微细加工技术 2005年 15 a实验A中光源加滤波片30μm厚微结构 h实验B中光源加滤波片500pm厚微结构 086 5050 曝光时间/s 曝光时间/s c实验D中光源不加滤波片3n厚微结构 d实验E中光源不加滤波片5001m厚微结构 图1表面线宽随曝光时间变化曲线 实验A中小于400s以及实验B中小于600s宽变化很大。这证明了当曝光时间小于最优 的曝光量称为曝光不足,而是相对曝光不足,时,在通常的显影时间下线宽是增大的,和实 即在这种工艺条件下,该曝光量并不足以使验A吻合。但是假若适当减少显影时间,线 sU-8胶聚合成的高分子链达到一定的长度,宽变化会很小。这说明此时参加聚合的小分 且高分子间也没有达到一定的缠绕程度,因子数并不是不足,而是聚合形成的高分子结 此在显影的过程中溶胀了。表面获得的曝光构较为松散,因此在显影的过程中容易溶胀 量在整个微结构中是最大的,基本可以保证但是溶胀产生的线宽变化不会线性增加,它 有足够的小分子参加了聚合,因此在所做的在达到一定程度后就会趋于平缓。 小于最优曝光时间(线宽变化最小的曝光时 间)的情况下,溶胀是造成线宽变化的主导因 素,图1中的变化趋势也说明了这一点。随8 着曝光量的增加,溶胀变得困难,线宽增加也 就减少了。而在大于最优曝光时间的情况 下,由于有过多的小分子参与了聚合,即过曝 20253035 光( over dose),使得线宽增大 显影时间/min 3.2显影时间对表面线宽变化的影响 图2光源加滤波片300μm厚微结构表面线宽 为了证实以上的解释,做了实验C,讨论 随显影时间变化曲线 在小于最优曝光时间(350s)的情况下,微结3.3不同光源条件的对比实验 构是否会溶胀,以及如果溶胀,溶胀和显影时 在加或不加滤波片的光源下,都可以通 间的关系 过控制曝光量并设置适当的显影时间来获得 从图2中可以看出,在10min的显影时较小的表面线宽变化。但是由于微结构的顶 间下,线宽变化很小,而增加显影时间后,线部比底部所受到的曝光量更大,显影时间也 万方数据38 微细加工技术 2005笠 晏 藿《 厂—＼ | ＼ ／ ＼／ lO 虽8 童6 接a 《2 0 曝光时间／s a实验A中光源加滤波片300坤'n厚微结构 —一 ～ ／／ ＼ ／ ＼／ 1踟230 280 330 380 曝光时间／s r实验D中光源不加滤波片300印n厚微结构 ／、 ? 、 —、＼ ／ ＼／ 曝光时间／s b实验B中光源加滤波片500I_tm厚微结构 呈 翟 餐 搿 ／ ／ 、． ／ ．＼．／ 曝光时问，s d实验E中光源不加滤波片500Hm厚微结构 图1表面线宽随曝光时间变化曲线 实验A中小于400 S以及实验B中小于600 s 的曝光量称为曝光不足，而是相对曝光不足， 即在这种工艺条件下，该曝光量并不足以使 S U．8胶聚合成的高分子链达到一定的长度， 且高分子间也没有达到一定的缠绕程度，因 此在显影的过程中溶胀了。表面获得的曝光 量在整个微结构中是最大的，基本可以保证 有足够的小分子参加了聚合，因此在所做的 小于最优曝光时间(线宽变化最小的曝光时 间)的情况下，溶胀是造成线宽变化的主导因 素，图1中的变化趋势也说明了这一点。随 着曝光量的增加，溶胀变得困难，线宽增加也 就减少了。而在大于最优曝光时间的情况 下，由于有过多的小分子参与了聚合，即过曝 光(over dose)，使得线宽增大。 3．2显影时间对表面线宽变化的影响 为了证实以上的解释，做了实验C，讨论 在小于最优曝光时间(350 s)的情况下，微结 构是否会溶胀，以及如果溶胀，溶胀和显影时 间的关系。 从图2中可以看出，在10 rain的显影时 间下，线宽变化很小，而增加显影时间后，线 宽变化很大。这证明了当曝光时间小于最优 时，在通常的显影时间下线宽是增大的，和实 验A吻合。但是假若适当减少显影时问，线 宽变化会很小。这说明此时参加聚合的小分 子数并不是不足，而是聚合形成的高分子结 构较为松散，因此在显影的过程中容易溶胀。 但是溶胀产生的线宽变化不会线性增加，它 在达到一定程度后就会趋于平缓。 呈薹 ||| i 厂 ／ ／ ／ ／r · ， IU D 珊 D 30 ∞ 显影时间／|Ilil、 图2光源加滤波片300肚m厚微结构表面线宽 随显影时间变化曲线 3．3不同光源条件的对比实验 在加或不加滤波片的光源下，都可以通 过控制曝光量并设置适当的显影时间来获得 较小的表面线宽变化。但是由于微结构的顶 部比底部所受到的曝光量更大，显影时间也 ；寻晕僦憾《 万方数据