用于微系統(tǒng)的先進光刻膠技術(shù)

摘要

對用于微加工微系統(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中使用的新穎實例。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)的未來發(fā)展趨勢。

介紹

設(shè)備制造商多年來在專用光刻工具方面的進步，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)品的開發(fā)是由消費者對汽車、電信和醫(yī)療市場領(lǐng)域功能更強、體積更小的產(chǎn)品的需求驅(qū)動的。

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)的一個主要限制是它們僅限于平面表面，因為當(dāng)在微機械結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)時，抗蝕劑臺階覆蓋較差。這個問題的一個解決方案是為這種應(yīng)用開發(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，將激光微機械加工添加到MST工具箱中，以及市場上常見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，我們展示了一個目前的抗蝕劑技術(shù)和趨勢的樣本，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。AZ 4562和Eagle ED2100對大多數(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)。

它唯一的缺點是需要電化學(xué)電池和金屬化晶片來沉積抗蝕劑。為了充分利用當(dāng)前和未來的抗蝕劑技術(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業(yè)MST旋涂機至關(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