LIGA技术首先通过X射线深度光刻工艺,对厚光刻胶(PMMA)进行曝光和显影,形成具有高深宽比的微结构,然后通过微电铸工艺对上述具有高深宽比的微结构空隙进行填充,实现精细器件金属成型,并可以进一步制作成微型模具。微复制工艺使用微型模具,通过注塑成型或者模压成型实现批量制造微结构(与光刻胶结构相同)。如图2-9所示。
图2-9:LIGA技术工艺流程
2。4 MEMS磁阻传感器制作工艺流程
本产品在前期研究和调研基础上,其实施开发路线主要包括几个步骤(如图2-10所示):
(1)利用多靶磁控溅射系统在衬底上制备50nm的金属Cr/Cu种子层,作为底层线圈电镀的引导层;
衬底使用6英寸玻璃基板,通过溅射在衬底上沉积50nm厚的Cr层和120nm厚的Cu层。种子层通常是由两部分组成,第一层一般用Ti或者Cr,主要用来增强种子层与衬底之间的粘附力,第二层由Cu,Al或者Au构成。
溅射是等离子工艺。在溅射过程中,惰性气体离子【通常为氩()】加速冲向靶材(阴极),从靶材中移出材料粒子。这些粒子构成蒸汽柱,凝结在衬底上。在微电子学和微机电系统中,溅射是金属化层淀积的主要方法[24]。溅射工艺主要包含四个阶段:1)通过引入气体的原子(Ar)与电子碰撞创造出离子,离子加速冲向靶材;
2)通过氩离子对靶材的撞击,移出靶原子;
3)自由移动的靶原子传输到衬底;
4)靶原子在衬底上凝结[25]。
图2-10:加工工艺流程图
(2)甩正性光刻胶AZ4620厚度为20um,然后利用程控烘箱进行光刻胶的前烘;
AZ4620是美国Shipley公司生产的超厚膜,高对比度,高感光度正性光刻胶,广泛应用于微细加工行业,通常在G线光谱(436nm)范围内使用,具有分辨率高,深宽比大,低吸收系数等优点。正性光刻胶是指局域在曝光后,被曝光部分发生溶解的一类光刻胶,一般由三部分组成:基质树脂,有机溶剂,光敏成分。其中的的基质树脂作为良好的成模载体,具有良好的碱溶性。而光敏混合物PAC作为抑制剂能有效抑制其在显影液中的溶解,但是在曝光后吸收紫外线发生光化学反应,分解生成的产物又能够作为溶解促进剂,加快基质树脂在显影液中的溶解。
整个光刻加工流程包括:掩膜加工,基片处理,涂胶,前烘,曝光处理,后烘,显影,坚膜等一系列步骤。而在这些步骤中,每一项工艺条件都对图像转移质量,分辨率及后续工艺有重大影响[26]。
光刻胶与衬底之间粘附力的大小对光刻质量有极大的影响,而对粘附力影响最大的是衬底基片的润湿性。清洁,干燥的基片表面能和光刻胶保持良好的粘附性。在百级无尘车间内,将已经沉积了Cr和Cu的玻璃衬底,首先使用MOS级异丙醇(IPA)清洁衬底表面。通过使用Spin旋涂机来进行清洁,主要转速2000rpm,时间10s。将涂布IPA后的的衬底送入恒温烤箱进行软烤,软烤温度105℃,5min。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-
一般来说,光刻胶所含的高分子聚合物是疏水性的。对于亲水性的衬底来说,疏水性的光刻胶与亲水性的衬底表面粘附性不好。我们可以通过测量水在衬底上的接触角θ(如图2-11)来判断衬底表面与光刻胶的粘附性。在亲水性的衬底上水的接触角较小;在疏水性的衬底上水的接触角较大。在衬底上滴上一滴水,通过肉眼观察水滴的高度和铺张情况,可以定性地判断衬底表面的情况[27]。
图2-11:接触角示意图
将烘烤完毕的衬底,使用HMDS(六甲基二硅胺烷)作粘附性增强处理。通过使用自动涂胶机,将粘附剂动态旋涂到衬底表面,低速旋转将溶液均匀分布覆盖整个衬底表面,再用3000至6000rpm的转速保持20s至30s进行干燥处理。