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SU-8膠是一種負(fù)性、環(huán)氧樹脂型、近紫外線(350nm～400nm)光刻膠,可用電子束、X射線,尤其是I線(365nm)紫外光進(jìn)行曝光光刻,它在近紫外光范圍內(nèi)光吸收度低,故整個光刻膠層所獲得的曝光量均勻一致,可得到具有垂直側(cè)壁外形和高深寬比的厚膜圖形,常用于低成本UV-LIGA技術(shù),作為電鑄微結(jié)構(gòu)的模具;SU-8膠還具有良好的力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕性、熱穩(wěn)定性和生物兼容性,能形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形,可作為微流體、微光學(xué)、生化芯片等MEMS器件的結(jié)構(gòu)材料,同時還可用于芯片封裝等領(lǐng)域。

基于SU-8膠的LIGA/UV-LIGA技術(shù)的典型工藝為:基片(可含IC或其它微制造元件)清洗沉積種子層如Ti,Cr/Au等旋涂SU-8,單次旋涂可達(dá)數(shù)百微米厚前烘(65℃,95℃)X射線或近UV光曝光后烘(PEB,65℃,85℃～95℃)顯影硬烘堅模(150℃～200℃,可選)電鑄金屬,如Ni,Cu,FeNi等磨平(可選)去除SU-8膠模去種子層。

SU-8膠是由多功能團(tuán)、多分支有機(jī)環(huán)氧膠E-PONSU-8溶于有機(jī)液(GBL或環(huán)戊酮)中,并加入少量光引發(fā)劑(三芳基硫鹽)而成。當(dāng)曝光時,光子被吸收,光引發(fā)劑產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng),生成強(qiáng)酸。在后烘(PEB)時,曝光區(qū)域在強(qiáng)酸的引發(fā)催化作用下,分子發(fā)生交聯(lián)(crosslinked),并以鏈?zhǔn)皆鲩L,經(jīng)擴(kuò)展就形成了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò);若再經(jīng)硬烘焙,就形成了致密的完全交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不溶于有機(jī)顯影液,并能抵制膨脹。但同時,這種高度交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使得SU-8膠模很難去除,尤其在不損壞電鑄金屬結(jié)構(gòu)及其它微制造元件的前提下,這就大大制約了SU-8LIGA技術(shù)與IC或其它微制造工藝的集成制造能力,同時對精細(xì)零部件的加工也有很大的局限性,即微小狹縫、孔洞內(nèi)的光刻膠同樣難以完全去除。

SU-8去膠問題是個大難題。半導(dǎo)體光刻膠去除工藝，一般意義上說分成兩種：傳統(tǒng)的濕法去光刻膠和先進(jìn)的干法等離子去光刻膠，它們都是通過化學(xué)反應(yīng)來去除光刻膠，進(jìn)行的反應(yīng)也都是各向同性。

Su-8等離子去膠原理

與傳統(tǒng)的濕法去膠法相比，干法去膠法又叫等離子去膠具有去膠灰化率高、可靠性高的優(yōu)點。其工藝過程特點在于要經(jīng)由等離子和氣體擴(kuò)散進(jìn)行真空腔體反應(yīng)。等離子態(tài)的氣體存在以下特點：等離子態(tài)下氣體化學(xué)活性較強(qiáng)，不同的氣體與不同的材料相互具有選擇性，互相選擇的氣體和材料可以快速反應(yīng)并實現(xiàn)材料的化學(xué)去除。

SU-8光刻膠是由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ等元素組成的有機(jī)物。它們的分子結(jié)構(gòu)都是由長鏈的碳、氫、氧組成，氧等離子體去膠工藝是利用氧氣電離產(chǎn)生氧離子、游離態(tài)氧原子、氧分子和電子等混合的等離子體，其具有強(qiáng)氧化才能的游離態(tài)氧原子，在射頻電源的作用下與光刻膠膜反應(yīng)生成的CO2和H2O，O2→O*+O*，CxHy+O*→CO2↑+H2O↑，隨即被真空泵泵抽走，最終達(dá)到去除光刻膠層的目的，這個工藝通常又被稱為灰化工藝。

綜上所述：SU-8等離子去膠原理是利用在等離子去膠系統(tǒng)中通入氧氣，在高頻電場的作用下產(chǎn)生活性氧，迅速使光刻膠氧化成為可揮發(fā)性的二氧化碳、水和其他氣體，從而達(dá)到去膠的目的。干法去膠相較于濕法去膠，不需要使用化學(xué)試劑，更加簡單，可操作性強(qiáng)。