SU-8光刻胶是一种可制备成厚膜(0.5-200um厚度)的环氧树脂光阻剂,其组成成分有:1)粘合剂,使光刻胶具有良好的机械性能与粘附性、热稳定性;2)感光剂,能与光发生光化学反应;3)溶剂,使光刻胶保持液体状态;4)添加剂,使光刻胶的某些特性被改变。SU-8光刻胶被广泛应用于微流体器件、微光学器件、显示器等。SU-8材料本身在物理和化学方面性质稳定,如抗压强度、硬度、强度、耐酸碱性、耐腐蚀性等,可当作器件直接使用。SU-8光刻胶具有材料属性稳固、化学性优良、稳定性好等特点,可用于x射线、电子束、紫外光等曝光成像制作高深宽比(深度与宽度的比值)、侧壁垂直度高(角度接近90°)的结构图形,还可用作干法刻蚀的阻挡层。对于现有制作工艺,未被光刻胶掩盖的部分为曝光区域,该区域中SU-8光刻胶产生的自由基分子相互热交联形成钝化性很强的环氧树脂,环氧树脂在常规后续显影、去胶过程中很难被去除。
工业NMP(甲基吡咯烷酮)能溶胀并去除SU-8光刻胶,但耗时过长。浓硫酸与双氧水的混合溶液能去除SU-8光刻胶,但对其他结构损伤严重。高温灰化法采用高温灼烧去除SU-8光刻胶,该方法简单,但对金属器件损伤严重。采用基于O2/CF4混合气体的等离子体反应刻蚀方法,有效去除了完全交联的SU-8光刻胶。采用气体离子化的方式来轰击SU-8光刻胶,保证了器件的完整性。区别于强酸强碱、高温法,该方法通过精确控制气体流量比例,达到了不损伤电镀金属等集成结构的目的。该方法适用于玻璃、金属种子层、硅片、压电陶瓷等各类衬底。
等离子去胶原理:
SU-8光刻胶是由C、H、O、N等元素组成的有机物。等离子去胶工艺采用的刻蚀气体是O2/CF4混合气体。随着温度的升高,被激活的氧等离子与有机物发生化学反应,破坏了光刻胶中较稳定的化学成分。同时,F的自由基化学活性很高,在电离过程中不断地与光刻胶中H发生化学反应而生成氟化氢(HF),促进了O2与有机物反应,生成的气态物质最终被清洗气体(N2)通过抽压方式排出。
SU-8光刻胶对工艺温度十分敏感。温度过低时,O2和CF4与光刻胶中化学分子的反应不充分,不能彻底去除光刻胶;温度过高时,光刻胶自身发生变性,无论怎么改变气体流量...