UV-LIGA技术标准工艺

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1、UV-LIGA技术标准工艺上海交通大学微纳米科学技术研究院UV-LIGA技术采用基于SU8光刻胶的厚胶紫外光刻工艺，大大降低了LIGA技术的加工成本，缩短了加工周期，并且可以制备台阶微结构，但其技术指标低于同步辐射LIGA技术，适用于加工深度小于500μm，线宽大于5μm，深宽比小于20的微结构。一、设备情况溅射机：德国Laybold-Heraus公司Z-550可进行直流、交流溅射，靶材有Cu、Cr、Fe-Ni、Ti、Au等本底真空：2*10-6mbar，射频最大功率：2.5kW，直流最大功率：1kW，沉积速率：20-60nm/分钟

2、容量：3英寸硅片13片厚胶甩胶台：德国KarlSuss公司RC8可进行厚光刻胶的制备，具有程控功能可用最大工作尺寸：3"，　最大转速：5000rpm时间范围：0－999s双面光刻机：德国KarlSuss公司MA6可进行正面和反面对准曝光，最小线宽：2μm，对准精度：1μm精密铣切机：德国Leica公司SP2600可进行光刻胶表面的铣切；最小进刀步长：1μm兆声显影机：德国Megasonic公司可实现高深宽比阴图形微结构的显影频率：1MHz反应离子刻蚀机：法国Alcatel公司Nextral100可实现硅、氧化硅、PMMA、玻璃等材料

3、的刻蚀，用于9制备深刻蚀掩膜和电铸前的活化；刻蚀速率：50nm/min可选用SF6、CHF3、O2等作为刻蚀气体微结构模具电铸系统：自制可实现铜和镍的电铸；镀速：0.02-0.05mm/hr流量：0.5－2l/min搅拌，速率：20－100次/min电铸温度：RT－70℃，温度控制精度：0.10℃真空热压机：德国JENOPTIK公司HEX01/C可进行热塑性塑料微结构的批量加工，其特色是在模压过程中可抽真空；最大压力20kN，最高热压温度210℃测量显微镜：日本OLYMPUS公司STM-MJS2可进行微结构形貌观察和三维长度测试；测

4、量精度：1μm表面轮廓仪：美国Veeco公司Dektak6M可进行微结构表面轮廓和结构厚度的测试；垂直测量距离：1mm，精度：0.1nm/6.5μm,1nm/65μm,16nm/1mm扫描长度：50μm－30mm扫描电镜：日本Hitachi公司SP2600可进行微结构形貌观察和拍照；最大加速电压：25kV，最大放大倍数：20万倍，分辨率5nm附带ADDA,数模转换器，模拟信号可转化为数字信号进行处理一、工艺流程1.紫外厚胶光刻工艺1）对硅片或玻璃片（厚度大于1mm）进行清洗，并在180℃烘4个小时以上以去除表面水分子；2）硅片一面溅

5、射2μm左右厚的金属钛薄膜并进行湿法氧化发黑处理；3）再次对其进行清洗并180℃烘4个小时以上；91）利用厚胶甩胶机在基片表面旋涂所需要厚度的SU-8胶；2）利用程控烘箱或者热板对SU-8胶进行前烘处理。3）用精密铣床切除由于边珠效应（edgebeadeffect）造成的边缘较厚的部分，获得相对平整的SU-8胶平面和所需的厚度；4）利用光学掩模，在SUSSMA6紫外光刻机上进行接触式曝光；5）对曝光后的SU-8胶进行后烘热处理，得到交联的SU-8胶结构；；6）显影，得到光刻胶图形，对高深宽比阴图形要使用兆声显影设备。表1：不同厚度S

6、U8光刻工艺参数厚度[μm]光刻胶甩胶速率[rpm]前烘时间[min]曝光时间[sec]后烘时间[min]显影时间[min]65℃95℃65℃95℃50SU-850190030206030108100SU-85012003030120301512200SU-810011003090150303020500SU-8100600303003503050302.模具电铸工艺1)微电铸镍：电解液类型：改良瓦特镍镀液体系镀液工作条件：温度：50－60℃，PH值：4.5-5.0,镀速：0.15-0.4μm/min厚度范围：60－2000μm2)

7、微电铸铜镀液类型：高分散性酸性镀铜液体系，镀液工作条件：室温，强酸环境，在强酸性环境中不稳定的材料不能直接作为基体材料使用。镀速：0.2-0.5μm/min镀层厚度范围：30－1200μm加工时间：按照镀层厚度从1天到10天不等93)微电铸镍铁合金：电解液类型：硫酸盐型稀溶液镀液工作条件：温度：50－60℃，PH值：4.5-5.0,镀速：0.05-0.2μm/min厚度范围：40－300μm4)样品后处理将玻璃片或硅片敲碎，剩余的硅片在80℃下用40%的KOH溶液去除，玻璃片用10%HF去除；用自己开发出的SU8TiSiSU-8去胶

8、液去除SU8光刻胶，将金属模具的背面和边缘用砂轮磨平，线切割后获得金属微结构模具。3.微复制工艺1)将模具固定在真空热压机上，底部放上待模压的塑料片，如PMMA、PC、PS、PVC等；2)关闭模腔并抽真空；3)加接触力200N；4)上