用于圆片级封装的金凸点研制

介绍了电镀法进行圆片级封装中金凸点制作的工艺流程,并对影响凸点成型的主要工艺因素进行了研究。凸点下金属化层(UBM,under bump metallization)溅射、厚胶光刻和厚金电镀是其中的工艺难点,通过大量的实验研究,确定了TiW/Au的UBM体系,得到了优化的厚胶光刻工艺。同时,研制了用于圆片级封装金凸点制作的垂直喷镀设备,选用不同的电镀液体系和光刻胶体系,对电镀参数进行了控制和研究。对制作的金凸点与国外同类产品的基本特性进行了对比,表明其已经达到可应用水平。

UV-LIGA技术在制作细胞培养器微注塑模具型腔中的应用

研究了细胞培养器微注塑模具型腔的制作方法。针对微注塑模具型腔的结构特点,采用UV-LIGA套刻技术,分别通过两次SU-8胶光刻和Ni的微细电铸制作了以合金钢为基底的微结构;然后利用掩膜腐蚀方法在铸层上腐蚀出微排气通道。对SU-8厚胶工艺过程中的溶胀现象、匀胶不平整和去除困难等问题进行分析,提出在掩膜板图形四周增设封闭的宽度为20μm的隔离带来减少图形四周SU-8厚胶体积,改善了该处胶模的热溶胀变形,使铸层的尺寸误差由原来的35μm降低到10μm,300μm高的微柱体侧壁陡直。隔离带的引入有效地提高了铸层图形的尺寸和形状精度。由于采用了刮胶的匀胶工艺和发烟硫酸去除SU-8胶的方法,消除了"边缘水珠效应",彻底去除了SU-8胶。采用提出的方法可获得铸层质量好,与基底结合强度高的微注塑模具型腔。

SU-8胶及其在MEMS中的应用

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 。

厚层抗蚀剂曝光模型及其参数测量

针对厚层抗蚀剂曝光过程中存在诸非线性因素的影响,更新Dill曝光参数的定义,建立了适合描述厚层抗蚀剂曝光过程的增强Dill模型.光刻过程模拟的准确性与曝光参数的测量精度有很大关系,为此,建立了实时曝光监测实验装置,测量了不同工艺条件、不同厚度抗蚀剂的曝光透过率曲线,并演绎计算出曝光参数随抗蚀剂厚度和工艺条件的变化规律.最后给出了采用增强Dill模型进行曝光过程的模拟和实验结果的分析.

提拉法涂胶提升速度的确定

分析了提拉法涂胶中影响胶膜厚度的主要因素，并据此确定出胶膜厚度；用实验的手段拟合出胶膜厚度与提升速度间的曲线图及关系表达式，依据该表达式确定出与选取的胶膜厚度对应的提升速度，为实际操作提供了可靠的工艺参数。

基于电化学沉积的金属基微射频T形功分器研制

以光刻和精密微电铸技术为基础,采用正负胶相结合的方法,在金属基底上制作同轴结构的微射频T形功分器。采用单层分次曝光方法制作了微电铸用AZ 50XT厚正性光刻胶胶模,改善了单层单次曝光时胶模侧壁陡直性差的情况;使用粘附强度高的金属作为种子层以增强支撑体与内导体之间的结合力,解决了后处理时内导体易从支撑体脱落的问题;通过增加铸后光刻步骤,解决了铸层高度测量困难的问题。最终,制作出外形尺寸为7700μm×3900μm×210μm、最小尺寸为40μm的微射频T形功分器,为微型功分器的制作提供了一种可行的工艺参考方案。

