SU8工藝參數(shù)的優(yōu)化及多層微結(jié)構(gòu)的制備研究.pdf

1、SU8是一種負性近紫外厚光刻膠，它光敏性好，深寬比大，側(cè)壁陡直，抗腐蝕，適用于微機電系統(tǒng)（MEMS），UV-LIGA和其他厚膜超厚膜應(yīng)用。但是厚度超過250 μm的SU8微結(jié)構(gòu)會有較為明顯的倒角，并且隨著厚度的增加而增大。本文研究了工藝參數(shù)對于SU8微結(jié)構(gòu)的影響，通過優(yōu)化曝光和顯影參數(shù)，得到了300 μm厚的正角SU8光刻膠微結(jié)構(gòu)和500 μm厚的垂直SU8光刻膠微結(jié)構(gòu)。并通過系列對比試驗，合理地解釋了正角的形成原因及影響因素，提出了一

2、種簡單的消除倒角的工藝改進方法。此外，還研究了影響SU8微結(jié)構(gòu)側(cè)壁粗糙度的因素，并提出了相應(yīng)的改進方法。 然后，利用優(yōu)化好的基于SU8光刻膠的UV-LIGA技術(shù)制備了雙層微型齒輪。齒輪單層的厚度可達450μm。制備中分別采用了三種工藝路線：兩次電鑄、濺射種子層一次電鑄和直接一次電鑄，均成功制備出了雙層齒輪，并討論了三種工藝路線各自的適用范圍：兩次電鑄工藝路線適用于對機械強度要求不高的各類多層結(jié)構(gòu)，一次電鑄工藝路線適用于對機械強度

3、要求高的結(jié)構(gòu)，其中濺射種子層工藝適用于徑向大，厚度小的多層微結(jié)構(gòu)模具，而直接電鑄工藝適用于厚度大，層間徑向相差小的多層微結(jié)構(gòu)。 另外，本文設(shè)計、模擬并制備了不同形狀、不同材料的、和不同陣列的MEMS集成探卡。結(jié)合了普通的正膠光刻與電鍍工藝，制備出具有三層結(jié)構(gòu)的微型探針陣列。其中最后的光刻膠去膠是整個工藝的關(guān)鍵。通過對濕法腐蝕、顯影與干法刻蝕等工藝的反復嘗試，得到了最優(yōu)的光刻膠去膠工藝，最終給出了制備MEMS集成探卡的標準工藝。最