1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MEMS的主要工藝類型與流程-MEMS的主要工藝類型與流程（LIGA技術(shù)簡(jiǎn)介）目錄、引言一、什么是MEMS技術(shù)1、MEMS的定義2、MEMS研究的歷史3、MEMS技術(shù)的研究現(xiàn)狀二、MEMS技術(shù)的主要工藝與流程1、體加工工藝2、硅表面微機(jī)械加工技術(shù)3、結(jié)合技術(shù)4、逐次加工三、LIGA技術(shù)、準(zhǔn)LIGA技術(shù)、SLIGA技術(shù)1、LIGA技術(shù)是微細(xì)加工的一種新方法，它的典型工藝流程如上圖所示。2、與傳統(tǒng)微細(xì)加工方法比，用LIGA技術(shù)進(jìn)行超微細(xì)加工有如下特點(diǎn)：3、LIGA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展4、準(zhǔn)LIGA技術(shù)5、多層光

2、刻膠工藝在準(zhǔn)LIGA工藝中的應(yīng)用6、SLIGA技術(shù)四、MEMS技術(shù)的最新應(yīng)用介紹五、參考文獻(xiàn)六、課程心得、引言微機(jī)電原理及制造工藝I是一門自學(xué)課程，我們?cè)谕踯S宗老師的指導(dǎo)下，以李德勝老師的書(shū)為主要參考，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和圖書(shū)館的資料，實(shí)踐了自主學(xué)習(xí)一門課的過(guò)程。本文是對(duì)一學(xué)期來(lái)所學(xué)內(nèi)容的總結(jié)和報(bào)告。由于我在課程中主講LIGA技術(shù)一節(jié)，所以在報(bào)告中該部分內(nèi)容將單列一章，以作詳述。一、什么是MEMS技術(shù)1、MEMS的概念MEMS即Micro-Electro-MechanicalSystem，它是以微電子、微機(jī)械及材料科學(xué)為基礎(chǔ)，研究、設(shè)計(jì)、制造、具有特定功能的微型裝置，包括微結(jié)構(gòu)器件、微傳感器、微執(zhí)行器

3、和微系統(tǒng)等。一般認(rèn)為，微電子機(jī)械系統(tǒng)通常指的是特征尺度大于1m小于1nm，結(jié)合了電子和機(jī)械部件并用IC集成工藝加工的裝置。微機(jī)電系統(tǒng)是多種學(xué)科交叉融合具有戰(zhàn)略意義的前沿高技術(shù)，是未來(lái)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。MEMS技術(shù)自八十年代末開(kāi)始受到世界各國(guó)的廣泛重視，主要技術(shù)途徑有三種，一是以美國(guó)為代表的以集成電路加工技術(shù)為基礎(chǔ)的硅基微加工技術(shù)；二是以德國(guó)為代表發(fā)展起來(lái)的利用X射線深度光刻、微電鑄、微鑄塑的LIGA(Lithographgalvanfomungundabformug)技術(shù)，；三是以日本為代表發(fā)展的精密加工技術(shù)，如微細(xì)電火花EDM、超聲波加工。MEMS技術(shù)特點(diǎn)是：小尺寸、多樣化、微電子等。（1）微

4、型化：MEMS體積?。ㄐ酒奶卣鞒叽鐬榧{米/微米級(jí)）、質(zhì)量輕、功耗低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。例如，一個(gè)壓力成像器的微系統(tǒng)，含有1024個(gè)微型壓力傳感器，整個(gè)膜片尺寸僅為10mm10mm，每個(gè)壓力芯片尺寸為50m50m。（2）多樣化：MEMS包含有數(shù)字接口、自檢、自調(diào)整和總線兼容等功能，具備在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的基本條件，具有標(biāo)準(zhǔn)的輸出，便于與系統(tǒng)集成在一起，而且能按照需求，靈活地設(shè)計(jì)制造更多化的MEMS。（3）微電子化：采用MEMS工藝，可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感陣列、微執(zhí)行器陣列甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感