球面旋涂光刻胶工艺

研究了离心式涂胶工艺理论以实现在凹球面内表面涂布厚度均匀的光刻胶。首先,讨论了影响膜厚均匀性的主要因素;接着,用流体力学理论分析了离心式开口向下球面涂胶过程中胶液的受力流动状态,建立了出胶膜厚度与离心机转速、胶液粘度、旋涂时间等参数关系的数学模型;最后,为了验证理论的正确性,在口径φ120 mm,凹球面半径300 mm,矢高12.5 mm的K9玻璃试验件内表面开展涂胶工艺实验。测试分析结果表明,该理论分析模型与实际情况相符,根据理论分析采用主轴与工件旋转轴偏心的装夹方法,在整个球面内表面可以得到厚度均匀的胶膜。当光刻胶黏度为1.1~1.9 Pa,主轴转速为3 000~6 000 r/min时,可在凹球面上涂布厚度为0.5~1μm的均匀胶膜。

光刻工艺中关键流程参数分析

主要介绍了光刻工艺的基本流程,并分析了光刻工艺中的流程参数及影响光刻质量的主要因素,讨论了两种不同光刻胶在不同转速下的厚度、均匀性及留膜率,提出了光刻工艺中部分常见问题的解决方法。通过工艺优化,确定AZ3100和AZ703两种光刻胶的最佳工艺参数。

抗蚀剂AZ4562曝光参数的变化趋势分析

针对厚胶曝光参数随不同光刻胶厚度及工艺条件变化的特点,在原有Dill曝光模型基础上,建立了适合于描述厚胶曝光过程的增强Dill模型,并将统计分析的趋势面法引入到厚胶曝光参数变化规律的研究中,给出了厚胶AZ4562曝光参数随胶厚及工艺条件的变化趋势,为开展厚胶光刻实验研究和曝光过程模拟提供指导性依据。

接触接近式光刻机微力找平技术

介绍了一种微力找平技术,该技术应用气缸及间隙找平机构,可满足厚胶光刻工艺要求。

可挠线圈作定子结构的微型永磁马达的制作与研究

设计和制作了一种直径为1.5mm圆筒型微型永磁同步马达,应用永磁体钕铁硼为马达转子,马达定子采用可挠线圈与导磁外壳相结合的结构;可挠线圈的制作采用准LIGA工艺,利用厚层光刻胶KMPR1050制作微模具,以电铸方法制作线圈;研制了微型马达样机,测试结果显示该微型马达最高转速可达7000r/min,轴偏摆为22μm,为微型永磁同步马达进一步设计与开发提供了参考价值。

基于ITO玻璃基板的涂胶工艺研究

光刻胶涂布的厚度和均匀性直接影响细微光刻电路图形的精度,对电子产品的集成度和合格率有着极为重要的影响。基于ITO玻璃基板涂胶工艺实验,研究了影响涂胶厚度和涂胶均匀性的各种因素,包括光刻胶黏度、涂胶辊表面结构、胶辊压入量和涂胶速度等。针对几种常见的典型涂胶缺陷进行了研究分析,并制定了相应的解决对策。

间歇悬浮式厚胶显影工艺研究

介绍了一种间歇悬浮式厚胶显影工艺,采用该种显影工艺,对使用SU-8光刻胶进行涂胶,胶层厚度大于30μm的晶片进行显影。显影后的晶片进行电镀工艺,经过对显影后晶片上图形的观察和对电镀凸点的分析,证明该种显影工艺具有很好的效果。

太赫兹金属双光栅超厚胶光刻工艺

介绍了制备某太赫兹频率真空辐射光栅的超厚胶光刻工艺,针对工艺中的难点(大厚度和高深宽比)展开了深入分析。实验分析了基片处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等工艺过程对光刻的影响,通过优化工艺参数,解决了胶膜脱落、开裂,不同胶层间的结合,光栅沟槽间的光刻胶残留等问题,成功制备了厚度为700μm、深宽比为14的侧壁陡直、表面平整的双光栅结构胶膜。

服务于微电子产业的MEMS新技术

UV-LIGA技术是MEMS微细加工中一种非常重要的技术。结合厚胶工艺,可以利用金属电镀的方法制作出各种金属MEMS结构。UV-LIGA技术一方面由于其低温的特点可以很好的与后COMS工艺兼容,被用在片上集成高性能射频无源器件方面。另一方面,还可以将金属电镀工艺与硅微机械技术相结合,制作出用于圆片级测试的微机械探卡。文中主要介绍这种有产业前景的技术及其在器件制作上取得的成果。

