机械工程 第44卷第11期 1.光刻 12同步辐射光刻 同步辐射x射线 吸收体 利用LIGA技术获得的大高宽比高精度微结构 掩模支撑膜 来源于同步辐射光刻。目前已经获得的同步辐射光 光刻胶 胶刻深度超过1mm:线宽为5m的图形,高宽比达 到142:线宽为10m的图形,高宽比达到100(图 电铸 2a);线宽为10μm,精度优于10%;线宽大于20μm, 光刻胶结构 精度优于5%。同时,为了提高同步辐射光刻效率, 将紫外光刻胶SU8引入到X射线光刻工艺中(图 铸模孔 2b),极大地提高了同步辐射光刻效率。 3.塑铸 图1LGA技术的基本原理图 合于制作有高精度要求的具有大高宽比的微电子机 械结构。目前已用于制造微传感器、微电机、微制a 动器、微机械零件、集成光学和微光学器件、微波 器件、电真空器件、微医疗器械、微流体组件、各 种层状和片状微结构等。 在微电子机械系统制作工艺中,LGA技术有 着独特的技术特点和优势,同时也存在着一些不足。 本文结合国家同步辐射实验室( National Synchrotron Radiation Laboratory,NSRL)近年来在LIGA技术研 究和应用方面的进展,分析了LIGA技术研究及应 用的发展现状以及所遇到的困难,提出了LIGA应 用的一些展望 1NSRL的LIGA技术 11LIGA试验线站 NSRL中LIGA光束线的同步辐射光从插入元 件超导 wiggler引出,利用200pm厚的铍窗进行真 空隔离和滤波,波长范围0.1~0.7nm,适合进行大 高宽比高精度微结构的制作。通过样品台扫描获得 曝光面积为30×80mm2,适合2in、3in基片曝光 的要求。同时,可以实现倾斜曝光和多次对准曝光。 离线的配套设备包括镀膜机、刻蚀机、电铸仪和 热压成型仪等加工设备以及电镜、显微镜和台阶 仪等检测设备。LIGA线站目前主要的资助研究方 向包括:LGA相关基础技术研究、基于LIGA技 术的MEMS研制以及其他特殊试验,如辐照等。 LIGA线站自运行开放以来,建立了LIGA技术的研 究平台和LIGA技术的标准工艺,同时在深化LGA 工艺研究方面进行了有益地探索,获得了一些新的 结果。 图2同步辐射光刻微结构扫描电镜图4 8 机 械 工 程 学 报 第 4 4 卷第 1 l 期 1 光刻 显影 同步辐射x 射线 一 撑 涉 蠢藉 胶 2 ． 电铸 模具 硪 觚 霸钞 塑模结构 ．；! 。 眵 器料 图 1 L IG A 技术的基本原理 图 合于制作有高精度要求的具有大高宽比的微 电子机 械结构 。 目前 已用于制造微传感器 、 微 电机 、 微制 动器 、 微机械零件、 集成光学和微光学器 件、 微波 器件、 电真空器件、 微医疗器械、 微流体组件 、 各 种层状和片状微结构等 。 在微 电子机械系统制作工 艺中， L I G A 技术有 着独特的技术特点和优势， 同时也存在着 一 些 不足 。 本文结合 国家同步辐射实验室(N a t i o n a l S y n c h r o t r o n R a d i a t i o n L a b o r a t o r y ， N S R L )近 年来在 L I G A 技术研 究和应用方面的进展 ， 分析了 L I G A 技术研究及应 用的发展现状 以及所遇到的困难 ， 提 出了 L IG A 应 用 的 一 些展望 。 1 N S R L 的 L I G A 技术 1 ． 1 L I G A 试验线站 N S R L 中 L IG A 光束线的同步辐射光从插入 元 件超导 W i g g l e r 引出， 利用 2 0 0 “m 厚的铍窗进行真 空隔离和滤波 ， 波长范围 0 ． 1 ～ O． 7 n m ， 适合进行大 高宽比高精度微结构的制作 。 通过样品台扫描获得 曝光面积为 3 0 × 8 0 m m 。 ， 适合 2 i n 、 3 i n 基片曝光 的要求。 同时， 可 以实现倾斜曝光和 多次对准曝光 。 离线 的配 套 设备包 括镀 膜机 、 刻蚀机 、 电铸 仪和 热压 成型仪等加 工 设备 以及 电镜 、 显 微 镜和 台阶 仪等检测设备 。 L I G A 线站 目前主 要 的资助研 究方 向包括 ： L IG A 相关基础技术研 究、 基于 L I G A 技 术的 M E M S 研制 以及 其他特殊试验 ， 如辐照等 。 L IG A 线站 白运行开放 以来 ， 建立 了 L IG A 技术的研 究平 台和 L I G A 技术的标准工 艺 ， 同时在深 化 L I G A 工 艺研究方面进行了有益地探索 ， 获得 了 一 些新的 结果 。 1 ． 2 同步辐射光刻 利用 L I G A 技术获得的大高宽比高精度微结构 来源 于 同步辐射光刻 。 目前已经 获得 的同步辐射光 刻深度超过 1 m l T l ； 线宽为 5 u m 的图形 ， 高宽比达 到 14 2 ； 线宽为 1 0 p ． m 的图形 ， 高宽比达到 10 0 (图 2 a ) ：线宽为 10 ¨m ， 精度优于 10 ％ ；线宽大于 2 0 “m ， 精度优于 5 ％ 。 同时， 为了提高同步辐射光刻效率， 将紫外光刻胶 S U 8 引入 到 x 射线光刻工 艺 中(图 2 b ) ， 极大地提高了同步辐射光刻效率 。 (c ) 图 2 同步辐射光刻微结构扫描电镜 图