1100) on which an electrode array (1110) is formed, a photoresist layer (1200) formed on an upper surface of the substrate (1100), and a second substrate (1300) formed on an upper surface of the photoresist layer (1200).

제1 기판(1100)에는 제1 기판(1100) 상에 복수의 전극 라인으로 이루어진 전극 어레이(1110)가 형성된다. 특히, 제1 기판(1100)은 실리콘, 비정질 실리콘, 단결정 실리콘, 실리콘 카바이드 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시예에서 제1 기판(1100)은 전기적 특성에 따라 절연층으로 코팅될 수도 있다.An electrode array (1110) composed of a plurality of electrode lines is formed on the first substrate (1100). In particular, the first substrate (1100) may be made of silicon, amorphous silicon, single crystal silicon, silicon carbide, etc., but is not limited thereto. In various embodiments, the first substrate (1100) may be coated with an insulating layer depending on electrical characteristics.

전극 어레이(1110)는 금속 물질로 이루어지며, 금속 물질은 Au, Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Al, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Sn, 등과 같이 화학주 기율표에서 금속으로 명명되는 원소로 구성된 물질일 수 있다. 이러한 전극 어레이(1110)는 전술한 금속 물질 중 어느 하나로 형성되거나, 전술한 금속 물질이 적어도 1종 이상 혼합된 금속 혼합물로 형성될 수 있다. The electrode array (1110) is made of a metal material, and the metal material may be a material composed of an element named as a metal in the chemical periodic table, such as Au, Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Al, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Sn, etc. The electrode array (1110) may be formed of any one of the aforementioned metal materials, or may be formed of a metal mixture in which at least one or more of the aforementioned metal materials are mixed.

다양한 실시예에서 전극 어레이(1100)는 전극 라인 이외에 각 전극 라인에 대응하여 복수의 더미 라인(dummy line)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 더미 라인은 각 금속 라인을 중심으로 양 측에 배치될 수 있다. 이러한 더미 라인을 통해 전극 라인의 정확한 패턴 형성이 가능해진다.In various embodiments, the electrode array (1100) may further include a plurality of dummy lines corresponding to each electrode line in addition to the electrode lines. For example, a plurality of dummy lines may be arranged on both sides centered on each metal line. Through these dummy lines, precise pattern formation of the electrode lines is possible.

포토레시스트층(1200)은 제1 기판(1100) 상에 형성되며, 접착력 있는 유기물질로 이루어질 수 있다. 특히, 포토레시스트층(1200)은 유체를 주입하기 위한 인렛(inlet)(1210), 유체를 배출하기 위한 아웃렛(outlet)(1220), 및 유체가 흐르도록 인렛(1210) 및 아웃렛(1220)과 유체적으로 연결되는 유로 채널(1230)을 가진다. The photoresist layer (1200) is formed on the first substrate (1100) and may be made of an adhesive organic material. In particular, the photoresist layer (1200) has an inlet (1210) for injecting a fluid, an outlet (1220) for discharging the fluid, and a flow channel (1230) fluidically connected to the inlet (1210) and the outlet (1220) so that the fluid flows.

인렛(1210)은 후술하는 제2 기판(1300)의 제1 홀(1310)의 위치에 대응하고, 아웃렛(1220)은 제2 기판(1300)의 제2 홀(1320)의 위치에 대응하도록 형성될 수 있다. 이에, 제1 홀(1310)을 통해서 주입된 미세 유체가 인렛(1210)을 통해 유로 채널(1230)로 삽입되어 흐르고, 유로 채널(1230)을 흐른 미세 유체가 아웃렛(1220) 및 제2 홀(1320)을 통해 밖으로 배출될 수 있다. The inlet (1210) may be formed to correspond to the position of the first hole (1310) of the second substrate (1300) described later, and the outlet (1220) may be formed to correspond to the position of the second hole (1320) of the second substrate (1300). Accordingly, the microfluid injected through the first hole (1310) may be inserted into the flow channel (1230) through the inlet (1210) and flow, and the microfluid flowing through the flow channel (1230) may be discharged out through the outlet (1220) and the second hole (1320).

