用于微系统的先进光刻胶技术

摘要

对用于微加工微系统(MST)产品的高纵横比光致抗蚀剂的发展的日益增长的兴趣导致了许多商业上可获得的光致抗蚀剂产品的可用性。本文详细描述了三种抗蚀剂的应用，即EPON SU-8、Clariant AZ 4562和希普利电镀光刻胶ED2100。讨论了诸如蚀刻硬掩模、微模、用于金属互连和光塑性模制的严重形貌涂层的应用，并且给出了这些抗蚀剂目前在电信和微流体市场中使用的新颖实例。特别是，展示了用于多种MST原型的光塑性负性抗蚀剂EPON SU-8的多功能性。讨论了微波合成技术的未来发展趋势。

介绍

设备制造商多年来在专用光刻工具方面的进步，导致了用于微系统微加工的新型抗蚀剂技术解决方案的发展。特别是，由双面校准器和粘合工具辅助的厚抗蚀剂涂层系统使得能够制造更复杂的产品。这些产品的开发是由消费者对汽车、电信和医疗市场领域功能更强、体积更小的产品的需求驱动的。

抵制技术

由IBM.历史上，正性抗蚀剂由于其更好的粘附性和分辨率，仅用于半导体工业的铬掩模制造。与负性抗蚀剂相比，正性抗蚀剂系统提供亚微米分辨率和厚层的能力使得正性抗蚀剂在全球抗蚀剂销售中占据主导地位。

应用和讨论

抗蚀剂模具已经用于产生微机械加工结构的应用包括金属微结构的HAR模具以及用于微装配的微组件、用于快速原型制造的复制模具和用于微流体系统的通道模具。

复制模塑

快速原型制造包括复制模制，其中聚合物如聚二甲基硅氧烷(PDMS)被倾倒在母版模板上，固化，然后分离以形成原始母版的聚合物复制。

图1(a)硅上的50 m SU-8母模和(b)SU-8母模的PDMS复制品

三维地形

标准光刻技术的一个主要限制是它们仅限于平面表面，因为当在微机械结构上旋转时，抗蚀剂台阶覆盖较差。这个问题的一个解决方案是为这种应用开发的电沉积希普利鹰抗蚀剂，这种抗蚀剂技术已经成功使用多年，特别是为了实现模块之间的三维互连，以形成高性能智能换能器的多芯片模块堆叠。

图2蚀刻空腔角落处鹰形光刻胶的阶梯覆盖

光塑性和激光显微加工

激光微机械加工是一种新兴的微制造工具。在湿处理技术不可用或不希望用于器件安全的情况下，将激光微机械加工添加到MST工具箱中，以及市场上常见的一系列干处理蚀刻系统受到许多研究人员的欢迎。

结论

在这篇论文中，我们展示了一个目前的抗蚀剂技术和趋势的样本，可用于制造多芯片组件。。与所有抗蚀剂系统一样，每种产品都有其优点。AZ 4562和Eagle ED2100对大多数基材和金属表现出优异的附着力。MCC SU-8可能会与某些金属发生粘附困难。这两种负片系统在发达地区有残留。这种残留物可以在低瓦数的氧等离子体中去除。MCC SU-8的主要优势是在厚层中提供接近垂直的轮廓，这是微流体单元和压花大师的设计者所青睐的特性[13]。Eagle ED2100允许工艺工程师在要求苛刻的地形腔体中执行光刻任务。

它唯一的缺点是需要电化学电池和金属化晶片来沉积抗蚀剂。为了充分利用当前和未来的抗蚀剂技术，投资于具有共旋盖、密封夹套和抗蚀剂喷涂用激光去电离器的专业MST旋涂机至关重要。这些系统使得单次旋转循环能够在恶劣的地形上提供具有更好的均匀性和覆盖性的厚抗蚀剂。

　　审核编辑：汤梓红