5、器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的微電子機(jī)械系統(tǒng)。（4）MEMS技術(shù)適合批量生產(chǎn)：用硅微加工工藝在同一硅片上同時(shí)可制造出成百上千微型機(jī)電裝置或完整的MEMS，批量生產(chǎn)可大大降低生產(chǎn)成本。（5）多學(xué)科交叉：MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多學(xué)科，并集約當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的許多尖端成果。2、MEMS研究的歷史MEMS技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)帶有革命性的高新技術(shù)，它的誕生和發(fā)展是“需求牽引”和“技術(shù)推動(dòng)”的綜合結(jié)果。隨著人類社會(huì)全面向信息化邁進(jìn)，信息系統(tǒng)的微型化、多功能化和智能化是人們不斷追求的目標(biāo)，也是電子整機(jī)部門的迫切需求。信息系統(tǒng)的微型化不僅使

6、系統(tǒng)體積大大減小、功能大大提高，同時(shí)也使性能、可靠性大幅度上升，功耗和價(jià)格卻大幅度降低。目前，信息系統(tǒng)的微型化不單是電子系統(tǒng)的微型化，如果相關(guān)的非電子系統(tǒng)小不下來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)將難以達(dá)到微型化的目標(biāo)。電子系統(tǒng)可以采用微電子技術(shù)達(dá)到系統(tǒng)微型化的目標(biāo)，而對(duì)于非電子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，盡管人們已做了很大努力，其微型化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電子系統(tǒng)，這已成為整個(gè)系統(tǒng)微型化發(fā)展的瓶頸。MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)微電子、微機(jī)械、微光學(xué)、新型材料、信息與控制，以及物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的許多高新技術(shù)成果。在一個(gè)襯底上將傳感器、信號(hào)處理電路、執(zhí)行器集成起來(lái)，構(gòu)成微電子機(jī)械系統(tǒng)，是人們很早以來(lái)的愿望。這個(gè)技術(shù)在198

7、7年被正式提出，并在近10年來(lái)取得了迅速發(fā)展。推動(dòng)力可歸納為以下3點(diǎn)：（1）以集成電路為中心的微電子學(xué)的飛躍進(jìn)步提供了基礎(chǔ)技術(shù)。在過(guò)去的40年中，集成電路的發(fā)展遵循摩爾定律，即按每3年特征尺寸減小0.7倍、集成度每3年翻一番的規(guī)律發(fā)展。據(jù)分析，IC特征尺寸的指數(shù)減小規(guī)律還將繼續(xù)1020年。目前，IC工藝已進(jìn)入超深亞微米階段，并可望到2012年達(dá)到0.05m，將研制生產(chǎn)巨大規(guī)模集成電路（GSI集成度大于109）和單片系統(tǒng)集成（SOC）。IC的發(fā)展將為研制生產(chǎn)MEMS提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。（2）MEMS的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，是微電子和微機(jī)械的巧妙結(jié)合。MEMS的基礎(chǔ)技術(shù)主要包括硅各向異性刻蝕技

8、術(shù)、硅/硅鍵合技術(shù)、表面微機(jī)械技術(shù)、LIGA技術(shù)等，已成為研制生產(chǎn)MEMS必不可少的核心技術(shù)。尤其是20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的LIGA技術(shù)，成功地解決了大深寬比光刻的難題，為研制開(kāi)發(fā)三維微機(jī)械的加速度傳感器、微型陀螺以及各類微執(zhí)行器、微型構(gòu)件如微馬達(dá)、微泵、微推進(jìn)器、微振子、微電極、微流量計(jì)等奠定了工藝技術(shù)基礎(chǔ)。（3）新材料、微機(jī)械理論、加工技術(shù)的進(jìn)步，使得單片微電子機(jī)械系統(tǒng)正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。由于MEMS技術(shù)的發(fā)展迅速，1987年決定把它從IEEE國(guó)際微機(jī)器人與過(guò)程操作年會(huì)分開(kāi)，單獨(dú)召開(kāi)年會(huì)。目前在美、日、歐三地每年輪回一次。3、MEMS技術(shù)的研究現(xiàn)狀我國(guó)MEMS的研究始于二十世紀(jì)八十年代末。經(jīng)過(guò)十多