구체적으로, 인렛(1210) 및 아웃렛(1220)은 원통형으로 형성되며, 인렛(1210)과 아웃렛(1230) 사이에 인렛(1210)과 아웃렛(1230)을 서로 연결하도록 유로 채널(1230)이 형성될 수 있다. 유로 채널(12330)은 인렛(1210)의 일 측과 해당 일 측을 마주보는 아웃렛(1220)의 일 측을 연결하고, 인렛(1210) 및 아웃렛(1220)의 지름보다 더 좁은 너비를 가질 수 있다. 인렛(1210), 아웃렛(1220) 및 유로 채널(1230)은 포토레시스트층(1200)을 관통하도록 형성될 수 있다.Specifically, the inlet (1210) and the outlet (1220) are formed in a cylindrical shape, and a flow channel (1230) may be formed between the inlet (1210) and the outlet (1230) to connect the inlet (1210) and the outlet (1230) to each other. The flow channel (12330) connects one side of the inlet (1210) and one side of the outlet (1220) facing the one side, and may have a width narrower than the diameters of the inlet (1210) and the outlet (1220). The inlet (1210), the outlet (1220), and the flow channel (1230) may be formed to penetrate the photoresist layer (1200).

특히, 유로 채널(1230)은 제1 기판(1100)의 전극 어레이(1110)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이러한 유로 채널(1230)을 통해 전극 어레이(1110) 위로 입자를 포함하는 유체가 흐르면 유체가 전극 어레이(1110)를 지날때마다 전위차가 발생하게 되어 입자가 지나감을 검출할 수 있게 된다.In particular, the euro channel (1230) may be formed at a position corresponding to the electrode array (1110) of the first substrate (1100). When a fluid containing particles flows over the electrode array (1110) through the euro channel (1230), a potential difference is generated each time the fluid passes the electrode array (1110), thereby enabling detection of the passage of particles.

나아가, 포토레시스트층(1200)은 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 기체 배출 라인(1240)이 형성될 수 있다. 포토레시스트층(1200)에 유리로 이루어진 제2 기판(1300)이 접착될 경우 포토레시스트층(1200)과 제2 기판(1300) 사이에 기포가 발생하여 이러한 기포가 유로 채널(1230)로 침투될 수 있다. 따라서, 발생한 기포가 유로 채널로 침투되는 것을 방지하기 위해 포토레시스트층(1200)에는 복수의 직선 라인들이 교차하는 기체 배출 라인(1240)이 형성될 수 있다. 이러한 기체 배출 라인(1240)은 포토레지스트층(1200)의 측벽과 연결되어 기포가 밖으로 배출될 수 있다. In addition, the photoresist layer (1200) may have a plurality of gas discharge lines (1240) formed in the remaining area except for the area where the flow channel is formed. When a second substrate (1300) made of glass is bonded to the photoresist layer (1200), bubbles may be generated between the photoresist layer (1200) and the second substrate (1300), and these bubbles may penetrate into the flow channel (1230). Therefore, in order to prevent the generated bubbles from penetrating into the flow channel, a plurality of gas discharge lines (1240) intersecting straight lines may be formed in the photoresist layer (1200). These gas discharge lines (1240) are connected to the sidewall of the photoresist layer (1200) so that the bubbles may be discharged to the outside.

이처럼, 제2 기판(1300)과의 접착시 포토레시스트층(1200)에서 발생되는 기포를 기체 배출 라인(1240)을 통해 밖으로 배출함으로써, 포토레시스트층(1200)과 제2 기판(1300) 간의 접착력을 향상시키면서 에러 발생율을 최소화할 수 있다. In this way, by discharging air bubbles generated in the photoresist layer (1200) during bonding with the second substrate (1300) through the gas discharge line (1240), the adhesive strength between the photoresist layer (1200) and the second substrate (1300) can be improved while minimizing the error rate.