基于DILL模型的SU8厚胶曝光仿真

基于DILL经典曝光模型,对其分别在深度轴和时间轴上进行扩展:在深度轴上,以基尔霍夫衍射公式为基础,引入复折射率,利用光束传输法的思想计算了某曝光时刻下胶体内部的光场分布;在时间轴上,分析SU8光刻胶的特点及曝光反应过程,建立合适的光交联反应动力学模型,计算不同曝光时刻下的光场分布。通过整个曝光模型的建立,最终给出一定曝光时间后的光场分布;结果表明,在曝光阶段,胶内深层光场整体分布随时间变化不大,曝光时间对曝光阶段光场分布的影响较小,这种影响将在后烘阶段得以放大。

钠钙玻璃微流管道的厚胶湿法腐蚀工艺优化

为了克服石英玻璃和Pyrex 7740玻璃制作微流管道价格昂贵、工艺流程复杂等缺点,利用普通钠钙玻璃为基质、正光刻胶AZ4620为掩膜牺牲层,提出了一种高效、快速、低成本的微流管道制作方法。该方法优化了腐蚀工艺的关键参数,解决了光刻胶与玻璃的粘附性、光刻胶在腐蚀液中的耐受时间等问题。试验腐蚀深度达到80μm,最小特征尺寸小于50μm,微流管道侧壁陡直度小于100°,底部平整度误差小于±1.5μm,制作周期仅需4h左右。

AZ4620光刻胶的喷雾式涂胶工艺

对于一些MEMS应用,需要在形貌起伏很大的晶圆表面均匀地涂布光刻胶。喷雾式涂胶工艺满足了这些要求。研究了几种稀释的AZ4620光刻胶溶液的雾化喷涂性能,在沈阳芯源微电子设备有限公司KS-M200-1SP喷雾式涂胶机上进行了雾化喷涂试验,分别对裸片及深孔不同尺寸的晶圆进行喷雾式涂胶实验;特别研究了决定喷涂薄膜膜厚和均匀性的光刻胶流量和浓度;实验得到的膜厚和均匀性可以满足图形复杂、有深孔的晶圆。结尾列出了喷雾式涂胶在实际中的一些应用。这些结果证明喷雾式涂胶存在的潜力以及美好前景。

RZJ-304光刻胶压电雾化喷涂工艺及其应用

在自主搭建的压电雾化喷涂系统上,以RZJ-304正性光刻胶为研究对象,圆形抛光硅片为基材,研究了稀释体积比、预热温度以及喷涂层数对光刻胶薄膜平均厚度及均匀性的影响,并得到最佳工艺参数。以具有方形结构的抛光硅片为基材,分别进行压电雾化喷涂法和离心旋转法涂胶,并进行图案光刻,结果表明压电雾化喷涂法可以在非圆形形貌上得到清晰完整的图案,克服了传统离心旋转法无法在非圆形面上涂胶的缺陷,验证了压电雾化喷涂法在非圆形形貌应用中的可行性。

用于PolyStrata技术的光刻工艺探索研究

在高集成的射频微机电系统RF MEMS(Radio Frequency Micro Electro Mechanical System)器件的发展趋势下,三维集成工艺的研究越来越多。基于PolyStrata技术的三维多层堆叠同轴器件以其无色散、低损耗、超宽带的优势脱颖而出,PolyStrata技术使用紫外厚胶作为牺牲材料,对光刻胶粘附性、精度、工艺兼容及释放性能要求高,常规厚胶难以满足。探索A、B两种紫外光刻厚胶,对两者工艺参数及图形质量进行对比研究。结果表明,光刻胶A厚度均匀性为98.6%,图形偏差小于10μm;光刻胶B图形偏差小于5μm,但均匀性较差,约80.4%。