9、年的發(fā)展，我國(guó)在多種微型傳感器、微型執(zhí)行器和若干微系統(tǒng)樣機(jī)等方面已有一定的基礎(chǔ)和技術(shù)儲(chǔ)備，初步形成了幾個(gè)MEMS研究力量比較集中的地區(qū)。其中,北京大學(xué)所屬微米/納米加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分部開(kāi)發(fā)出4種MEMS全套加工工藝和多種先進(jìn)的單項(xiàng)工藝，已制備出加速度計(jì)樣品，并已開(kāi)始為國(guó)內(nèi)研究MEMS單位提供加工服務(wù)。上海交通大學(xué)所屬微米/納米加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分部可以提供非硅材料的微加工服務(wù)，如LIGA技術(shù)制作高深寬比微結(jié)構(gòu)的基本加工技術(shù)、紫外深度光刻(UV-LIGA)、高深寬比微電鑄和模鑄加工、功能材料薄膜制備等。電子部十三所研究的融硅工藝也取得了較大進(jìn)展，制備出微型加速度計(jì)和微型陀螺樣品。1995年，國(guó)

10、家科技部實(shí)施了攀登計(jì)劃“微電子機(jī)械系統(tǒng)項(xiàng)目”（19951999）。1999年，“集成微光機(jī)電系統(tǒng)研究”項(xiàng)目通過(guò)了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃的立項(xiàng)建議。經(jīng)過(guò)十年發(fā)展，我國(guó)已開(kāi)展了包括微型直升飛機(jī)，力平衡加速度傳感器、力平衡真空傳感器、微泵、微噴嘴、微馬達(dá)、微電泳芯片、微流量計(jì)、硅電容式微麥克風(fēng)、分裂漏磁場(chǎng)傳感器、集成壓力傳感器、微諧振器和微陀螺等許多微機(jī)械的研究和開(kāi)發(fā)工作。美國(guó)開(kāi)發(fā)的基于MEMS光開(kāi)關(guān)的路由器已經(jīng)試用，預(yù)示著MEMS發(fā)展又一高潮的來(lái)臨。目前部分器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，如微型加速度計(jì)、微型壓力傳感器、數(shù)字微鏡器件（DMD）、噴墨打印機(jī)的微噴嘴、生物芯片等，并且應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。1992

11、年“美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃”把“微米級(jí)和納米級(jí)制造”列為“在經(jīng)濟(jì)繁榮和國(guó)防安全兩方面都至關(guān)重要的技術(shù)”。美國(guó)國(guó)家自然基金會(huì)（NSF）把微米/納米列為優(yōu)先支持的項(xiàng)目。美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究計(jì)劃署(DARPA)制訂的微米/納米和微系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃，對(duì)“采用與制造微電子器件相同的工藝和材料，充分發(fā)揮小型化、多元化和集成微電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)和制造新型機(jī)電裝置”給予了高度的重視。日本在1992年啟動(dòng)了2.5億美元的大型研究計(jì)劃“微機(jī)械十年計(jì)劃”。在MEMS的重點(diǎn)研究單位UCBerkeley成立了由多所大學(xué)和企業(yè)組成的BSAC（BerkeleySensorandActuator）。ADI公司看到了微型加速度計(jì)在汽