또한, 포토레시스트층(1200)의 각 측면에는 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부(1120)가 개방되도록 제1 개방 영역이 형성될 수 있다. 예를 들어, 포토레시스트층(1200)의 측면 일부가 측면으로부터 안쪽으로 오목하게 형성됨으로써, 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부(1120)가 개방될 수 있다. 이러한 제1 개방 영역을 통해 컨택 패드(contact pad)가 노출되어 전기적 측정을 위해 전극에 가해지는 전압을 인가할 수 있게 된다.In addition, a first open area may be formed on each side of the photoresist layer (1200) so that a portion of the upper surface (1120) of the edge portion of the first substrate (1100) is opened. For example, a portion of the side surface of the photoresist layer (1200) may be formed concavely inward from the side surface, thereby opening a portion of the upper surface (1120) of the edge portion of the first substrate (1100). Through this first open area, a contact pad is exposed, so that a voltage can be applied to the electrode for electrical measurement.

한편, 제2 기판(1300)은 유리, 플라스틱 및 PDMS(Polydimethylsiloxane) 등과 같은 유기물질로 이루질 수 있다. 특히, 제2 기판(1300)은 유체를 인렛(1210)으로 주입할 수 있는 제1 홀(1310)과 아웃렛(1220)으로부터 배출되는 유체를 밖으로 배출하는 제2 홀(1320)이 형성될 수 있다. 제1 홀(1310)은 포토레시스트층(1200)의 인렛(1210)의 위치에 대응하여 제2 기판(1300)을 관통하는 원통형으로 형성되고, 제2 홀(1320)은 포토레시스트층(1200)의 아웃렛(1220)의 위치에 대응하여 제2 기판(1300)을 관통하는 원통형으로 형성된다.Meanwhile, the second substrate (1300) may be made of an organic material such as glass, plastic, and PDMS (Polydimethylsiloxane). In particular, the second substrate (1300) may be formed with a first hole (1310) that can inject fluid into the inlet (1210) and a second hole (1320) that discharges fluid discharged from the outlet (1220). The first hole (1310) is formed in a cylindrical shape penetrating the second substrate (1300) corresponding to the position of the inlet (1210) of the photoresist layer (1200), and the second hole (1320) is formed in a cylindrical shape penetrating the second substrate (1300) corresponding to the position of the outlet (1220) of the photoresist layer (1200).

제2 기판(1300) 또한 각 측면이 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부(120)가 개방되도록 제2 개방 영역이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(1300)의 측면 일부가 측면으로부터 안쪽으로 오목하게 형성됨으로써, 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부(1120)가 개방될 수 있다. 상술한 제1 개방 영역과 제2 개방 영역의 위치 및 크기 등은 서로 일치할 수 있다. The second substrate (1300) may also be formed with a second open area so that each side surface of a portion (120) of an edge portion of the first substrate (1100) is open. For example, a portion of a side surface of the second substrate (1300) may be formed to be concave inward from the side surface, thereby opening a portion (1120) of an upper surface of an edge portion of the first substrate (1100). The positions and sizes of the first open area and the second open area described above may be identical to each other.

이러한 개방 영역들을 통해 컨택 패드가 노출되어 전기적 측정을 위해 전극에 가해지는 전압을 인가할 수 있게 된다. These open areas expose the contact pads, allowing voltage to be applied to the electrodes for electrical measurements.

이처럼, 포토레시스트층(1200) 및 제2 기판(1300)의 측면 구조에 의해 컨택 패드가 노출되어 전기적 측정을 위해 기판(1100)의 전극 레이어(1110)에 가해지는 전압을 인가할 수 있다.In this way, the contact pads are exposed by the side structures of the photoresist layer (1200) and the second substrate (1300), so that a voltage can be applied to the electrode layer (1110) of the substrate (1100) for electrical measurement.

