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1、纳米加工中的LIGA技术NanomachiningtechnologyLIGA09机Y4顾力欢09120408摘要：在本文中，主要阐述了纳米级加工技术中的LIGA技术，介绍了LIGA技术的发展以及内容，以及各国在LIGA技术领域的发展成果，最后介绍了LIGA技术的延伸——准LIGA技术和LIGA技术的应用实例。这些应用的实例告诉了我们LIGA技术的实用性和多样性。Abstract:Inthispaper,mainlyexpoundsthenanomachiningtechnologyinLIGAtechnology,introducesthedevelopmentofL
2、IGAtechnologyandcontent,aswellascountriesinthefieldofLIGAtechnologydevelopmentresults,finallyintroducestheLIGATechnologyExtension--quasiLIGAtechnologyandLIGAtechnologyapplication.TheseexamplestellusLIGAtechnologypracticabilityanddiversity.关键词：LIGA技术准LIGA技术同步辐射X光源X射线光刻Keyword.LIGATechnolo
3、gyQuasiLIGAtechniqueSynchrotronradiationXlightsourceXraylithography引言：本世纪八、九十年代大规模集成电路技术迅猛发展，由此引起的信息革命冲击着科学技术的各个领域。在微电子技术的带动下,将微传感器、微处理器、微执行器等集成在一个极小的几何空间内形成的微型机电系统(MEMS:MieroElectroMechanicalSystems)已经间世,从而,微型机械及微型电气控制系统就能像集成电路一样大批量廉价地生产。微型机电系统在医疗、生物、精密仪器环境保护、航空航天、通讯、军事等领域具有广阔的应用,该项技术的实
4、现,势必带来重大的产业革命。目前国际上用于制造微型机电系统的微加工技术主要有两种工艺路线。第一种工艺是采用常规的微细加工技术,包括薄膜生产、光刻、刻蚀、扩散、离子注入和封装等,其核心主要是利用硅或其它半导体材料的各向异性刻蚀而成。目前在该技术领域积累了丰富的经验,其工艺已相当成熟,利用该技术在国内外已成功地研制出部分微机械，但是它存在着两个缺点：一是微器件所用的材料受到严格限制,二是得到的微结构的厚度很小,一般只有1一3μm,只能制造平面微结构器件,达不到很多器件的要求。另外一种工艺是采用LIGA技术，该技术的优点是它能制造三维微结构器件和活动的微器件，获得的微器件具有
5、较大的高宽比和精细的结构，侧壁陡峭、表面平整，微器件的厚度可达几百微米。LIGA技术不受器件材料的限制,所用材料可以是高分子材料、各种金属或陶瓷,并且可以利用微塑铸技术进行微器件的大批量生产。因此LIGA技术是制造微型机电系统的微细加工工艺中一个最重要的组成部分,目前它不可能由其它微加工技术所取代。1、LIGA技术简介LIGA（德语Lithografic，Galvanoformung和Abformung）技术是20世纪80年代中期由德国的W.Ehrfeld教授等发明的，自其问世以来发展十分迅猛，德国、美国、日本都开展了该技术的研究。LIGA技术是一种利用同步辐射X射线制
6、造三维微器件的先进制造技术，它是使用X射线的深度光刻和电铸想结合，实现高深宽比的微细构造的微细加工技术，简称光刻电铸。它包括涂光刻胶、x光曝光、显影、微电铸、去除光刻胶、去除隔离层以及制造微塑铸模具、微塑铸和第二次微电铸等多道工序，其工艺流程如图所示。（1）掩模制造深度同步辐射X光光刻是LIGA技术的关键一步。为此必须取得高对比度(大于200)的掩膜。它可利用高原子序数、厚吸收体和低原子序数、高透明的材料制成。但要求在典型曝光工序期间,掩模应能经受约1MJ/cm2X射线剂量的多次辐照曝光,而不损坏。制作掩模方法有多种,现提供一种价格低廉、可避免使用腐蚀剂新方法(见图2)
7、。基片采用廉价的硅晶片。其制作工艺为:第一步用100nm厚低粘附力碳层覆盖在硅晶片上（图2（a））,但在片边缘3mm宽区域不覆盖。将钛溅射到碳层上。再在层上粘贴一个框架（图2（b））,把框架外围的钛层切除（图2（b））,用特制的工具,小心弯曲晶片系统,使框架5钛薄片脱离硅晶片（图2（c））。若在钛薄片上残留碳,则用氧等离体剃除，得掩模坯件（图2（d））。第二步再旋镀以3-4μm原光刻胶层。然后用电子束光刻光刻胶,获得所需图形,再用电铸工艺,在掩模坯件上铸入金作为吸收体的图形结构,而成一个低X射线对比度的中间掩模,然后仿照上述,用2nm波长