12、車領(lǐng)域應(yīng)用的巨大前景，通過(guò)引入表面犧牲層技術(shù)，并加以改造，使微型加速度計(jì)的商品化獲得巨大成功。美國(guó)在發(fā)展初期確定軍事應(yīng)用為主要方向，側(cè)重以慣性器件為代表的MEMS傳感器的研究；日本重點(diǎn)發(fā)展進(jìn)入工業(yè)狹窄空間微機(jī)器人、進(jìn)入人體狹窄空間醫(yī)療微系統(tǒng)和微型工廠。歐洲則重點(diǎn)發(fā)展TAS(MicroTotalAnalysisSystem全微分析系統(tǒng))或LOC（LabonChip芯片實(shí)驗(yàn)室）。二、MEMS技術(shù)的主要工藝與流程1、體加工工藝體加工工藝包括去加工（腐蝕）、附著加工（鍍膜）、改質(zhì)加工（摻雜）和結(jié)合加工（鍵合）。主要介紹腐蝕技術(shù)。腐蝕技術(shù)主要包括干法腐蝕和濕法腐蝕，也可分為各向同性腐蝕和各向異性腐蝕。（

13、1）干法腐蝕是氣體利用反應(yīng)性氣體或離子流進(jìn)行的腐蝕。干法腐蝕可以腐蝕多種金屬，也可以刻蝕許多非金屬材料；既可以各向同性刻蝕，又可以各向異性刻蝕，是集成電路工藝或MEMS工藝常用設(shè)備。按刻蝕原理分，可分為等離子體刻蝕（PE：PlasmaEtching）、反應(yīng)離子刻蝕（RIE：ReactionIonEtching）和電感耦合等離子體刻蝕（ICP：InductionCouplePlasmaEtching）。在等離子氣體中，可是實(shí)現(xiàn)各向同性的等離子腐蝕。通過(guò)離子流腐蝕，可以實(shí)現(xiàn)方向性腐蝕。（2）濕法腐蝕是將與腐蝕的硅片置入具有確定化學(xué)成分和固定溫度的腐蝕液體里進(jìn)行的腐蝕。硅的各向同性腐蝕是在硅的各個(gè)腐

14、蝕方向上的腐蝕速度相等。比如化學(xué)拋光等等。常用的腐蝕液是HF-HNO3腐蝕系統(tǒng)，一般在HF和HNO3中加H2O或者CH3COOH。與H2O相比，CH3COOH可以在更廣泛的范圍內(nèi)稀釋而保持HNO3的氧化能力，因此腐蝕液的氧化能力在使用期內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定。硅的各向異性腐蝕，是指對(duì)硅的不同晶面具有不同的腐蝕速率。比如，100/111面的腐蝕速率比為100：1?；谶@種腐蝕特性，可在硅襯底上加工出各種各樣的微結(jié)構(gòu)。各向異性腐蝕劑一般分為兩類，一類是有機(jī)腐蝕劑，包括EPW（乙二胺，鄰苯二酸和水）和聯(lián)胺等。另一類是無(wú)機(jī)腐蝕劑，包括堿性腐蝕液，如：KOH，NaOH，LiOH，CsOH和NH4OH等。在硅的微結(jié)構(gòu)

15、的腐蝕中，不僅可以利用各向異性腐蝕技術(shù)控制理想的幾何形狀，而且還可以采用自停止技術(shù)來(lái)控制腐蝕的深度。比如陽(yáng)極自停止腐蝕、PN結(jié)自停止腐蝕、異質(zhì)自停止腐蝕、重?fù)诫s自停止腐蝕、無(wú)電極自停止腐蝕還有利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)自停止腐蝕等等。2、硅表面微機(jī)械加工技術(shù)美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校的SensorandActuator小組首先完成了三層多晶硅表面微機(jī)械加工工藝，確立了硅表面微加工工藝的體系。表面微機(jī)械加工是把MEMS的“機(jī)械”（運(yùn)動(dòng)或傳感）部分制作在沉積于硅晶體的表面膜（如多晶硅、氮化硅等）上，然后使其局部與硅體部分分離，呈現(xiàn)可運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。分離主要依靠犧牲層（SacrificeLayer）技術(shù)，即