이하에서는 상술한 포토레시스트층(1200)을 형성하기 위한 제1 마스크 패턴 및 제2 기판(1300)을 형성하기 위한 제2 마스크 패턴에 대해서 설명하도록 한다.Below, the first mask pattern for forming the above-described photoresist layer (1200) and the second mask pattern for forming the second substrate (1300) will be described.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포토레시스트층을 형성하기 위한 제1 마스크 패턴의 예시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 기판을 형성하기 위한 제2 마스크 패턴의 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary diagram of a first mask pattern for forming a photoresist layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exemplary diagram of a second mask pattern for forming a second substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 마스크 패턴(400)은 포토레시스트층(1200)의 인렛(1210), 아웃렛(1220) 및 유로 채널(1230)을 형성하기 위한 제1 패턴 영역(410), 복수의 기체 배출 라인(1240)을 형성하기 위한 제2 패턴 영역(420) 및 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부를 개방하기 위한 제3 패턴 영역(430)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 마스크 패턴(400)을 이용하여 상술한 포토레시스트층(1200)이 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4, the first mask pattern (400) may include a first pattern region (410) for forming an inlet (1210), an outlet (1220), and a flow channel (1230) of a photoresist layer (1200), a second pattern region (420) for forming a plurality of gas discharge lines (1240), and a third pattern region (430) for opening a portion of an upper surface of an edge portion of a substrate (1100). The above-described photoresist layer (1200) may be formed using the first mask pattern (400).

나아가, 제1 마스크 패턴(400)은 다이싱(dicing)을 위한 다이싱 라인 패턴 (440)을 더 포함할 수 있다. 이러한 다이싱 라인 패턴(440)에 의해 포토레시스트층(1200)에 대한 식각 공정 시 포토레시스트층(1200)이 기 설정된 두께만큼 부분 식각될 수 있다. 이러한 제3 패턴 영역(430)에 의해 다이싱 라인 패턴(440)의 길이가 최소화되므로, 다이싱을 위한 영역 또한 최소화되어 안정성 있는 다이싱이 가능하다.In addition, the first mask pattern (400) may further include a dicing line pattern (440) for dicing. By the dicing line pattern (440), the photoresist layer (1200) may be partially etched to a preset thickness during an etching process for the photoresist layer (1200). Since the length of the dicing line pattern (440) is minimized by the third pattern area (430), the area for dicing is also minimized, thereby enabling stable dicing.

도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 제2 마스크 패턴(500)은 제2 기판(1300)의 제1 홀(1310)을 형성하기 위한 제5 패턴 영역(510) 및 제2 홀(1320)을 형성하기 위한 제6 패턴 영역(520) 및 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부를 개방하기 위한 제7 패턴 영역(530)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 3 and 5, the second mask pattern (500) may include a fifth pattern region (510) for forming a first hole (1310) of the second substrate (1300), a sixth pattern region (520) for forming a second hole (1320), and a seventh pattern region (530) for opening a portion of an upper surface of an edge portion of the substrate (1100).

나아가, 제2 마스크 패턴(500)은 다이싱을 위한 다이싱 라인 패턴(540)을 더 포함할 수 있다. 이러한 다이싱 라인 패턴(540)에 의해 제2 기판(1300)에 대한 식각 공정 시 제2 기판(1300)이 기 설정된 두께만큼 부분 식각될 수 있다. 이러한 제7 패턴 영역(530)에 의해 다이싱 라인 패턴(540)의 길이가 최소화되므로, 다이싱을 위한 영역 또한 최소화되어 안정성 있는 다이싱이 가능하다.In addition, the second mask pattern (500) may further include a dicing line pattern (540) for dicing. By this dicing line pattern (540), the second substrate (1300) may be partially etched to a preset thickness during an etching process for the second substrate (1300). Since the length of the dicing line pattern (540) is minimized by this seventh pattern region (530), the region for dicing is also minimized, thereby enabling stable dicing.

이하에서는 미세 유체 장치를 제조하는 방법에 대해서 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 및 도 6e을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a microfluidic device will be described in detail with reference to FIGS. 6a, 6b, 6c, 6d, and 6e.

도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 및 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, and 6E are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 제1 기판(1100)에 전극 어레이(1110)가 형성된다. 전극 어레이(1110)는 예를 들어, 리쏘그래피, 금속 증착 및 패터닝 단계 등을 통해 형성될 수 있다. 나아가, 제1 기판(1100)이 실리콘인 경우 제1 기판(1100)의 상면에 절연막이 형성될 수 있다. 절연막은 옥사이드 또는 나이트라이드층일 수 있다.Referring to FIG. 6a, an electrode array (1110) is formed on a first substrate (1100). The electrode array (1110) may be formed, for example, through lithography, metal deposition, and patterning steps. Furthermore, when the first substrate (1100) is silicon, an insulating film may be formed on an upper surface of the first substrate (1100). The insulating film may be an oxide or nitride layer.

