[发明专利]多层结构的微部件及固化的SU8光刻胶薄片的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及微加工领域基于UV-LIGA技术制造微型机械部件，特别是涉及一种通过固化光刻胶制作多层结构的微部件的加工方法。

背景技术

具有高精度的微部件在钟表业和生物微型机电系统(bio-MEMS)中都有重要的应用。与传统的通过去除材料来实现功能的机械加工不同，基于紫外光深刻模造法(UV-LIGA)的加工技术是一种通过原子堆积而得到微部件的加工技术。这种技术可以给X-Y平面内的设计带来很大的自由度，从而实现较为复杂的微部件的加工。在许多应用当中，由于微部件装的尺寸较小难以装配，于是出现了对多层的微部件加工方式的需求。

钟表制造业和bio-MEMS领域，微部件要求具有精确的外形和光洁的侧壁。这些要求对于传统的加工方式是一个很大的挑战。同时，为了减少后续装配过程中可能出现的装配误差，微部件通常会采用具有多层结构的设计。现有的UV-LIGA可以实现高精度外形和光洁侧壁的完美结合。以电铸镍部件为例，外形的误差可以很容易的被控制在1微米以内，同时可以得到粗糙度小于50纳米的侧壁。图1是现有的UV-LIGA生产流程图，如图1所示，首先在具有种子层的基底上覆盖一层光刻胶，烘干之后进行曝光显影；紧接着再进行匀胶、烘胶、曝光、显影，来定义第二层的图案；然后用同样的方法来定义第三层图案。图1中(a，d，g)为匀胶、烘胶过程，(b，e，i)为曝光过程；(c，f，j)为后烘、显影过程；(k)为电铸过程。

从图1可以看出，当第二层光刻胶覆盖在第一层图案上的时候，第一层图案会被光刻胶填充。为了防止在第二次曝光的时候破坏第一层的图案，就要求被第二层光刻胶填充的图案要得到保护，这样就要求第二层的图案要比第一层大。同样，第三层的图案要比第二层更大，依此类推。用这种方法得到的微部件只是标准的阶梯状结构，在该方法中液态SU8涂在前一层定义好的图案上，液态的光刻胶填埋所有图案。但该方法会对下一层曝光造成限制，并对上一层图案造成损坏，无法实现不规则的微结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种非标准多层结构的微部件的加工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种固化的SU8光刻胶薄片的加工方法，包括以下步骤：

A.在涂有AZ4620光刻胶的硅片上面涂腊；

B.在涂腊的硅片上覆盖铝箔；

C.在覆盖铝箔的硅片上匀液态的SU8光刻胶，并烘胶；

D.取下硅片；

E.揭下铝箔，得到固化的SU8光刻胶薄片。

一种多层结构微部件的加工方法，包括以下步骤：

(a)在金属种子层的基底上匀胶、烘胶；

(b)对烘干的胶进行紫外线曝光；

(c)对曝光的光刻胶进行后烘、显影；

(d)粘贴固化的SU8光刻胶薄片；

(e)对(d)中的固化的SU8光刻胶薄片进行曝光；

(f)对(e)中的固化的SU8光刻胶薄片进行后烘、显影；

(g)溅射金属导电层；

(h)粘贴固化的SU8光刻胶薄片；

(i)对(h)中的固化的SU8光刻胶薄片进行曝光；

(j)对(i)中的固化的SU8光刻胶薄片进行后烘、显影；

(k)电铸。

通过重复所述(d)、(e)、(f)、(g)步骤1次至5次，能够获得第四层至第八层微部件。

本发明的有益效果是：由于使用固化的SU8光刻胶薄片，避免了对上一层图案的破坏，对相邻两层之间的图案大小没有限制，该微结构可以为后续的装配过程提供更多的便利。

附图说明

图1是现有的UV-LIGA流程图：

图2是本发明多层结构的UV-LIGA流程图；

图3是固化的SU8光刻胶薄片加工方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

光刻胶SU8是一种负胶，在光刻及后烘之后会发生交联反应，从而得到一个具有很好的机械性能的结构。但是在没有经过曝光和后烘的时候，固化的SU8具有很高的脆性，这使得固化的SU8很难从基底上取下。

图3是固化的SU8光刻胶薄片可顺利从基底上取下的加工方法流程图：图中，(a)在硅片基底上涂腊；(b)将铝箔贴在硅片上；(c)匀胶、烘胶；(d)取下硅片；(e)揭下铝箔。

下面对固化SU8光刻胶薄片的剥离方法作一说明：