[发明专利]微夹持器制备工艺

权利要求书

1.一种微夹持器制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括：

以SOI片为基材刻蚀制备平面微夹持结构，所述平面微夹持结构包括第一基体、固定于第一基体侧部的驱动臂、固定于驱动臂端部的扩展臂、及固定于扩展臂末端的夹指，第一基体上设有若干装配槽；

制备竖直微压指结构，所述竖直微压指结构包括第二基体、固定于第二基体侧部的柔性梁、及固定于柔性梁端部的压指，第二基体下方设有若干装配插脚；

将平面微夹持结构与PCB板点胶固定，并进行引线键合；

将平面微夹持结构的第一基体置于显微镜载物台上；

在第一基体的装配槽中点胶；

夹取竖直微压指结构，并将第二基体下方的装配插脚放置至装配槽中；

调节三维探针平台，使探针与竖直微压指结构的第二基体接触，微调探针，通过装配槽的两侧面和第一基体上表面三个面对平面微夹持结构及竖直微压指结构进行定位，并观察压指和夹指的相对位置，确认装配位置准确；

在第二基体周围点胶并烘烤凝固。

2.根据权利要求1所述的微夹持器制备工艺，其特征在于，“以SOI片为基材刻蚀制备平面微夹持结构”具体为：

提供SOI片，SOI片包括Si基体层、SiO₂层及Si结构层；

在Si结构层的第一区域上涂覆光刻胶，并光刻形成具有焊盘图案的光刻胶层；

在光刻胶层上进行金属溅射，并去除光刻胶层，在Si结构层上形成若干引线焊盘；

在Si结构层的第二区域上涂覆光刻胶，并光刻形成具有驱动臂、扩展臂和夹指图案的光刻胶层；

对Si结构层进行深刻蚀至SiO₂层，并去除光刻胶层；

在Si基体层上涂覆光刻胶，并光刻形成具有底层图案的光刻胶层；

刻蚀背面的Si基体层，并去除光刻胶层；

在BOE溶液中腐蚀SiO₂层，释放驱动臂、扩展臂和夹指。

3.根据权利要求2所述的微夹持器制备工艺，其特征在于，“以SOI片为基材刻蚀制备平面微夹持结构”具体为：

选用4寸双面抛光SOI片；

高度计测量SOI片厚度为406±0.5μm；

四探针测试仪测量结构层电阻为0.05Ω·cm；

依次用丙酮、异丙醇超声清洗10min，去除表面杂质，蒸馏水冲洗干净晶圆表面杂质，气枪吹干；

正面烘涂粘附剂；

一次光刻；

正面溅射200μm Au，用10μm Cr作为粘附剂，溅射完成后用丙酮溶液超声清洗1h，溶解光刻胶，剥离光刻胶上的Cr-Au合金，异丙醇超声清洗10min，蒸馏水清洗干净，气枪吹干，等离子体去除残胶；

正面烘涂粘附剂；

二次光刻；

正面50μm深硅刻蚀；

取下晶圆，将晶圆在无水乙醇溶液中超声清洗10min，去除硅油，丙酮溶液中超声清洗30min，去除光刻胶，异丙醇溶液超声清洗10min，蒸馏水清洗干净，气枪吹干；

晶圆正面贴一块蓝膜保护，背面烘涂粘附剂，用AZ6130光刻胶匀胶，转速1000r/min，匀胶厚度15μm，100℃热板上前烘10min；

第三次光刻；

背面350μm深硅刻蚀，正面均匀涂抹硅油，将晶圆粘贴在刻蚀托盘上，由于正面刻蚀有深硅结构，涂抹硅油后会产生更多的气泡，晶圆放入设备中需要增加抽真空时间已使气泡全部排出，ICP深硅刻蚀工艺刻蚀50min，取出晶圆，用台阶仪测试刻蚀深度，计算刻蚀速率，再次放入设备中刻蚀，按照刻蚀速率计算，过刻20μm，取出晶圆放在显微镜下观察，刻蚀成功区域可以看到正面结构，未刻穿区域呈黑灰色，如果未刻蚀到氧化层区域过大，仍需继续刻蚀；

将晶圆和刻蚀托盘放入1∶5的BOE溶液中腐蚀10min，去除氧化层，释放结构；

无水乙醇浸泡1h去除硅油，丙酮浸泡30min去除光刻胶，异丙醇清洗，蒸馏水清洗，热板烘干。

4.根据权利要求3所述的微夹持器制备工艺，其特征在于，所述4寸双面抛光SOI片具体为：结构层为<100>晶向，<110>切边，厚度50±0.5μm，P型掺杂，电阻率ρ＝0.1-0.01Ω·cm；氧化层厚度1μm；基体层<100>晶向，厚度350±10μm，N型掺杂，电阻率ρ＝1-5Ω·cm。