도 6b를 참조하면, 제1 기판(1100) 상에 포토레시스트층(1200)이 형성된다. 포토레시스트층(1200)의 형성은 전극 어레이(1110)가 형성된 제1 기판(1100) 상에 포토레시스트층(1200)가 본딩(bonding)되는 방식으로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 6b, a photoresist layer (1200) is formed on a first substrate (1100). The formation of the photoresist layer (1200) can be performed in a manner in which the photoresist layer (1200) is bonded on a first substrate (1100) on which an electrode array (1110) is formed.

도 6c를 참조하면, 포토레시스트층(1200) 상에 도 4에서 설명한 제1 마스크 패턴(400)이 형성되고, 도 6d와 같이 제1 마스크 패턴(400)을 이용하여 포토레시스트층(1200)이 패터닝되어 인렛(1210), 아웃렛(1220), 유로 채널(1230) 및 기체 배출 라인(1240)이 형성된다. 나아가, 이러한 패터닝 공정을 통해 제1 기판(1100)의 각 에지 부분의 상면 일부(1120)가 노출(또는 개방)되도록 포토레시스트층(1200)의 각 측면 일부가 제거될 수 있다. 포토레시스트층(1200)의 패터닝은 일반적인 포토레시스트 방식으로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 6c, a first mask pattern (400) described in FIG. 4 is formed on a photoresist layer (1200), and as shown in FIG. 6d, the photoresist layer (1200) is patterned using the first mask pattern (400) to form an inlet (1210), an outlet (1220), a flow channel (1230), and a gas exhaust line (1240). Furthermore, through this patterning process, a portion of each side surface of the photoresist layer (1200) may be removed so that a portion of the upper surface (1120) of each edge portion of the first substrate (1100) is exposed (or opened). The patterning of the photoresist layer (1200) may be implemented using a general photoresist method.

도 6e를 참조하면, 포토레시스트층(1200) 상에 제2 기판(1300)이 형성된다. 제2 기판(1300)의 형성은 인렛(1210), 아웃렛(1220), 유로 채널(1230) 및 기체 배출 라인(1240)이 형성된 포토레시스트층(1200) 상에 제2 기판(1300)이 본딩되는 방식으로 수행될 수 있다. 여기서, 제2 기판(1300)은 도 5에서 설명한 제2 마스크 패턴(500)을 이용하여 식각 공정을 통해 제1 홀(1310) 및 제2 홀(1320)이 형성되고, 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부(1120)가 노출(또는 개방)되도록 제2 기판(1300)의 각 측면 일부가 제거될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(1300)에 대한 식각 공정은 샌드 블라스트(sand blast) 공정이 이용될 수 있다.Referring to FIG. 6e, a second substrate (1300) is formed on a photoresist layer (1200). The formation of the second substrate (1300) may be performed in such a manner that the second substrate (1300) is bonded on a photoresist layer (1200) in which an inlet (1210), an outlet (1220), a flow channel (1230), and a gas exhaust line (1240) are formed. Here, the second substrate (1300) may be formed with a first hole (1310) and a second hole (1320) through an etching process using the second mask pattern (500) described in FIG. 5, and a portion of each side surface of the second substrate (1300) may be removed so that a portion of the upper surface (1120) of an edge portion of the first substrate (1100) is exposed (or opened). For example, the etching process for the second substrate (1300) may use a sand blast process.