16、在硅襯底上先沉積上一層最后要被腐蝕（犧牲）掉的膜（如SiO2可用HF腐蝕），再在其上淀積制造運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的膜，然后用光刻技術(shù)制造出機(jī)構(gòu)圖形和腐蝕下面膜的通道，待一切完成后就可以進(jìn)行犧牲層腐蝕而使微機(jī)構(gòu)自由釋放出來(lái)。硅表面微機(jī)械加工技術(shù)包括制膜工藝和薄膜腐蝕工藝。制膜工藝包括濕法制膜和干式制膜。濕法制膜包括電鍍（LIGA工藝）、澆鑄法和旋轉(zhuǎn)涂層法、陽(yáng)極氧化工藝。其中LIGA工藝是利用光制造工藝制作高寬比結(jié)構(gòu)的方法，它利用同步輻射源發(fā)出的X射線照射到一種特殊的PMMA感光膠上獲得高寬比的鑄型，然后通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍的方法得到所要的金屬結(jié)構(gòu)。干式制膜主要包括CVD（ChemicalVaporDeposit

17、ion）和PVD（PhysicalVaporDeposition）。薄膜腐蝕工藝主要是采用濕法腐蝕，所以要選擇合適的腐蝕液。3、結(jié)合技術(shù)微加工工藝中有時(shí)需要將兩塊微加工后的基片粘結(jié)起來(lái)，可以獲得復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更多的功能。將基片結(jié)合起來(lái)的辦法有焊接、融接、壓接（固相結(jié)合）、粘接、陽(yáng)極鍵合、硅直接鍵合、擴(kuò)散鍵合等方法。4、逐次加工逐次加工是同時(shí)加工工藝的補(bǔ)充，常用于模具等復(fù)雜形狀的加工，其優(yōu)點(diǎn)是容易制作自由形狀，可對(duì)非平面加工，缺點(diǎn)是加工時(shí)間很長(zhǎng)，屬單件生產(chǎn)，成本高。包括以下幾種：逐次除去加工：如用于硅片切割的砂輪加工；細(xì)微放電加工、激光束加工、離子束加工、STM（掃描隧道顯微鏡）加工。逐次附著

18、加工：如利用離子束CVD技術(shù)，可使僅被照射部分的材料堆積，形成某種結(jié)構(gòu)。逐次改質(zhì)加工：比如可以利用電子束或激光照射的辦法使基板表面局部改質(zhì)的技術(shù)，它的應(yīng)用有電子束掩膜制作、非平面光刻、局部摻雜等。逐次結(jié)合加工：比如IC引線焊接、局部粘結(jié)等。三、LIGA與準(zhǔn)LIGA技術(shù)1986年德國(guó)W.Ehrfeld教授首先開(kāi)發(fā)了進(jìn)行三維微細(xì)加工最有前途的方法LIGA技術(shù)。LI，Lithographier，即深度X射線刻蝕；G，Galvanformug，即電鑄成型；A，Abformug，即塑料鑄膜。LIGA技術(shù)是深度X射線刻蝕、電鑄成型、塑料鑄膜等技術(shù)的完美結(jié)合。LIGA工藝問(wèn)世以來(lái)，被認(rèn)為是最有前途的三維微細(xì)

19、加工技術(shù)。1、LIGA技術(shù)是微細(xì)加工的一種新方法，它的典型工藝流程如上圖所示。（1）深度X射線刻蝕：首先利用深度同步輻射X射線在數(shù)百微米后的PMMA光刻膠上刻蝕出較大深寬比的光刻膠圖形，高寬比一般達(dá)到100。（2）電鑄成型及制膜：利用光刻膠層下面的金屬膜作為電極進(jìn)行電鍍，將顯影后的光刻膠所形成的三維立體結(jié)構(gòu)間隙用金屬填充，直到光刻膠上面完全覆蓋了金屬為止，形成一個(gè)與光刻圖形互補(bǔ)穩(wěn)定的相反結(jié)構(gòu)圖形。（3）注模復(fù)制（塑鑄）由于深度X射線光刻的代價(jià)太大，所以，在批量生產(chǎn)中，采用子母模的辦法。塑鑄為大批量生產(chǎn)電鑄產(chǎn)品提供了塑料鑄模。2、與傳統(tǒng)微細(xì)加工方法比，用LIGA技術(shù)進(jìn)行超微細(xì)加工有如下特點(diǎn)：（1

