SU8胶光刻工艺解读.docx
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SU8胶光刻工艺解读
UV-LIGA
编制单位：
编制人:
编制日期：
华中科技大学MEMS中心徐智谋何少伟2004.10工艺技术规范
UV-LIGA工艺规范
一工艺路线及工艺流
程3
1.1工艺路
线3
1.2工艺流
程3
1.2.1SU-8胶光刻工艺3
1.2.2Polydimethysiloxane（PDMS）浇铸成模4
1.2.3PDMS表面金属化4
1.2.4在PDMS样品上电铸微模具4
二试验平
台5
三试验样
品6
3.1SU-8胶结
构7
3.2PDMS表面金属
化8
一工艺路线及工艺流程
1.1工艺路线
微塑铸
光刻
1.2工艺流程
1.2.1SU-8胶光刻工艺
1）对衬底进行清洗，并在200r烘30分钟以上以去除表面水分子;
2）用厚胶甩胶工艺在基片表面旋涂所需要厚度的SU-8胶；
3）利用热板对SU-8胶进行前烘处理，在热板上缓慢冷却；
4）在KarlSussMA6紫外光刻机上进行接触式曝光；
5）对曝光后的SU-8胶在热板上进行后烘热处理，得到交联的SU-8胶结构；注：
由于交联的SU-8胶结构内应力很大，可以导致基底弯曲变形和胶的开裂•
所以加热必须缓慢，冷却应在热板上随热板冷却到室温。
6）超声显影，得到光刻胶图形。
7）将SU-8胶微结构在150C-200E下在热板上进行固化.
不同厚度SU8光刻工艺参数
厚度［何］
光刻胶
甩胶速率［rpm］
前烘时间［min］65C
95C
曝光时间［sec］
后烘时间［min］65C
95C
显影时间［min］固化时间［min］
1.2.2Polydimethysiloxane（PDMS）浇铸成模
1）将衬底有SU-8光刻图形模具固定在真空热压机上，底部放上待模压的PDMS;
2）关闭模腔并抽真空，将图形压入PDMS,升温至120C，保持60s;
3）降温至40C,让模腔充气,打开模腔，取出SU-8+PDMS样品并从SU-8图形上脱下PDMS图形.
1.2.3PDMS表面金属化
1）清洗PDMS样品图形表面并做溅射前的处理；
2）将PDMS样品放入溅射机的真空腔并抽真空到合适的镀膜真空度；3）在PDMS
样品表面溅射100nm钛+300nm镍;
4）真空腔充气,打开真空腔，取出表面金属化的PDMS样品.
1.2.4在PDMS样品上电铸微模具
1）将氨基磺酸镍作为主盐，PH值3.5-4,溶液温度升到40C吃C,循环过滤（小于0.4微米）以控制电铸槽的旋浮颗粒大小；2）将PDMS样品放入电铸槽中；
3）加1000HZ,占空比1:
10,电流密度2A/cm2的脉冲电源；4）根据不同的高度，电铸不同的时间；
5）取出电铸后的PDMS样品,并将它烘干；
6）在氧等离子体气氛下去除PDMS;
7）在显微镜下对电铸的微结构进行检查，以确定最终的产品是否是成品.
试验平台
光刻机：
德国KarlSuss公司MA6（见图）
可进行正面和反面对准曝光，最小线宽：
2^m,对准精度：
1pm
甩胶台：
美国AIOMICROSERVICE公司（见图）
4英寸厚胶甩胶台。
可进行甩胶，前烘，显影及后烘
微电铸槽：
美国RENOLDSTECH公司（见图）
真空热压机：
自制（见图）
磁控溅射镀膜机：
成都真空机械厂JS550-S/3型等离子去胶机：
中国电子科技集团公司第十三研究所DQ-500
表面轮廓仪：
美国Veeco公司Dektak6M
扫描电镜：
FET公司TecnaiG220
三试验样品
3.1SU-8胶结构
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圆棒直径20um,高163.2um，深宽比为8.16
（A）线宽5卩m高280叩，深宽比为56
（B）线宽10卩m高350^m,咼宽比为35
（A）线宽13,高160,深宽比为
FESEVEnr«imirv«km34
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5I-{14BMH祁Zi■雀"加Th«ir14
12;
（B）线宽16,高360,深宽比为22
胶高371um
⑴线宽53.85um,深宽比为6.9;
（2）线宽42.3um，深宽比为8.8;
⑶线宽23.08um，深宽比为16.1;⑷线宽11.5um，深宽比为32.2
（A）线宽20um,高163.2um深宽比为8.16;（B）线宽10um,高163.2um深宽比为
16.32
3.2PDMS表面金属化
PDMS表面溅射纳米级NiCr薄膜的AFM照片
[pm]
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电镀金属Ni的SEM照片（a）表面，（b）截面
3.3实物样图微流体芯片
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