有较多优点,SU-8胶正被越来越多的应用于、芯片封装和微加工等领域。应用标准UⅣ工艺可得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形,可以形成台 阶、管道等结构复杂的图形;且SU-8胶不导电,在 直接作为绝缘体使用,用来电镀金属零件UV-LIGA;因S-8胶具有良好的抗腐蚀性,被 多人采用做微制造掩模 在S-8胶的工艺 大量的重复性的实验来得到对于某特定器件尺寸和结构的最佳工艺条件 这种方法耗费 量的人力和物力。这篇论文的工作是通过模拟的方法仿真SU-8胶的光刻图形,使模拟的SU-8胶图形接近与实际情形。 本文给出了一套SU-8較山V接 触式光刻的模拟模型及其C/C++实现程序。这个模型在普通的化学放大胶光刻模拟的基础上,添加了溶胀模型和对显影速率随深度变化效应的模拟。对于 厚SU-8胶的模拟,这种模型比普通的模拟模型更加合适,经过模拟结果和实验结果对照,总的模拟误差在6%以内。 这篇论文是厚SU-8光刻胶接触 式UV光刻后形貌的两维模拟,SU-8胶是一种化学放大的、基于环氧基的负性光刻胶,我们的模型和模拟基于早期的化学放大胶的研究和SU-8胶的光刻机 理和性质早期对化学放大胶的研究主要集中在薄的应用于亚微米光刻的化学放大胶,而很少涉及到对厚的化学放大胶的建模。因而这篇文章包括了我 们在厚的化学放大胶光刻模型方面的努力,这些新的模型适用于SU-8 文章从介绍前人做的光刻模拟工作开始,包括空气影像成形模型、DM胶 和化学故大胶的曝光模型、化学放大胶后烘模型和一般显影模型。然后从SU-8胶的物理和化学反应机制方面介绍SU-8胶的曝光、后烘和显影过程中的变 化。由于SU-8胶的厚胶特殊性,文章中对SU-8胶的模拟建立了两个模块:显影过程中对溶胀效应的模拟和显影速率深度影响模型 最后一章包括 实现SU-8胶Ⅳ光刻模拟程序的流程图,详细介绍实现模拟的编程思想 最后,将模拟结果值和实验结果进行两种方式对比:图形直接对比和宽度 数值对比,并计算了模拟和实际结果的误差,这些误差显示,对于线宽为100m的光刻胶,最大误差为61μm,最小误差2m,可以说总的误差在6%以 5.学位论文郭照沛SU-8胶界面结合性及超声时效的分子模拟研究2009 随着微机电 作为制作高深宽比结构的首选胶,己经被广泛地应用于Ms研究领域。然而SU-8胶在工艺过程中会 产生很大的内应力,导致在后续的工艺过程中出现胶体开裂,甚至从基底上脱落等现象。这些问题的存在限制了高深宽比胶结构的制作和图形分辨率的 提高。本文主要针对SU-8胶与金属N基底的结合性及超声时效进行分子动力学模拟研究,为SU-8胶光刻实验参数的选取提供依据 使用 Tonto Atoa的方法建立了SU-8胶分子模型,对其进行能量最小化和动力学模拟相结合的优化模拟。在反复进行优化模拟后,对分子模型体系进行了静态力学性 能的分析,得到了SU-8胶的力学弹性常数。SU-8胶 量,剪切模量和泊松比的模拟值同文献中的实验值相吻合,说明构建的分子模型是合理的。 采用反应活性对之间距离最短优先发生交联的方法,在后烘温度为348K时对SU-8胶分子体系进行了交联反应的模拟。得到了一个交联率为75%的SU- 热效应,本文试图通过对交联的SU-8胶体系施加高温高压来模拟超声作用对其内应力的消除。在高温高压下对SU-8胶反复进行能量最小 模拟,直到体系达到完全的平衡后,分析体系的静态弹性常数。通过和交联的SU-8胶的弹性常数相比,杨氏模量有一定的下降,这说明 的作用,在对SU-8胶无定形单元和Ni(100)面结构进行最优化模拟的基础上,构建了包含SU-8胶和Ni(100 型。对界面分子模型进行了能量最优化后,分别模拟计算了不同前烘温度下的界面结合能,得出在温度为343时界面结合能达到最大, 合最好。对体系中各能量项的分析发现,界面原子间的范德华力是影响界面结合的决定因素 6.期刊论文张立国.陈迪杨帆.