專利名稱：一種玻璃上基片的微細(xì)加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)微加工技術(shù)，具體涉及一種玻璃上基片的微 細(xì)加工方法。
背景技術(shù)：
目前SOI (絕緣體上硅)技術(shù)在半導(dǎo)體和微機(jī)械領(lǐng)域發(fā)揮的作用越來越大。高深寬比 的SOI MEMS器件應(yīng)用于慣性傳感器和靜電驅(qū)動，得到的器件工藝簡單，效率高，電容極 板面積大、驅(qū)動力大、占用芯片面積小、功率承載能力和集成度都較高。然而，SOI晶圓 成本較高，這妨礙了成本敏感的應(yīng)用；另外，SOIMEMS結(jié)構(gòu)中，絕緣層的圖形定義是通 過刻蝕時間進(jìn)行控制，尺寸精度很難得到保障，影響了器件性能；SOI使用硅作為唯一結(jié) 構(gòu)材料，硅材料存在自身導(dǎo)電性能不佳，斷裂韌度低等缺點，制約了器件的性能和應(yīng)用范 圍和可靠性，如需要接觸導(dǎo)電的應(yīng)用場合需要在硅表面使用特殊工藝形成側(cè)墻覆蓋，并且 長時間工作將導(dǎo)致觸點失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種用于加工MEMS器件的玻璃上基片的微 細(xì)加工方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種玻璃上基片的微細(xì)加工方法，其步驟包括
1) 使用光敏聚合物作為中間黏附層，通過壓力鍵合的方法，將玻璃片與基片鍵合在一 起，形成玻璃上基片；
2) 透過玻璃片對光敏聚合物進(jìn)行背面曝光，將掩膜圖形轉(zhuǎn)移到中間黏附層上，定義中 間層圖形；
3) 基片減薄，并深刻蝕形成通孔；
4) 對曝光過的光敏聚合物進(jìn)行顯影，釋放結(jié)構(gòu)。
所述步驟2)的掩膜為獨立掩膜版，其位于玻璃片的曝光面一側(cè)。
所述步驟2)的掩膜為，步驟1)之前，在玻璃片的與中間黏附層相鄰的一面上制作的硬 掩膜層，該硬掩膜層可為一不透光的金屬或金屬化合物層。
所述基片采用硅、鍺、m-v族化合物、金屬鈦、鋁和鉬中的一種。
所述光敏聚合物為光刻膠SU8，光敏BCB、光敏Polyimide、光敏PMMA、 AZ系列
光刻膠等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明玻璃上基片的微細(xì)加工方法通過壓力鍵合、背面曝光、化學(xué)機(jī)械拋光和深刻蝕 等工藝，可在玻璃襯底上實現(xiàn)多種材料的低成本、高精度、高深寬比三維加工，且工藝與
CMOS工藝兼容的微機(jī)械加工，可用于加工多種MEMS器件。


圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
一、 襯底的制備選用玻璃片作為襯底(圖la);
二、 基片的選擇基片材料可以為硅、鍺、III-V族化合物、金屬鈦、鋁或鉬等；
三、 玻璃片表面淀積不透光金屬或金屬化合物層，作為一硬掩膜，并圖形化。 具體為，為了提高硬掩膜層與玻璃的黏附性，首先在玻璃片表面淀積一金屬黏附層，
如濺射Ti3000nm;再淀積金屬硬掩膜，如濺射Ni 50000nm;圖形化(圖lb);
四、 光敏聚合物作為中間黏附層，通過壓力鍵合將襯底與基片鍵合在一起，金屬硬掩 膜位于玻璃片的與中間黏附層相鄰的一面，在玻璃片一側(cè)(無掩膜版)進(jìn)行背面曝光。
具體為，在玻璃襯底淀積一層光敏聚合物(圖lc)，比如厚5ixm的負(fù)性光刻膠SU8， 再將基片與之重疊放置，使光敏聚合物處于中間層。通過壓力鍵合將襯底與基片連接在一 起(圖ld)。在玻璃一側(cè)無掩膜版進(jìn)行背面曝光(圖le)。
五、 基片減薄，并進(jìn)行深刻蝕，形成通孔；
具體為，基片減薄，通過化學(xué)機(jī)械拋光的方法，將基片減薄至合適的厚度，如40U m隱100um (圖lf)。
然后，基片表面淀積深刻蝕掩膜，如厚50iim的SU8光刻膠或金屬硬掩膜等，并圖 形化(圖lg);
通過深刻蝕，將基片刻蝕穿通(圖lh)
六、 穿過基片的通孔，對中間光敏聚合物進(jìn)行顯影，釋放結(jié)構(gòu)(圖li)
七、去除基片表面的掩膜(圖lj)。
在上述實施例中，在玻璃片的與中間黏附層相鄰一面上制作掩膜層進(jìn)行背面曝光，除 此之外，還可以采用常規(guī)光刻技術(shù)，在位于玻璃片的曝光面一側(cè)設(shè)置一掩膜版，光源透過 掩膜版，對玻璃片進(jìn)行背面曝光。
同時，光敏聚合物既可以淀積在玻璃襯底上，也可以淀積在基片上。 另夕卜，本發(fā)明光敏聚合物除光刻膠SU8夕卜，還可以是光敏BCB，光敏Polyimide以及 光敏PMMA和AZ系列光刻膠等。
以上通過詳細(xì)實施例描述了本發(fā)明所提供的玻璃上基片的微細(xì)加工方法，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明做一定的變形或修改；其 制備方法也不限于實施例中所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種玻璃上基片的微細(xì)加工方法，其步驟包括 1)使用光敏聚合物作為中間黏附層，通過壓力鍵合的方法，將玻璃片與基片鍵合在一起，形成玻璃上基片；2)透過玻璃片對光敏聚合物進(jìn)行背面曝光，將掩膜圖形轉(zhuǎn)移到中間黏附層上，定義中間層圖形；3)基片減薄，并深刻蝕形成通孔；4)對曝光過的光敏聚合物進(jìn)行顯影，釋放結(jié)構(gòu)。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的掩膜為獨立掩膜版，其位 于玻璃片的曝光面一側(cè)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的掩膜為，步驟1)之前，在 玻璃片的與中間黏附層相鄰的一面上制作的硬掩膜層。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所屬硬掩膜層為一不透光的金屬或金屬 化合物層。
5、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，所述基片采用硅、鍺、III-V族化 合物、金屬鈦、鋁和鉬中的一種。
6、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，所述光敏聚合物選自光刻膠SU8、 光敏BCB、光敏Polyimide以及光敏PMMA和光敏AZ系列光刻膠中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻璃上基片的微細(xì)加工方法，該方法包括使用光敏聚合物作為中間黏附層，通過壓力鍵合的方法，將玻璃片與基片鍵合在一起，形成玻璃上基片；透過玻璃片對光敏聚合物進(jìn)行背面曝光，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到中間黏附層上，定義中間層圖形；基片減薄并深刻蝕形成通孔；對曝光過的光敏聚合物進(jìn)行顯影，釋放結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可在玻璃襯底上實現(xiàn)多種材料的低成本、高精度、高深寬比三維加工，且工藝與CMOS工藝兼容的微機(jī)械加工，可用于加工多種MEMS器件。
文檔編號G03F7/00GK101364044SQ200810223049
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者瓊 舒, 兢 陳 申請人:北京大學(xué)