摘要

對(duì)用于微加工微系統(tǒng)(MST)產(chǎn)品的高縱橫比光致抗蝕劑的發(fā)展的日益增長(zhǎng)的興趣導(dǎo)致了許多商業(yè)上可獲得的光致抗蝕劑產(chǎn)品的可用性。本文詳細(xì)描述了三種抗蝕劑的應(yīng)用，即EPON SU-8、Clariant AZ 4562和希普利電鍍光刻膠ED2100。討論了諸如蝕刻硬掩模、微模、用于金屬互連和光塑性模制的嚴(yán)重形貌涂層的應(yīng)用，并且給出了這些抗蝕劑目前在電信和微流體市場(chǎng)中使用的新穎實(shí)例。特別是，展示了用于多種MST原型的光塑性負(fù)性抗蝕劑EPON SU-8的多功能性。討論了微波合成技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

介紹

設(shè)備制造商多年來(lái)在專(zhuān)用光刻工具方面的進(jìn)步，導(dǎo)致了用于微系統(tǒng)微加工的新型抗蝕劑技術(shù)解決方案的發(fā)展。特別是，由雙面校準(zhǔn)器和粘合工具輔助的厚抗蝕劑涂層系統(tǒng)使得能夠制造更復(fù)雜的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是由消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)、電信和醫(yī)療市場(chǎng)領(lǐng)域功能更強(qiáng)、體積更小的產(chǎn)品的需求驅(qū)動(dòng)的。

抵制技術(shù)

由IBM.歷史上，正性抗蝕劑由于其更好的粘附性和分辨率，僅用于半導(dǎo)體工業(yè)的鉻掩模制造。與負(fù)性抗蝕劑相比，正性抗蝕劑系統(tǒng)提供亞微米分辨率和厚層的能力使得正性抗蝕劑在全球抗蝕劑銷(xiāo)售中占據(jù)主導(dǎo)地位。

應(yīng)用和討論

抗蝕劑模具已經(jīng)用于產(chǎn)生微機(jī)械加工結(jié)構(gòu)的應(yīng)用包括金屬微結(jié)構(gòu)的HAR模具以及用于微裝配的微組件、用于快速原型制造的復(fù)制模具和用于微流體系統(tǒng)的通道模具。

復(fù)制模塑

快速原型制造包括復(fù)制模制，其中聚合物如聚二甲基硅氧烷(PDMS)被傾倒在母版模板上，固化，然后分離以形成原始母版的聚合物復(fù)制。

圖1(a)硅上的50 m SU-8母模和(b)SU-8母模的PDMS復(fù)制品

三維地形

標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)的一個(gè)主要限制是它們僅限于平面表面，因?yàn)楫?dāng)在微機(jī)械結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)時(shí)，抗蝕劑臺(tái)階覆蓋較差。這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方案是為這種應(yīng)用開(kāi)發(fā)的電沉積希普利鷹抗蝕劑，這種抗蝕劑技術(shù)已經(jīng)成功使用多年，特別是為了實(shí)現(xiàn)模塊之間的三維互連，以形成高性能智能換能器的多芯片模塊堆疊。

圖2蝕刻空腔角落處鷹形光刻膠的階梯覆蓋

光塑性和激光顯微加工

激光微機(jī)械加工是一種新興的微制造工具。在濕處理技術(shù)不可用或不希望用于器件安全的情況下，將激光微機(jī)械加工添加到MST工具箱中，以及市場(chǎng)上常見(jiàn)的一系列干處理蝕刻系統(tǒng)受到許多研究人員的歡迎。

結(jié)論

在這篇論文中，我們展示了一個(gè)目前的抗蝕劑技術(shù)和趨勢(shì)的樣本，可用于制造多芯片組件。。與所有抗蝕劑系統(tǒng)一樣，每種產(chǎn)品都有其優(yōu)點(diǎn)。AZ 4562和Eagle ED2100對(duì)大多數(shù)基材和金屬表現(xiàn)出優(yōu)異的附著力。MCC SU-8可能會(huì)與某些金屬發(fā)生粘附困難。這兩種負(fù)片系統(tǒng)在發(fā)達(dá)地區(qū)有殘留。這種殘留物可以在低瓦數(shù)的氧等離子體中去除。MCC SU-8的主要優(yōu)勢(shì)是在厚層中提供接近垂直的輪廓，這是微流體單元和壓花大師的設(shè)計(jì)者所青睞的特性[13]。Eagle ED2100允許工藝工程師在要求苛刻的地形腔體中執(zhí)行光刻任務(wù)。

它唯一的缺點(diǎn)是需要電化學(xué)電池和金屬化晶片來(lái)沉積抗蝕劑。為了充分利用當(dāng)前和未來(lái)的抗蝕劑技術(shù)，投資于具有共旋蓋、密封夾套和抗蝕劑噴涂用激光去電離器的專(zhuān)業(yè)MST旋涂機(jī)至關(guān)重要。這些系統(tǒng)使得單次旋轉(zhuǎn)循環(huán)能夠在惡劣的地形上提供具有更好的均勻性和覆蓋性的厚抗蝕劑。

　　審核編輯：湯梓紅