紫外激光曝光光刻SU-8膠的工藝研究.pdf

1、MEMS(微電子機械系統(tǒng))是21世紀(jì)科技與產(chǎn)業(yè)的熱點之一，而微細加工技術(shù)又是MEMS發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在MEMS領(lǐng)域中，常需要用到具有一定厚度和深寬比的微結(jié)構(gòu)，LIGA(X射線深層光刻、電鑄成型和微復(fù)制)技術(shù)是制作這種微結(jié)構(gòu)的重要手段，因此成為MEMS微細加工中十分重要的技術(shù)。LIGA技術(shù)需要昂貴的同步輻射X射線源，因此，限制了其廣泛的應(yīng)用。本文首次提出采用紫外激光作為曝光光源的Laser-LIGA技術(shù)，對SU-8膠進行曝光光刻不僅成本低

2、、易推廣，而且具有大幅度提高光刻深寬比的潛力。 本文采用波長為355nm的三倍頻Nd：YAG激光作為曝光光源，對SU-8光刻膠進行光刻研究。首先分析了激光紫外光源與普通紫外光源在單色性與方向性上的差異，論證了采用激光紫外光源曝光SU-8光刻膠的優(yōu)勢。初步研究了SU-8膠的光刻工藝流程，討論了涂膠、前烘等各個步驟對光刻結(jié)果的影響。然后在實驗上研究并分析了曝光深度隨曝光時間的變化規(guī)律和曝光深度隨曝光功率的變化規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)固定曝

3、光功率，不斷增加曝光時間時，曝光深度的增加趨于緩慢，程指數(shù)曲線形式變化，可表示為y=40.5x0.151，當(dāng)曝光時間不斷增加時，曝光深度的增加趨近于飽和；當(dāng)固定曝光時間，不斷增加曝光功率時，曝光深度程線性趨勢增加，可表示為y=0.238x+44.454。最后依據(jù)前面得到的的實驗規(guī)律，制作了幾種不同厚度的SU-8膠微結(jié)構(gòu)，SEM照片顯示圖形質(zhì)量較好，側(cè)壁垂直，圖形最大高度可達250微米，深寬比可達10。對實驗結(jié)果的分析表明，進一步提高光刻