20、）可制造有較大深寬比的微結(jié)構(gòu)；（2）取材廣泛，可以是金屬、陶瓷、聚合物、玻璃等；（3）可制作任意復(fù)雜圖形結(jié)構(gòu)，精度高；（）可重復(fù)復(fù)制，符合工業(yè)上大批量生產(chǎn)要求，成本低。3、LIGA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展（1）德國(guó)美茵茲技術(shù)研究所（IMM）開(kāi)發(fā)除使用準(zhǔn)分子激光燒蝕與LIGA技術(shù)結(jié)合的新加工工藝。（2）歐共體1992年啟動(dòng)一個(gè)稱為MAXIMA多國(guó)協(xié)作研究項(xiàng)目，目標(biāo)是研制一個(gè)三維集成加速度傳感器。它是在X方向、Y方向由LIGA工藝制造的加速度傳感器陣列，與在Z方向的硅加速度傳感器陣列集成在同一硅片而成，是LIGA技術(shù)與硅微機(jī)械技術(shù)的完美結(jié)合。（3）美國(guó)威斯康興大學(xué)HenryGuckel教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)

21、LIGA技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出SLIGA技術(shù)。僅僅利用LIGA技術(shù)的典型工藝還不能制造出有活動(dòng)要求的可動(dòng)微結(jié)構(gòu)。引入犧牲層腐蝕技術(shù)，可以大大拓寬LIGA技術(shù)應(yīng)用零用，為任意幾何形狀可動(dòng)的三維結(jié)構(gòu)制作開(kāi)辟了道路。（4）1995年上海交通大學(xué)利用LIGA技術(shù)研制出直徑2mm的電磁微馬達(dá)的樣機(jī)。（5）上海冶金所用一般厚正性光刻膠，深UV（紫外光）曝光的準(zhǔn)LIGA技術(shù)，電鑄厚的微結(jié)構(gòu)可達(dá)10m，而且零件表面光潔，側(cè)面陡直。（6）德國(guó)Microparts公司已獲許應(yīng)用LIGA技術(shù)制造下一代噴墨打印機(jī)的噴嘴。這種新型打印機(jī)將具有96nm-1分辨率，噴墨密度將是目前一代噴墨打印機(jī)的4倍。4、準(zhǔn)LIGA技術(shù)由

22、于LIGA技術(shù)需要昂貴的深度同步輻射X射線光源和制作復(fù)雜的X光掩模，所以LIGA技術(shù)推廣應(yīng)用并不容易，而且與IC工藝不兼容。1993年Allen提出用光敏聚酰亞胺實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)LIGA技術(shù)。準(zhǔn)LIGA技術(shù)利用常規(guī)的紫外光光刻設(shè)備和掩模，制作高深比微金屬結(jié)構(gòu)的方法。準(zhǔn)LIGA的工藝過(guò)程除了所用的光刻光源和掩模外，與LIGA工藝基本相同。用準(zhǔn)LIGA技術(shù)既可以制造高深寬比的微機(jī)構(gòu)，又不需要昂貴的同步輻射X射線源和特制的LIGA掩膜版，對(duì)設(shè)備的要求低得多；另外，它與集成電路工藝的兼容性也要好的多，因此，準(zhǔn)LIGA技術(shù)得到了很大的發(fā)展。準(zhǔn)LIGA工藝流程如圖所示。準(zhǔn)LIGA工藝的工藝過(guò)程：紫外光光刻成模電鑄或