李以贵SU-8胶光刻工艺研究-光学精密工程2002,10(3 -8胶是一种基于环氧SU-8树脂的环氧型的、近紫外光、负光刻胶其专门用于在非常厚的底层上需要高深宽比的应用.但是S-8胶对工艺参数的改 变非常敏感本文对影响光刻后图形质量的主要工艺参数前烘温度和时阃、中烘温度和时间、曝光时间及显影时间进行了研究发现前烘时间和显影时间 是影响图形分辨率及高深宽比的最主要的参数随后给出了200pm厚SU-8光刻胶的建议工艺条件:200m/s甩胶,1h的95”C前烘,近紫外光(400m)接触式 曝光95·C的中烘30min,PQEA中显影20min.另外对实验中实现的主要问题基片弯曲和光刻胶的难以去除作了一定的探讨,给出了合理化建议:对于基片 弯曲可采用以下四种措施来降低,降低中的温度同时增加中烘的时间、用厚硅片来代替薄硅片、对于薄硅片在前烘后可用金刚刀切成4~8小片、适当的 设计掩模板;对于光刻胶的去除用热丙酮泡、超声清洗、反应离子刻蚀和高温灰化法相结合,能达到较好的效果 期刊论文张金娅陈迪.朱军.李建华方华斌杨斌 ZHANG Jin-ya. CHEN DI. ZHU Jun. LI Jian-hua. FANG Hua-bin ANG Bin超厚SU-8负胶高深宽比结构及工艺研究-功能材料与器件学报2005,11(2) 采用新型5-8光刻胶在VIA技术基础上制备了各种高深宽比ME微结构,研究了热处理和曝光两个重要因素对高深宽比微结构的影响解决了微结 构的开裂和倒塌等问题;优化了SU-8胶工艺,从而获得了最大深宽比为27:1的微结 8.学位论文冯明SU-8胶深 模拟2007 随着信息技 器件发展的两大趋势,M(微机电系统)是其中一个热点领域,采用SU-8胶的U光刻技术是制造 BS的重要微细加工技术。传统的光刻胶已无法满足高深宽比要求的器件微结构。SU-8光刻胶克服了普通光刻胶光刻深宽比不足的问题,同时克服了 SU-8胶高深宽比 结构制造的过程中需要对尺寸等特征进行严格的控制。现在的制造方法通常是通过大量的重复性实验来得到对于某特定器件尺寸和结构的最佳工艺条件 这种方法的主要缺点在于实验成本较大,得到最佳试验条件困难,不同掩模图形或工艺条件差异较大等,同时,试验方式难于对光刻过程机理的准确 理解。对包括光刻在内的工艺过程模拟则很好地弥补了试验的不足,同时也方便了设计者对于设计的审查与改进,从而成为制造者与设计者之间的桥梁 本文中对现有的光刻建模方法以及模型进行了总结,同时也对已有的SU-8胶U光刻二维模拟程序进行了仔细研究,在其基础上添加了非常重要 的新模块—影像成型。影像成型是光刻时最为重要的步骤 厚胶中光强的分 布对于最后光刻胶的形貌有极大的影响。该模块使得整个模型的精度 有了较大的提高。模块以薄胶的成型为基础,添加了衍射与折射效应,并从厚胶本身的特点考虑,将光吸收系数的变化与光致酸的生成耦合起来,对原 有的曝光模块中的D1ABC模型进行了修正 型数值求解方法的选取对于最后的结果有着重要影响。本文从计算速度以及计算精度两方面综合考 虑,对于曝光模型提出了自己的算法;对原有的后烘算法进行了改进,将酸的扩散以及酸的化反应糊合考虑,并用吏加精确的数值方法对酸的扩散进 行求解,以满足整个程序计算的需求。同时考虑到现实使用中整个系统的运算速度,在不影响最后结果精度的情 溶胀模型舍去 时,对每个模块分立编程,并对每段程序的输入输出接口进行严格设置。用丛LAB对于每个模块中关键变量的浓度分布进行画图分析,以保证每个模型 的正确性。结合现有资料以及实验数据求解不同型号SU-8胶的模型参数,对于整个系统反复调试,保证整个系统顺利运行,文中给出了整个系统的编程 思想和每个模块的流程图 由于影像成型对于最后光刻胶形貌影响的重要性,所以本文对此模块中光强分布的结果单独进行了分析。讨论了每种 光学效应对于光强分布结果的影响:同时也将每个工艺参数对于光强分布结果的影响进行了对比讨论,验证了影像成型模型的正确性,为曝光时工艺参 数的选取提供了一定的参考。