이와 같이 기체 배출 라인(1240)이 형성된 포토레시스트층(1200)의 상면에 제1 홀(1310) 및 제2 홀(1320)이 형성된 제2 기판(1300)이 접착될 때 포토레시스트층(1200)으로부터 발생되는 기포가 포토레시스트층(1200)에 형성된 기체 배출 라인(1240)을 통해 배출됨으로써, 서로 다른 물질로 이루어진 층들(제1 기판, 포토레시스트층(1200) 및 제2 기판(1300)) 간의 접착력이 강해져 다이싱 공정 시 부서지거나 파손되는 에러 발생율을 최소화할 수 있다.When a second substrate (1300) having a first hole (1310) and a second hole (1320) formed on the upper surface of a photoresist layer (1200) having a gas discharge line (1240) formed in this way is bonded, air bubbles generated from the photoresist layer (1200) are discharged through the gas discharge line (1240) formed in the photoresist layer (1200), thereby strengthening the adhesive strength between layers made of different materials (the first substrate, the photoresist layer (1200), and the second substrate (1300)), thereby minimizing the occurrence of errors such as breakage or damage during the dicing process.

또한, 포토레시스트층(1200) 및 제2 기판(1300)의 각 측면이 제1 기판(1100)의 에지 부분의 상면 일부를 개방하도록 측면으로부터 안쪽으로 오목하게 형성됨으로써, 포토레시스트층(1200) 및 제2 기판(1300)의 다이싱 라인을 최소화하여 다이싱 공정 시 부서지거나 파손되는 에러 발생율을 최소화하고, 안정적이고 원활한 다이싱이 가능하다.In addition, since each side of the photoresist layer (1200) and the second substrate (1300) is formed concavely inward from the side to open a portion of the upper surface of the edge portion of the first substrate (1100), the dicing line of the photoresist layer (1200) and the second substrate (1300) is minimized, thereby minimizing the occurrence of errors such as breaking or damage during the dicing process, and enabling stable and smooth dicing.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the attached drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all aspects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.

1000: 미세 유체 장치
1100: 제1 기판
1100: 전극 어레이
1200: 포토리시스트층
1210: 인렛
1220: 아웃렛
1230: 유로 채널
1300: 제2 기판
1310: 제1 홀
1320: 제2 홀
1000: Microfluidic Devices
1100: 1st board
1100: Electrode Array
1200: Photoresist layer
1210: Inlet
1220: Outlet
1230: Euro Channel
1300: Second substrate
1310: Hall 1
1320: 2nd hole

Claims (8)

