[发明专利]在制备密集型微阵列结构过程中简便去除SU-8光刻胶的方法

说明书

一种在制备密集型微阵列结构过程中简便去除SU‑8光刻胶的方法，属于微制造技术领域，在金属铜基底上，经过匀胶、曝光及显影等工艺制作BN308光刻胶胶模作为隔离层。再通过设计掩模版图形，经过匀胶、曝光及显影等工艺制作存在间隙的SU‑8光刻胶胶模，随后进行微电铸和平坦化处理，最后利用溶胀原理去除SU‑8光刻胶得到制作的金属微阵列结构。本发明制作的微阵列结构的间距尺寸可大于25μm小于200μm，结构高度小于100μm。通过预置SU‑8光刻胶胶膜间隙，在不损坏电铸结构的前提下有效地去除了光刻胶，简化了制作工艺，降低了制作难度；另外，本发明具有去胶方便彻底、工艺简单、微结构形貌完好等优点。

技术领域

本发明属于微制造技术领域，涉及金属基底上微电铸金属阵列器件类，特别涉及到一种在金属铜基底上制备密集型微阵列结构过程中简便去除SU-8光刻胶的方法。

背景技术

随着MEMS技术的迅速发展，金属微器件在国防、航空航天、微电子、生物医学、精密机械等领域的需求快速增长。微电铸工艺是制作金属微器件的有效方法之一。SU-8光刻胶具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性，是制作微电铸器件母模的理想材料。然而，微电铸工艺结束后SU-8光刻胶的去除是一个难题。常用的去胶方法是采用SU-8光刻胶生产厂商MicroChem提供的去胶溶剂PG。由于交联后的SU-8光刻胶性质稳定，难以溶解在除强酸以外的其他溶液中。去胶溶剂PG的去胶原理是使交联的SU-8光刻胶发生溶胀，进而达到去胶目的。而对于微小狭缝、孔洞内的SU-8光刻胶，用PG是难以去除的。在制作结构密集的金属微阵列时，使用PG去除SU-8光刻胶更加困难。除使用去胶溶剂PG外，有时会采用一些其他的物理去胶和化学反应去胶方法。杂志《Journal of Micromechanics andMicroengineering》2001年第2期第11卷第133-139页采用了远紫外准分子激光消融的方法去除了电铸铜齿轮(60μm)上的SU-8光刻胶。但是，该方法只适用于去除未曝光后烘的SU-8光刻胶，对于曝光后烘后充分交联的SU-8光刻胶去除效率很低。同时由于准分子激光设备价格昂贵，使得该去胶方法成本较高、应用范围受限。杂志《Sensors and Actuators A:Physical》2002年第1期第102卷第130-138页采用了强酸氧化的方法去除了电铸镍静电微马达上的SU-8光刻胶。虽然浓H₂SO₄和H₂O₂混合液能有效地氧化去除SU-8光刻胶，但由于浓H₂SO₄和H₂O₂混合(通常3:1)时易产生高温，H₂O₂迅速被消耗，去胶过程难以控制，非常容易导致电铸镍表面被严重侵蚀。此外，强酸氧化去胶只适用于耐腐蚀的镍等金属，而不耐腐蚀的铜等金属在高温下会与浓硫酸发生反应导致电铸结构损坏，因此这类金属器件去胶不能采用强酸氧化法。目前，现有的SU-8光刻胶去胶方法均存在一定的局限性。因此，探索一种简便、经济、不损坏电铸结构的去胶方法对于利用SU-8光刻胶制作密集型金属微阵列结构具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微电铸工艺制作密集型金属微阵列结构过程中简便去除SU-8光刻胶的方法。该方法从光刻掩膜板的设计角度出发，充分利用SU-8光刻胶在去胶溶剂PG中的溶胀特点。在不损坏电铸结构的前提下不仅保证了金属阵列结构的制作精度，同时解决了利用SU-8光刻胶制作密集型金属微阵列结构时去胶困难的问题，在解决具有高密度、细线宽的金属微结构去胶问题上具有良好的实用性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：