同时也将整个轮廓模拟软件的最终结果与实验SEM照片结果对比,对线宽的大小分析比较,并分析两者的误差,从而验证了 软件系统的正确性及实用性。最后对整个论文进行了总结,并对未来工作的发展提出了一些新的想法 9期刊论文SU-8胶光刻工艺参数优化研究-微细加工技术2005(3) 对基于5U-8胶的 UV-LIGA技术进行了工艺优化,研究了光源波长和曝光时间对SL8胶成 果表明,光刻胶表面线宽变化随曝光时间增加先减 少后增加.有一个极小值;侧壁角度先增加后减少有一个极大值通过优化光源波长、曝光时间以及显影时间三个主要工艺参数可以获得侧壁角度为 90.64°正角的300μ厚光刻胶微结构和侧壁角度为89.98”近似垂直的500厚光刻胶微结构 0.会议论文刘景全 8胶是一种负性 .连来年起面东生图在①5中的年的数 获得的曝光量均匀一致,可得到具有垂直侧壁和高深宽 形;它还具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性:SU-8胶不导电,在电镀时可以 直接作为绝缘体使用.由于它具有较多优点,被逐渐应用 个研究领域本文主要分析SU-8胶的特点,介绍其在MM的一些主要应用,总结了我们研 究的经验,以及面临的一些问题,并对厚胶技术在我国的应用提出建议和意见 1·秦江SU-8胶紫外光刻理论与实验研究[学位论文]硕士200有较多优点，SU-8胶正被越来越多的应用于MEMS、芯片封装和微加工等领域。应用标准UV工艺可得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形，可以形成台 阶、管道等结构复杂的图形；且SU-8胶不导电，在电镀时可以直接作为绝缘体使用，用来电镀金属零件(UV-LIGA)；因SU-8胶具有良好的抗腐蚀性，被许 多人采用做微制造掩模。 现在SU-8胶的工艺优化是通过大量的重复性的实验来得到对于某特定器件尺寸和结构的最佳工艺条件，这种方法耗费大 量的人力和物力。这篇论文的工作是通过模拟的方法仿真SU-8胶的光刻图形，使模拟的SU-8胶图形接近与实际情形。 本文给出了一套SU-8胶uV接 触式光刻的模拟模型及其C/C++实现程序。这个模型在普通的化学放大胶光刻模拟的基础上，添加了溶胀模型和对显影速率随深度变化效应的模拟。对于 厚SU-8胶的模拟，这种模型比普通的模拟模型更加合适。经过模拟结果和实验结果对照，总的模拟误差在6﹪以内。 这篇论文是厚SU-8光刻胶接触 式UV光刻后形貌的两维模拟。SU-8胶是一种化学放大的、基于环氧基的负性光刻胶。我们的模型和模拟基于早期的化学放大胶的研究和SU-8胶的光刻机 理和性质。早期对化学放大胶的研究主要集中在薄的应用于亚微米光刻的化学放大胶，而很少涉及到对厚的化学放大胶的建模。因而这篇文章包括了我 们在厚的化学放大胶光刻模型方面的努力，这些新的模型适用于SU-8胶。 文章从介绍前人做的光刻模拟工作开始，包括空气影像成形模型、DNQ胶 和化学放大胶的曝光模型、化学放大胶后烘模型和一般显影模型。然后从SU-8胶的物理和化学反应机制方面介绍SU-8胶的曝光、后烘和显影过程中的变 化。由于SU-8胶的厚胶特殊性，文章中对SU-8胶的模拟建立了两个模块：显影过程中对溶胀效应的模拟和显影速率深度影响模型。 最后一章包括 实现SU-8胶UV光刻模拟程序的流程图，详细介绍实现模拟的编程思想。 最后，将模拟结果值和实验结果进行两种方式对比：图形直接对比和宽度 数值对比，并计算了模拟和实际结果的误差。这些误差显示，对于线宽为100μ m的光刻胶，最大误差为61μm，最小误差2gm，可以说总的误差在6﹪以 内。 文章附录了实现模拟的C/C++代码。 5.学位论文 郭照沛 SU-8胶界面结合性及超声时效的分子模拟研究 2009 随着微机电系统(MEMS)的迅速发展，SU-8光刻胶作为制作高深宽比结构的首选胶，已经被广泛地应用于MEMS研究领域。然而SU-8胶在工艺过程中会 产生很大的内应力，导致在后续的工艺过程中出现胶体开裂，甚至从基底上脱落等现象。