SU-8膠光刻模擬.pdf

1、采用SU-8膠的UV光刻技術(shù)是制造MEMS的重要微細(xì)加工技術(shù)之一。SU-8膠克服了普通光刻膠深寬比不足的問題,同時(shí)也克服了LIGA技術(shù)中X射線光源極為昂貴的問題,適合于制造超厚、高深寬比MEMS微結(jié)構(gòu)。近幾年,基于SU-8膠的傾斜UV光刻技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。通過傾斜掩模版和光刻膠平臺(tái),可以制造傾斜結(jié)構(gòu)。 通過大量重復(fù)性實(shí)驗(yàn)尋求器件或結(jié)構(gòu)的最佳工藝參數(shù)代價(jià)昂貴、周期長(zhǎng)、不確定因素多,而且難以對(duì)光刻過程的機(jī)理準(zhǔn)確理解。工藝模擬則很

2、好地彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)的不足,同時(shí)也方便設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)的審查與改進(jìn),工藝模擬軟件成為制造者與設(shè)計(jì)者之間的橋梁。 本文所研究的SU-8膠光刻模型,選取菲涅耳--基爾霍夫衍射公式作為建模的理論依據(jù),通過菲涅耳近似,建立了適于計(jì)算垂直UV光刻的光強(qiáng)分布模型。在建模過程中充分考慮了曝光過程中空氣/光刻膠界面的折射和能量損失、光刻膠/襯底界面的反射以及UV光在SU-8膠中的衰減等因素。針對(duì)三維垂直光刻中計(jì)算數(shù)據(jù)量大、計(jì)算速度緩慢、精度不高等問題,提

3、出了利用掩?？准?xì)化的思想來提高模型精度；利用精確定位實(shí)際計(jì)算區(qū)域的方法來提高計(jì)算速度和效率。本文還利用垂直UV光刻模型,分析了丙三醇補(bǔ)償方法的物理原理,同時(shí)也驗(yàn)證了本文所建的垂直UV光刻模型的正確性和實(shí)用性。 目前國(guó)內(nèi)外傾斜UV光刻模擬尚屬于探索性研究,本文針對(duì)傾斜UV光刻模型和模擬,在垂直UV光刻光強(qiáng)分布模型的基礎(chǔ)上,利用旁軸近似技術(shù),首次提出了一種新穎而方便的傾斜UV光刻光強(qiáng)分布模型。文中詳細(xì)闡述了在建模過程中對(duì)空氣/光刻膠

4、界面的反射折射、光刻膠/襯底界面的反射、UV光在SU-8膠中的衰減等因素的處理方法。 本文還給出了光強(qiáng)分布模擬結(jié)果和完整的系統(tǒng)模擬結(jié)果,同時(shí)考慮了空氣間隙厚度、入射光傾斜角、襯底反射率等因素對(duì)結(jié)果的影響。進(jìn)行了基于SU-8膠的垂直UV光刻和傾斜UV光刻的實(shí)驗(yàn),將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證了本系統(tǒng)的正確性和實(shí)用性。另外在傾斜UV光刻實(shí)驗(yàn)過程中,采用一些特殊的曝光方式,制造了一些特殊的結(jié)構(gòu),為器件和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了有益的幫