一种RFMEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510065208.6

申请日:

2015.02.09

公开号:

CN104627956A

公开日:

2015.05.20

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B81C 1/00申请日:20150209|||公开

IPC分类号:

B81C1/00; G03F7/16

主分类号:

B81C1/00

申请人:

中国电子科技集团公司第五十四研究所

发明人:

刘晓兰; 党元兰; 庄志学

地址:

050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所微组装中心

优先权:

专利代理机构:

河北东尚律师事务所13124

代理人:

王文庆

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内容摘要

本发明涉及RF MEMS器件制造领域,公开了一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,主要包括用负胶进行第一牺牲层的制备、第一牺牲层的固化、用正胶进行第二牺牲层的制备、第二牺牲层的固化4个工艺步骤;其中,第二牺牲层制备过程中,用带有光刻孔的掩膜版曝光即可实现带触点悬浮结构牺牲层的制备。本发明利用双层光刻胶作牺牲层,其制备工艺简单、平坦化效果好、易于释放,并且可以方便的制备带触点悬浮结构的牺牲层。

权利要求书

权利要求书
1.  一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,其特征在 于包括以下步骤:
步骤1,第一牺牲层(2)的制备:在具有底层结构(1)的RF MEMS 样件上首先用负胶进行旋涂和前烘,在RF MEMS样件上形成负胶膜; 负胶膜的厚度小于底层结构(1)的高度;对第一牺牲层区域内的负 胶膜进行曝光,然后通过显影将第一牺牲层区域外的负胶膜进行去 除;
步骤2,第一牺牲层的固化:将步骤1处理后的RF MEMS样件 130℃~140℃烘烤10min~20min;
步骤3,第二牺牲层(3)的制备:在步骤2处理后的RF MEMS 样件上用正胶进行旋涂和前烘,在具有第一牺牲层的RF MEMS样件 上形成正胶膜;正胶膜的厚度大于底层结构(1)与第一牺牲层(2) 的高度差;对第二牺牲层区域外的正胶膜进行曝光,通过显影将第二 牺牲层区域外的正胶膜进行去除;
步骤4,第二牺牲层的固化:将步骤3处理后的RF MEMS样件 110℃~130℃烘烤10min~30min;
完成RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备。

2.  根据权利要求1所述的一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层 的制备方法,其特征在于:所述的具有底层结构的RF MEMS样件包 括RF MEMS样件的基底(6)和通过溅射或电镀方式制作在基底上的 底层结构(1)。

3.  根据权利要求1所述的一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层 的制备方法,其特征在于:在步骤3的曝光过程中采用的掩膜版带有 光刻孔(5)。