这些问题的存在限制了高深宽比胶结构的制作和图形分辨率的 提高。本文主要针对SU-8胶与金属Ni基底的结合性及超声时效进行分子动力学模拟研究，为SU-8胶光刻实验参数的选取提供依据。 使用Atom-to￾Atom的方法建立了SU-8胶分子模型，对其进行能量最小化和动力学模拟相结合的优化模拟。在反复进行优化模拟后，对分子模型体系进行了静态力学性 能的分析，得到了SU-8胶的力学弹性常数。SU-8胶的杨氏模量，剪切模量和泊松比的模拟值同文献中的实验值相吻合，说明构建的分子模型是合理的。 采用反应活性对之间距离最短优先发生交联的方法，在后烘温度为348K时对SU-8胶分子体系进行了交联反应的模拟。得到了一个交联率为75％的SU- 8胶网状交联体系。对其进行优化模拟后，分析计算了交联体系的力学弹性常数，其中杨氏模量的数值和文献中的实验值相吻合。 基于超声作用的 热效应，本文试图通过对交联的SU-8胶体系施加高温高压来模拟超声作用对其内应力的消除。在高温高压下对SU-8胶反复进行能量最小化和分子动力学 模拟，直到体系达到完全的平衡后，分析体系的静态弹性常数。通过和交联的SU-8胶的弹性常数相比，杨氏模量有一定的下降，这说明了超声作用对胶 体内应力的消除有一定的作用。 在对SU-8胶无定形单元和Ni(100)面结构进行最优化模拟的基础上，构建了包含SU-8胶和Ni(100)面的界面分子模 型。对界面分子模型进行了能量最优化后，分别模拟计算了不同前烘温度下的界面结合能，得出在温度为343K时界面结合能达到最大，说明此时界面结 合最好。对体系中各能量项的分析发现，界面原子间的范德华力是影响界面结合的决定因素。 6.期刊论文 张立国.陈迪.杨帆.李以贵 SU-8胶光刻工艺研究 -光学精密工程2002,10(3) SU-8胶是一种基于环氧SU-8树脂的环氧型的、近紫外光、负光刻胶.其专门用于在非常厚的底层上需要高深宽比的应用.但是SU-8胶对工艺参数的改 变非常敏感.本文对影响光刻后图形质量的主要工艺参数前烘温度和时间、中烘温度和时间、曝光时间及显影时间进行了研究,发现前烘时间和显影时间 是影响图形分辨率及高深宽比的最主要的参数.随后给出了200μm厚SU-8光刻胶的建议工艺条件:200μm/s甩胶,1h的95°C前烘,近紫外光(400nm)接触式 曝光,95°C的中烘 30min,PGMEA中显影20min.另外对实验中实现的主要问题基片弯曲和光刻胶的难以去除作了一定的探讨,给出了合理化建议:对于基片 弯曲可采用以下四种措施来降低,降低中烘的温度同时增加中烘的时间、用厚硅片来代替薄硅片、对于薄硅片在前烘后可用金刚刀切成4～8小片、适当的 设计掩模板;对于光刻胶的去除用热丙酮泡、超声清洗、反应离子刻蚀和高温灰化法相结合,能达到较好的效果. 7.期刊论文 张金娅.陈迪.朱军.李建华.方华斌.杨斌.ZHANG Jin-ya.CHEN Di.ZHU Jun.LI Jian-hua.FANG Hua-bin .YANG Bin 超厚SU-8负胶高深宽比结构及工艺研究 -功能材料与器件学报2005,11(2) 采用新型SU-8光刻胶在UV-LIGA技术基础上制备了各种高深宽比MEMS微结构,研究了热处理和曝光两个重要因素对高深宽比微结构的影响,解决了微结 构的开裂和倒塌等问题;优化了SU-8胶工艺,从而获得了最大深宽比为27:1的微结构. 8.学位论文 冯明 SU-8胶深紫外光刻模拟 2007 随着信息技术的飞速发展，微型化与集成化是器件发展的两大趋势，MEMS(微机电系统)是其中一个热点领域，采用SU-8胶的UV光刻技术是制造 MEMS的重要微细加工技术。传统的光刻胶已无法满足高深宽比要求的器件微结构。SU-8光刻胶克服了普通光刻胶光刻深宽比不足的问题，同时克服了 LIGA技术中X 射线光源极为昂贵的问题，直接采用SU-8光刻胶来制备深宽比高的微结构与微零件是微加工领域的一项重要技术。 