基于压印光刻的复合材料真三维微电子机械系统制造方法

摘要

本发明专利公开了一种基于压印光刻的复合材料真三维MEMS器件的制造方法。该方法采用快速成型中的分层制造思想，将MEMS器件CAD模型分解为逐个截面薄层来制造。在生成承载MEMS器件某一截面层图案的石英模板的制作过程中采用扫描探针显微镜微刻和等离子干刻蚀技术。通过CVD/化学镀/双组份涂铺获取MEMS器件基材的薄层，采用当前IC生产线上的离心匀胶工艺，在MEMS器件基材的薄层上完成压印阻蚀胶的可控涂铺，采用压印光刻和等离子刻蚀工艺完成MEMS器件的单层成形，通过化学机械剖光(CMP)获得确定的薄层厚度。本发明的方法解决了MEMS的真三维问题；采用金属化学汽相沉积工艺有效地解决了MEMS制造材料单一的问题；采用大模板或多模板并行压印光刻，可实现MEMS批量制造。

主权项

1.基于压印光刻的复合材料真三维微电子机械系统制造方法，采用快速成型中的分层制造思想，将微电子机械系统CAD模型分解为逐个截面薄层来制造；其特征在于，包括以下步骤：1)将MEMS器件CAD模型分解为逐个截面薄层，以其截面几何生成掩模文件；2)采用扫描探针显微镜在石英表面的阻蚀剂上进行微刻并结合等离子干刻蚀工艺，生成承载MEMS器件某一截面层图案的石英模板，石英模板上刻有MEMS器件截面几何图形；3)通过化学汽相沉积(CVD)/化学镀/双组份涂铺生成微电子机械系统基材薄层，并在基材薄层上涂铺光固化阻蚀剂后，采用压印光刻和等离子刻蚀工艺完成MEMS器件的单层成形；4)去除残留阻蚀胶，并在单层成形上采用CVD/化学镀技术再沉积低熔点合金层作为支撑体，并通过化学机械抛光获得确定的薄层厚度；5)在三维器件的成型工艺过程中，采用光栅对正原理来保证多层套刻的相对位置精度；6)重复上述步骤2)至5)，按逐层叠加方式实现真三维MEMS器件的批量成形，再在80℃下将其中的低熔点合金层分离去除，获得器件的成品。