23、化學(xué)鍍及制模塑鑄5、多層光刻膠工藝在準(zhǔn)LIGA工藝中的應(yīng)用由于一般情況下用紫外光對(duì)光刻膠進(jìn)行大劑量的曝光時(shí)，光刻膠不能太厚，而且顯影后光刻膠圖形的側(cè)壁陡制度不好。為此，將多層光刻膠工藝應(yīng)用于準(zhǔn)LIGA技術(shù)上進(jìn)行光刻，可以得到較高的光刻分辨率。多層光刻膠工藝有兩種，如兩層光刻膠工藝、三層光刻膠工藝等。其中，三層光刻膠工藝師應(yīng)用最多的一種多層光刻膠工藝。圖1所示為三層光刻膠光刻工藝的流程：首先在硅襯底上涂敷較厚的下層光刻膠并進(jìn)行烘干，然后在其上用PECVD方法或?yàn)R射、涂敷等方法形成中間介質(zhì)層。由于表面已經(jīng)相當(dāng)平整，在中間介質(zhì)層上只需涂敷較薄的上層光刻膠層，以提高光刻的分辨率，并進(jìn)行前烘，形成三層結(jié)

24、構(gòu)。然后對(duì)上層光刻膠進(jìn)行光刻，得到光刻后的圖形。以上層光刻膠的圖形作掩蔽，此采用RIE刻蝕下層光刻膠，從而實(shí)現(xiàn)光刻圖形向下層光刻膠的轉(zhuǎn)移。圖2是利用三層光刻膠工藝的準(zhǔn)LIGA技術(shù)的工藝流程。在電鍍基板上形成三層光刻膠結(jié)構(gòu)，其中下層光刻膠厚度較大；利用圖1所示的三層光刻膠工藝進(jìn)行光刻，得到下層光刻膠的圖形；利用RIE刻蝕中間介質(zhì)層，從而得到適合進(jìn)行電鑄的結(jié)構(gòu)；利用LIGA工藝中相應(yīng)的電鍍、制模、脫模、電鑄等工藝步驟制作高質(zhì)量低成本的微機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖3是利用準(zhǔn)LIGA工藝制造的微電容加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。質(zhì)量塊用懸臂梁支持，并被固支在基片上，它可以在兩個(gè)固定于基片的靜電極之間擺動(dòng)，從而與個(gè)靜電極

25、之間形成電容，電容量隨著加速度大小的變化而變化。6、SLIGA技術(shù)SLIGA技術(shù)是H.Guckle教授等人結(jié)合硅面加工技術(shù)和常規(guī)LIGA技術(shù)而開(kāi)發(fā)出的一種新工藝。在這個(gè)工藝中，犧牲層用于加工形成與基片完全相連或部分相連或完全脫離的金屬部件。利用SLIGA技術(shù)可以制造活動(dòng)的微器件。SLIGA工藝流程如圖所示。工藝過(guò)程為：先在平面基板上布設(shè)一層犧牲層材料，如聚酰亞胺、淀積的氧化硅、多晶硅或者某種合適的金屬等，與電鍍的材料相比，這些材料比較容易被有選擇地去除。然后在基片和犧牲層上濺射一層電鍍基底，其后的工藝與常規(guī)SLIGA工藝相同。在完成LIGA技術(shù)的微電鑄工藝之后將犧牲層去除，就可獲得可活動(dòng)的微結(jié)構(gòu)。所謂“表面犧牲層”技術(shù)，即在形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)的空腔或可活動(dòng)的微結(jié)構(gòu)過(guò)程中，先在下層薄膜上用結(jié)構(gòu)材料淀積所需的各種特殊結(jié)構(gòu)件，再用化學(xué)刻蝕劑將此層薄膜腐蝕掉，但不損傷微結(jié)構(gòu)件，然后得到上層薄膜結(jié)構(gòu)（空腔或微結(jié)構(gòu)件）。由于被去掉的下層薄膜只起分離層作用，故稱其為犧牲（sacrificial1ayer，厚度約1-2m）。常用的結(jié)構(gòu)材料有多晶硅、單晶硅、氮化