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2025-01-14 07:16本頁面
【正文】 1. 深層同步輻射 X射線光刻 利用同步輻射Ｘ射線透過掩膜對固定于金屬基底上的厚度可高達(dá)幾百微米的 X射線抗蝕層進(jìn)行曝光。 將其顯影制成初級模板。 同步輻射 X射線優(yōu)點： ? 波長短、分辨率高、穿透力強(qiáng) ? 幾乎是完全平行的 X射線輻射 ? 高輻射強(qiáng)度 ? 寬的發(fā)射頻帶 ? 曝光時間短，生產(chǎn)率高，時間上具有準(zhǔn)均勻輻射特性 86 ? 電鑄成形是根據(jù)電鍍原理，在胎膜上沉積相當(dāng)厚度金屬以形成零件的方法。胎膜為陰極、要電鑄的金屬作陽極。 ? 利用電鑄方法制作出與光刻膠圖形相反的金屬模具。 ? 在 LIGA工藝技術(shù)中，把初級模板（抗蝕劑結(jié)構(gòu)）膜腔底面上利用電鍍法形成一層鎳或其他金屬層，形成金屬基底作為陰極，所要成形的微結(jié)構(gòu)金屬的供應(yīng)材料（如鎳、銅、銀）作為陽極 ? 電鑄時，直到電鑄形成的結(jié)構(gòu)剛好把抗蝕劑模板的型腔填滿 ? 將整個浸入剝離溶劑中，對抗蝕劑形成的初級模板進(jìn)行腐蝕剝離，剩下的金屬結(jié)構(gòu)即為所需求的微結(jié)構(gòu)件 2. 電鑄成形 87 ? 利用微塑鑄制備微結(jié)構(gòu) ? 將電鑄制成的金屬微結(jié)構(gòu)作為二級模板 ? 將塑性材料注入二級模板的膜腔，形成微結(jié)構(gòu)塑性件，從金屬模中提出 ? 也可用形成的塑性件作為模板再進(jìn)行電鑄，利用 LIGA技術(shù)進(jìn)行三維微結(jié)構(gòu)件的批量生產(chǎn) 88 優(yōu)勢 1. 深寬比大，準(zhǔn)確度高。所加工的圖形準(zhǔn)確度小于 ，表面粗糙度僅 10nm，側(cè)壁垂直度176。 ，縱向高度可達(dá) 500μｍ以上 。從塑料（ PMMA、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯等）到金屬（ Au、 Ag、 Ni、 Cu）到陶瓷（ ZnO2）等，都可以用 LIGA技術(shù)實現(xiàn)三維結(jié)構(gòu) ，可降低成本，進(jìn)行批量生產(chǎn) 工藝流程圖 同步輻射 X光 (波長 1nm) Au掩膜版 PMMA光刻膠 (厚達(dá) 1000um) 電鑄 塑鑄 深寬比可超過 100 亞微米精度的微結(jié)構(gòu) 光刻 LIGA 工藝基本流程圖 生產(chǎn)周期較長 生產(chǎn)成本高 常規(guī)紫外光 (波長幾百 nm) 標(biāo)準(zhǔn) Cr掩膜版 聚酰亞胺光刻膠 (厚 300um) 電鑄 塑鑄 深寬比常為幾十 微米精度微結(jié)構(gòu) 光刻 準(zhǔn) LIGA 工藝基本流程圖 生產(chǎn)周期較短 生產(chǎn)成本較低 91 鍍金區(qū)X 射線基底光刻膠( P M M A )掩膜 (S i 3 N 4 ), 1 ~1 . 5 um需要用產(chǎn)品：一根管子 基底光刻膠( P M M A )基底光刻膠( P M M A )電鍍的金屬層基底電鍍的金屬層92 工藝流程 93 基片附著層電鑄鎳鈦分離層P M M A 膠( X 光刻圖)LIGA電鑄后的剖面結(jié)構(gòu) 優(yōu)點：加工材料可以是金屬、塑料和陶瓷 .