SU-8胶高深宽比 结构制造的过程中需要对尺寸等特征进行严格的控制。现在的制造方法通常是通过大量的重复性实验来得到对于某特定器件尺寸和结构的最佳工艺条件 ，这种方法的主要缺点在于实验成本较大，得到最佳试验条件困难，不同掩模图形或工艺条件差异较大等，同时，试验方式难于对光刻过程机理的准确 理解。对包括光刻在内的工艺过程模拟则很好地弥补了试验的不足，同时也方便了设计者对于设计的审查与改进，从而成为制造者与设计者之间的桥梁 。 本文中对现有的光刻建模方法以及模型进行了总结，同时也对已有的SU-8胶UV光刻二维模拟程序进行了仔细研究，在其基础上添加了非常重要 的新模块——影像成型。影像成型是光刻时最为重要的步骤之一，厚胶中光强的分布对于最后光刻胶的形貌有极大的影响。该模块使得整个模型的精度 有了较大的提高。模块以薄胶的成型为基础，添加了衍射与折射效应。并从厚胶本身的特点考虑，将光吸收系数的变化与光致酸的生成耦合起来，对原 有的曝光模块中的DillABC模型进行了修正。 模型数值求解方法的选取对于最后的结果有着重要影响。本文从计算速度以及计算精度两方面综合考 虑，对于曝光模型提出了自己的算法；对原有的后烘算法进行了改进，将酸的扩散以及酸的催化反应耦合考虑，并用更加精确的数值方法对酸的扩散进 行求解，以满足整个程序计算的需求。同时考虑到现实使用中整个系统的运算速度，在不影响最后结果精度的情况下将溶胀模型舍去。 在C++编程 时，对每个模块分立编程，并对每段程序的输入输出接口进行严格设置。用MATLAB对于每个模块中关键变量的浓度分布进行画图分析，以保证每个模型 的正确性。结合现有资料以及实验数据求解不同型号SU-8胶的模型参数，对于整个系统反复调试，保证整个系统顺利运行。文中给出了整个系统的编程 思想和每个模块的流程图。 由于影像成型对于最后光刻胶形貌影响的重要性，所以本文对此模块中光强分布的结果单独进行了分析。讨论了每种 光学效应对于光强分布结果的影响；同时也将每个工艺参数对于光强分布结果的影响进行了对比讨论，验证了影像成型模型的正确性，为曝光时工艺参 数的选取提供了一定的参考。同时也将整个轮廓模拟软件的最终结果与实验SEM照片结果对比，对线宽的大小分析比较，并分析两者的误差，从而验证了 软件系统的正确性及实用性。 最后对整个论文进行了总结，并对未来工作的发展提出了一些新的想法。 9.期刊论文 SU-8胶光刻工艺参数优化研究 -微细加工技术2005(3) 对基于SU-8胶的UV-LIGA技术进行了工艺优化,研究了光源波长和曝光时间对SU-8胶成型的影响.结果表明,光刻胶表面线宽变化随曝光时间增加先减 少后增加,有一个极小值;侧壁角度先增加后减少,有一个极大值.通过优化光源波长、曝光时间以及显影时间三个主要工艺参数,可以获得侧壁角度为 90.64°正角的300μm厚光刻胶微结构和侧壁角度为89.98°近似垂直的500μm厚光刻胶微结构. 10.会议论文 刘景全.蔡炳初.陈迪.朱军.赵小林.杨春生 SU-8胶及其在MEMS中的应用 2003 SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶.它适于制超厚、高深宽比的MEMS微结构.SU-8胶在近紫外光范围内光吸收度低,故整个光刻胶层所 获得的曝光量均匀一致,可得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形;它还具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性; SU-8胶不导电,在电镀时可以 直接作为绝缘体使用.由于它具有较多优点,被逐渐应用于MEMS的多个研究领域.本文主要分析SU-8胶的特点,介绍其在MEMS的一些主要应用,总结了我们研 究的经验,以及面临的一些问题,并对厚胶技术在我国的应用提出建议和意见. 引证文献(4条) 1.秦江 SU-8胶紫外光刻理论与实验研究[学位论文]硕士 2006