准LIGA技术在微传感器制造中的应用??2000年第19卷第3期????????????????????传感器技术(??JournalofTransducerTechnology)41实用技术魏??兵（湖北工学院机械系，湖北武汉430068）摘??要:准LIGA技术吸收了体硅微加工技术和LIGA技术的优点,利用此技术，用普通光学曝光机可将光刻图形转移到较厚的光刻胶上,获得较大的深宽比，从而解决了LIGA技术的光源问题。简要介绍了准LIGA技术的工艺过程特点和应用实例。关键词:准LIGA技术;光刻;三层光刻胶工艺;微电铸;微复制中图分类号订H703??????文献标识码:A??????文章编号:1000-9787(2000)03-0041-03Applicationofquasi-LIGAprocessinfabricationofmicrosensorWEIBing(Dept.ofMech.Engin.,HubeiPolytechnicllniversity,Wuhan430068,China)Abstract:Quasi-LIGAtechniquehastheadvantagesofbulksiliconmicrofabricationtechniqueandLIGAtechnique」tcantransferthepatternsontothemuchthickerphotoresistlayerbycommonphotolithographymachineandlargeaspectratiocanbeobtained.ThustheproblemofilluminantofLIGAtechniqueissolved.Theprocessofquasi-LIGAtech-nology,characteristicsandapplicationsarebrieflypresented・Keywords:quasi-LIGA;lithography;multilayerphotoresisttechnology;electroforming;microreplication0??引??言微电子技术的飞速发展，使人类进入了信息吋代。而微电子技术的一个重要发展方向就是研制微型机电系统(MEMS:microelectromechanicalsys-tems)o由微传感器、微执行器和微处理器组成的微型机电系统或微系统技术(MST:microsystemtech-nology)z^渐成为欧州、美国、日本等发达国家争先投资开发的热点，它的成功将像微电子那样给人类生活带来新的革命。微型机电系统的工艺基础是微细加工技术，当前MEMS加工技术的研究主要是以硅基微加工技术为主,包括表面硅微加工技术和体硅微加工技术，由此开发的微压力传感器和微加速度计，其产值已达15亿美元［1-3］o20世纪80年代德国开发出来的LIGA技术(德文lithographie^ga-lvan^formungabformung的缩写'中文意思为光刻、电铸和模铸)扩展了微机械的材料，利用该技术可加工塑料、陶瓷和金属等材料［4］。但LIGA技术需要昂贵的同步辐射X射线源进行X光深层光刻，获得高深宽比的光刻胶微结构后，才能开展后续工艺，而且，它与集成电路的制作工艺不兼容。针对其缺点，人们提出了一种利用多层光刻胶:工艺的准LIGA技术。利用该技术，用紫外线作光源和多层光刻胶T艺來代替同步辐射X光深层光刻，然后进行后续的微电铸和微复制工艺，就可实现微机械器件的大批量生产。用准LIGA技术既可制造高深宽比的微结构，又不需要昂贵的同步辐射X射线源和特制的LIGA掩模版，对设备的要求低得多;另外它与集成电路工艺的兼容性也要好得多，因此，准LIGA技术也得到了很大的发展。2??准LIGA工艺由于一般情况下用紫外光对光刻胶进行大剂量的曝光时，光刻胶不能太厚，而且显影后光刻胶图形的侧壁陡直度不好。为此，将多层光刻胶工艺应用于准LIGA技术上进行光刻，可以得到较高的光刻分辨率,光刻后光刻胶的侧面陡直，截面形状近似为矩形。多层光刻胶光刻工艺有多种,如两层光刻胶工艺、三层光刻胶工艺等，其中，三层光刻胶工艺是应用最多的一种多层光刻胶工艺。图1所示为三层光刻胶光刻工艺的流程。首先在硅衬底上涂敷较厚的下层光刻胶层并进行烘干，然后在其上用PECVD方法或溅射、涂敷等方法形成中间介质层，注意生长中间介质层时温度一定要低,以防下层光刻胶发生龟裂。由于此时的42????????????????????????????????????????传感器技术？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？第19卷此传感器的芯片??????可动微结构即可用准LIGA技术来制作，详细步骤如图4所示。图1??三层光刻胶光刻工艺的流程图Fig.l??Processofmultilayerphotoresisttechnology表面已经相当平整，在中间介质层上只需涂敷较薄的上层光刻胶层,以提高光刻的分辨率，并进行前烘，形成三层结构。然后对上层光刻胶进行光刻，得到光刻后的图形。以上层光刻胶的图形作掩蔽，釆用RIE刻蚀下面的中间介质层，...