器件結(jié)構(gòu)深刻比高，厚度大、結(jié)構(gòu)精細(xì)、側(cè)壁陡峭、表面光滑 缺點：需要同步輻射Ｘ射線光源；掩膜板制造困難。大部分只能使用單個掩膜版制造結(jié)構(gòu)，難以制造復(fù)雜 3D結(jié)構(gòu)。適于制造小零件，但大部分器件需要裝配 ,難與 IC兼容。 95 激光微機(jī)械加工技術(shù) 激光微機(jī)械加工技術(shù)依靠改變激光束的強(qiáng)度和掃描幅度對涂在基片上的光刻膠進(jìn)行曝光，然后進(jìn)行顯影，最后采用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，按激光束光刻膠模型加工成微機(jī)械結(jié)構(gòu)。 激光光刻技術(shù)比Ｘ射線光刻的工藝要簡單的多。將其與各向異性腐蝕工藝結(jié)合就可用于加工三維結(jié)構(gòu)。 96 深等離子體刻蝕技術(shù) 最大優(yōu)越性是只采用氟基氣體作為刻蝕氣體和側(cè)壁鈍化用聚合物生成氣體，從根本上解決了系統(tǒng)腐蝕和工藝尾氣的污染問題 關(guān)鍵是采用了刻蝕與聚合物淀積分別進(jìn)行而且快速切換的工藝過程。同時還采用了射頻電源相控技術(shù)使離子源電源和偏壓電源的相位同步，以確保離子密度達(dá)到最高時偏壓也達(dá)到最高，使高密度等離子刻蝕的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。 97 紫外線厚膠刻蝕技術(shù) 使用紫外光源對光刻膠曝光， 工藝分為厚膠的深層紫外光刻和圖形中結(jié)構(gòu)材料的電鍍 對于ＭＥＭＳ器件厚膠圖形的曝光，設(shè)備應(yīng)滿足大焦深，大面積和嚴(yán)格的ＣＤ均勻性以及適應(yīng)各種特殊形狀襯底的曝光要求 對于分步重復(fù)曝光設(shè)備，還必須保證滿足大面積圖形曝光的精密子場圖形拼接技術(shù)要求。 98 三維表面光刻的抗蝕劑噴涂技術(shù) ?由于 MEMS器件襯底的尺寸和形狀與傳統(tǒng)的硅片不同，在光刻工藝的抗蝕劑表面涂覆均勻性方面提出了一些新的要求 ,即是對具有高度表面形貌的硅片，當(dāng)采用一些刻蝕工藝加工一些不同的硅表面時，各種情況也變得更為突出。 ? 通過各向同性的濕法化學(xué)刻蝕和各向異性的干法等離子刻蝕工藝，產(chǎn)生了不同斜率的圖形側(cè)壁凹槽。 ? 由于ＭＥＭＳ器件不斷增長的集成度要求，提出了由平面結(jié)構(gòu)向三維器件轉(zhuǎn)移的上升趨勢。 99 封裝是利用某種材料將芯片保護(hù)起來，并與外界隔離的方式和加工方法。 電子封裝 封裝的作用 100 MEMS封裝的要求 ? MEMS器件要和測試環(huán)境之間形成一個接觸界面而獲取非電信號，而外部環(huán)境對靈敏度極高的 MEMS敏感元件來說都是非?？量痰?，它要有承受各方面環(huán)境影響的能力，比如機(jī)械的（應(yīng)力，擺動，沖擊等）、化學(xué)的（氣體，溫度，腐蝕介質(zhì)等）、物理的（溫度壓力，加速度等）等 ? 大部分ＭＥＭＳ器件都包含有可活動的元件 ? 由于ＭＥＭＳ器件體積小，因此都必須采用特殊的技術(shù)和封裝 101
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