说明书

说明书一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法
技术领域
本发明涉及RF MEMS器件制造领域,特别涉及一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法。
背景技术
RF MEMS器件具有体积小、重量轻、功耗低、集成度高、性能稳定等优点,在通信、导航、航空航天、生物医学等领域有十分广泛的应用前景。RF MEMS器件大多具有悬浮可动结构,传统的悬浮结构的形成往往采用表面牺牲层工艺,即在RF MEMS器件底层结构完成后覆盖牺牲层,然后在牺牲层上淀积金属薄膜,之后通过释放金属薄膜下的牺牲层形成悬浮的微结构;其中牺牲层的平坦化程度决定了其上面悬浮结构的平整性,进而对器件的驱动电压、隔离度、可靠性等性能有较大影响。因此,牺牲层的制备是RF MEMS器件加工过程中的的一项关键技术。
目前国内外常用金属、氧化硅、多晶硅等无机材料,或聚酰亚胺制备牺牲层。但金属作为牺牲层,由于金属膜层的应力易导致悬浮结构翘曲变形;氧化硅、多晶硅等无机材料对设备的要求高、工艺温度高、加工工序复杂;聚酰亚胺的固化温度高、时间长,且难以去除。在此背景下,我们发明了一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,用双层光刻胶做牺牲层,其制备工艺简单、平坦化效果好,且可以采用干法刻蚀如灰化的方法释放,从而避免了粘附效应,提高了 RF MEMS器件的成品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、平坦化效果好且易于释放的RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法。
本发明的RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1,第一牺牲层的制备:在具有底层结构的RF MEMS样件上首先用负胶进行旋涂和前烘,在RF MEMS样件上形成负胶膜;负胶膜的厚度小于底层结构的高度;对第一牺牲层区域内的负胶膜进行曝光,然后通过显影将第一牺牲层区域外的负胶膜进行去除;
步骤2,第一牺牲层的固化:将步骤1处理后的RF MEMS样件130℃~140℃烘烤10min~20min;
步骤3,第二牺牲层的制备:在步骤2处理后的RF MEMS样件上用正胶进行旋涂和前烘,在具有第一牺牲层的RF MEMS样件上形成正胶膜;正胶膜的厚度大于底层结构与第一牺牲层的高度差;对第二牺牲层区域外的正胶膜进行曝光,通过显影将第二牺牲层区域外的正胶膜进行去除;
步骤4,第二牺牲层的固化:将步骤3处理后的RF MEMS样件110℃~130℃烘烤10min~30min;
完成RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备。
其中,所述的具有底层结构的RF MEMS样件包括RF MEMS样件的基底和通过溅射或电镀方式制作在基底上的底层结构。
其中,在步骤3的曝光过程中采用的掩膜版带有光刻孔。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果为:
1、相对于聚酰亚胺和氧化硅、多晶硅等无机材料,光刻胶牺牲层的制备工艺简单、温度低,与后续工艺兼容性好;
2、避免了金属膜层应力导致的悬浮结构翘曲变形的问题;
3、双牺牲层比单牺牲层平坦化效果好;
4、正负胶的结合使用,解决了两层正胶或两层负胶之间的溶胶问题;
5、可以方便的制备带触点悬浮结构的牺牲层,且触点高度易控制、均匀性和一致性好;
6、光刻胶牺牲层采用干法刻蚀的方法进行释放,避免了粘附效应,可提高RF MEMS器件的成品率。
附图说明
图1是双层光刻胶牺牲层的示意图。
图2是带触点固支梁掩膜版的示意图。
图3是带触点固支梁光刻胶牺牲层的示意图。
图4是带触点悬臂梁掩膜版的示意图。
图5是带触点悬臂梁光刻胶牺牲层的示意图。
具体实施方式
下面,结合附图对本发明作进一步说明。
一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1,第一牺牲层2的制备:在具有底层结构1的RF MEMS样件上首先用负胶进行旋涂和前烘,在RF MEMS样件上形成负胶膜;负胶膜的厚度小于底层结构1的高度;对第一牺牲层区域内的负胶膜进行曝光,然后通过显影将第一牺牲层区域外的负胶膜进行去除;
所述的具有底层结构1的RF MEMS样件包括MEMS样件的基底6和通过溅射或电镀方式制作在基底上的底层结构1。
实施例中,RF MEMS样件的底层结构1高度为2μm~3μm,负胶材料为NR71-1500PY,在具有底层结构1的RF MEMS样件上用负胶进行旋涂和前烘,在RF MEMS样件上形成负胶膜,负胶膜的厚度为1.5μm~2.0μm;然后用掩膜版对第一牺牲层区域内的负胶膜进行曝光、中烘和显影,将第一牺牲层区域外的负胶膜去除。经过以上步骤,第一牺牲层2制备完成,可以将RF MEMS样件中底层结构1与第一牺牲层2的高度差减小到0.2μm~0.6μm。
步骤2,第一牺牲层的固化:将步骤1处理后的RF MEMS样件130℃~140℃烘烤10min~20min;
实施例中,待热板达到设定的温度130℃或140℃时,将步骤1处理后的RF MEMS样件放在热板上,烘烤10min~20min。
步骤3,第二牺牲层3的制备:在步骤2处理后的RF MEMS样件上用正胶进行旋涂和前烘,在具有第一牺牲层2的RF MEMS样件上 形成正胶膜;正胶膜的厚度大于底层结构1与第一牺牲层2的高度差;对第二牺牲层区域外的正胶膜进行曝光,通过显影将第二牺牲层区域外的正胶膜进行去除;
实施例中,正胶材料为AZ1500,在具有第一牺牲层2的RF MEMS样件上用正胶进行旋涂和前烘,正胶膜的厚度为0.8μm~1.2μm,然后用掩膜版对第二牺牲层区域外的正胶膜进行曝光,通过显影将第二牺牲层区域外的正胶去除。经过以上步骤,第二牺牲层3制备完成,牺牲层表面平整性好。
作为对本发明的进一步改进,在步骤3的曝光过程中采用的掩膜版带有光刻孔5。
实施例中,在步骤3的曝光过程中,用图2所示的掩膜版对第二牺牲层3进行曝光,可以制备带触点4固支梁的牺牲层;用图4所示的掩膜版对第二牺牲层3进行曝光,可以制备带触点4悬臂梁的牺牲层;第二牺牲层的厚度就是触点的高度;并且根据触点4高度的不同,对第二牺牲层3的厚度及光刻参数进行调整。经过以上步骤,完成带触点悬浮结构牺牲层的制备,如图3和图5所示。
步骤4,第二牺牲层的固化:将步骤3处理后的RF MEMS样件110℃~130℃烘烤10min~30min;
实施例中,待热板达到设定的温度110℃、120℃或130℃时,将步骤3处理后的RF MEMS样件放在热板上,烘烤10min~30min。
完成RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备。

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本发明涉及RF MEMS器件制造领域,公开了一种RF MEMS器件双层光刻胶牺牲层的制备方法,主要包括用负胶进行第一牺牲层的制备、第一牺牲层的固化、用正胶进行第二牺牲层的制备、第二牺牲层的固化4个工艺步骤;其中,第二牺牲层制备过程中,用带有光刻孔的掩膜版曝光即可实现带触点悬浮结构牺牲层的制备。本发明利用双层光刻胶作牺牲层,其制备工艺简单、平坦化效果好、易于释放,并且可以方便的制备带触点悬浮结构的牺。

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