복수의 전극 라인으로 이루어진 전극 어레이가 형성되는 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 유체를 주입하기 위한 인렛(inlet), 상기 유체를 배출하기 위한 아웃렛(outlet) 및 상기 유체가 흐르도록 상기 인렛 및 상기 아웃렛과 유체적으로 연결된 유로 채널이 형성되는 포토레시스트층; 및
상기 포토레시스트층의 상면에 상기 인렛에 대응하여 상기 유체가 주입되는 제1 홀 및 상기 아웃렛에 대응하여 상기 유체가 배출되는 제2 홀이 형성되는 제2 기판을 포함하고,
상기 포토레시스트층은, 상기 제2 기판이 상기 포토레시스트층의 상면에 본딩 방식을 통해 접착될 시에 발생되는 기포가 배출될 수 있도록 상기 인렛, 상기 아웃렛 및 상기 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 직선 라인들이 교차하는 형태로 복수의 기체 배출 라인을 형성하는, 미세 유체 장치.
A first substrate on which an electrode array composed of a plurality of electrode lines is formed;
A photoresist layer having an inlet for injecting a fluid onto the first substrate, an outlet for discharging the fluid, and a flow channel fluidly connected to the inlet and the outlet so that the fluid flows; and
A second substrate is formed on the upper surface of the photoresist layer, in which a first hole through which the fluid is injected corresponding to the inlet and a second hole through which the fluid is discharged corresponding to the outlet are formed,
A microfluidic device in which the photoresist layer forms a plurality of gas discharge lines in a form in which a plurality of straight lines intersect in a region other than the region where the inlet, the outlet, and the flow channel are formed so that air bubbles generated when the second substrate is bonded to the upper surface of the photoresist layer can be discharged.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은, 실리콘으로 이루어지는, 미세 유체 장치.
In the first paragraph,
The above first substrate is a microfluidic device made of silicon.
제1항에 있어서,
상기 포토레시스트층은, 접착력 있는 유기 물질로 이루어지는, 미세 유체 장치.
In the first paragraph,
A microfluidic device, wherein the photoresist layer is made of an adhesive organic material.
제1항에 있어서,
상기 인렛 및 상기 아웃렛은, 원통형으로 이루어지고,
상기 인렛 및 상기 아웃렛 각각의 지름은 상기 유로 채널의 너비보다 넓게 구성되는, 미세 유체 장치.
In the first paragraph,
The above inlet and the above outlet are formed in a cylindrical shape,
A microfluidic device, wherein each of the inlet and the outlet has a diameter wider than the width of the euro channel.
제1항에 있어서, 상기 포토레시스트층은,
상기 제1 기판의 에지 부분의 상면 일부가 개방되도록 제1 개방 영역이 형성되는, 미세 유체 장치.
In the first paragraph, the photoresist layer,
A microfluidic device, wherein a first open area is formed so that a portion of an upper surface of an edge portion of the first substrate is open.
제5항에 있어서, 상기 제2 기판은,
상기 포토레시스트층의 상기 제1 개방 영역에 대응하여 상기 제1 기판의 에지 부분의 상면 일부가 개방되도록 제2 개방 영역이 형성되는, 미세 유체 장치.
In the fifth paragraph, the second substrate,
A microfluidic device, wherein a second open area is formed so that a portion of an upper surface of an edge portion of the first substrate is opened corresponding to the first open area of the photoresist layer.
제1항에 있어서, 상기 전극 어레이는,
상기 복수의 전극 라인 각각에 대응하여 복수의 더미 라인(dummy line)을 더 포함하는, 미세 유체 장치.
In the first paragraph, the electrode array,
A microfluidic device further comprising a plurality of dummy lines corresponding to each of the plurality of electrode lines.
제1 기판 상에 복수의 전극 라인으로 이루어지는 전극 어레이를 형성하는 단계;
상기 전극 어레이가 형성된 상기 제1 기판 상에 포토레시스트층을 접착하는 단계;
유체를 주입하기 위한 인렛(inlet), 상기 유체를 배출하기 위한 아웃렛(outlet) 및 상기 유체가 흐르도록 상기 인렛과 상기 아웃렛과 유체적으로 연결된 유로 채널을 형성하도록 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 포토레시스트층을 식각하는 단계;
상기 식각된 포토레시스트층의 상면에 제2 마스크 패턴을 통해 식각된 제2 기판을 본딩 방식으로 접착하는 단계를 포함하고,
상기 포토레시스트층을 식각하는 단계는,
상기 포토레시스트층의 상면에 상기 제2 기판이 접착될 시에 발생되는 기포가 배출될 수 있도록 상기 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 인렛, 상기 아웃렛 및 상기 유로 채널이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 직선 라인들이 교차하는 형태로 복수의 기체 배출 라인을 더 형성하는, 미세 유체 장치의 제조 방법.
A step of forming an electrode array composed of a plurality of electrode lines on a first substrate;
A step of bonding a photoresist layer on the first substrate on which the electrode array is formed;
A step of etching the photoresist layer using a first mask pattern to form an inlet for injecting a fluid, an outlet for discharging the fluid, and a flow channel fluidly connected to the inlet and the outlet so that the fluid flows;
A step of bonding a second substrate etched through a second mask pattern to the upper surface of the etched photoresist layer,
The step of etching the above photoresist layer is:
A method for manufacturing a microfluidic device, wherein a plurality of gas discharge lines are further formed in a form in which a plurality of straight lines intersect in a remaining area excluding an area where the inlet, the outlet, and the flow channel are formed using the first mask pattern so that air bubbles generated when the second substrate is adhered to the upper surface of the photoresist layer can be discharged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100247706B1 (en) * 1997-11-07 2000-06-01 구광시 Dry film photoresist
WO2007009125A2 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Nano-Ditech Corporation Microfluidic devices and methods of preparing and using the same
KR100993810B1 (en) * 2008-09-30 2010-11-12 고려대학교 산학협력단 digital micropump by using electrowetting on dielectric
KR102012243B1 (en) * 2017-09-19 2019-11-04 한국기계연구원 Micro Fluid Element having Micro Sub Flow Paths and Mold for Manufacturing the Same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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