專利名稱：一種用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的附著式掩膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，涉及一種用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的附著式掩膜組件的改進(jìn)。
目前在國(guó)內(nèi)外已有的準(zhǔn)分子激光刻蝕領(lǐng)域內(nèi)，普遍采用激光束掃描式或投影式刻蝕方法。與本實(shí)用新型最為接近的是中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研制的準(zhǔn)分子激光刻蝕掩膜組件，如圖1所示，包括有掩膜吸收體1、掩膜襯基2、光刻投影物鏡3(可變倍的激光光刻投影物鏡已由上海光機(jī)所申請(qǐng)專利，申請(qǐng)?zhí)枮?6223156.8)，被刻蝕件4，基座5和觀察對(duì)準(zhǔn)顯微鏡6準(zhǔn)分子激光入射到掩膜吸收體1上，被部分吸收，其余通過(guò)掩膜襯基2及光刻投影物鏡3聚焦，掩膜吸收體1，掩膜襯基2與光刻投影物鏡3的相對(duì)位置由觀察對(duì)準(zhǔn)顯微鏡6校正，對(duì)置于基座5上的被刻蝕件4進(jìn)行加工，此種結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)(1)．由于光刻投影物鏡3包含若干由熔石英材料制成的具有較高精度要求的透鏡，增加了組件的成本及設(shè)計(jì)制作難度。(2)．由于掩膜襯基2，光刻投影物鏡3的存在，增加了激光光束的能量損耗。(3)．由于光刻投影物鏡3的存在，增大了組件的空間尺寸。(4)．由于光束截面積有限而掩膜圖形尺寸為實(shí)際被刻蝕結(jié)構(gòu)尺寸的5～10倍，因此每次刻蝕的數(shù)量為光束截面可容納實(shí)際圖形數(shù)量的1/25～1/100，造成刻蝕效率低，不利于批量生產(chǎn)。(5)．由于光刻投影物鏡3和觀察對(duì)準(zhǔn)顯微鏡6自身精度誤差的存在，使刻蝕精度難以保證。(6)．隨著刻蝕深度的增加，被刻蝕面的位置也隨之變化，所以要不斷地移動(dòng)載有被刻蝕件4的基座5，以保證被刻蝕面始終位于掩膜的像平面上，因此需要高精度的微位移工作臺(tái)。
本實(shí)用新型目的在于解決已有技術(shù)中光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜，加工精度難以保證等問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低且適于批量生產(chǎn)的用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的掩膜組件。
本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容如圖2所示，它包括有掩膜吸收體1、被刻蝕件3、基座4、氣隙5，其特點(diǎn)是所說(shuō)的掩膜吸收體1的下端面與金屬層2的上表面接觸，金屬層2的下表面與被刻蝕件3的上端面接觸，被刻蝕件3的下端面置于基座4的表面上。
本實(shí)用新型工作原理在高能量紫外光子作用下，高分子聚合物材料的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，生成物的體積迅速膨脹，最后以體爆炸的形式脫離母體，剩余材料形成所需加工產(chǎn)品形狀。掩膜組件的作用在于約束到達(dá)被刻蝕件3的光束，以保證得到具有高深度比，側(cè)壁陡直的三維微構(gòu)件。加工過(guò)程中激光直接照射在掩膜吸收體1上，掩膜吸收體1吸收到達(dá)其表面的激光，保護(hù)其正下方的被刻蝕件3，激光經(jīng)吸收體1的鏤空部分(即氣隙5)對(duì)被刻蝕件3進(jìn)行刻蝕。
由于本實(shí)用新型中掩膜吸收體是在金屬層上電鑄形成，使吸收體的厚度大于已有技術(shù)中吸收體的厚度，因而本實(shí)用新型的吸收體可更好地保護(hù)被刻蝕件的不加工表面。采用本實(shí)用新型可在刻蝕方法中不使用投影聚焦對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，通過(guò)附著在金屬層上的掩膜吸收體可對(duì)被刻蝕件直接刻蝕，達(dá)到較高的加工精度。不使用投影聚焦對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，可減小組件空間結(jié)構(gòu)，降低光損失，提高成品率，同時(shí)可利用與半導(dǎo)體工藝相近的加工方法，在掩膜上做出多個(gè)加工圖案并直接刻蝕，進(jìn)行批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。


圖1已有技術(shù)加工組件結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實(shí)用新型加工組件結(jié)構(gòu)剖視圖本實(shí)用新型最佳實(shí)施例掩膜吸收體選用對(duì)λ=193nm的準(zhǔn)分子激光有較高吸收系數(shù)的金屬，如金、鉻、鎢等。被刻蝕件為高分子聚合物，如三甲基丙稀酸脂(PMMA)、聚酰亞胺(PI)，聚碳酸脂等?；牧蠟椴Ａ?，硅片等。金屬層材料選用銅。在準(zhǔn)備好的基座和被刻蝕件表面上射頻濺射一層金屬層，其厚度約為0.4um。在金屬層上涂敷一層厚膜光刻膠，膠膜厚度大于掩膜吸收體的厚度，經(jīng)前烘，曝光，顯影及堅(jiān)膜形成與吸收體結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的光刻膠模。使用精密脈沖電鑄設(shè)備電鑄吸收體金屬材料，使其填充光刻膠模的空隙，厚度為5um，成為掩膜吸收體，然后用去膠劑去除光刻膠，再用銅腐蝕液去除掩膜吸收體鏤空部分下方的金屬層，由此而成附著式掩膜組件。
權(quán)利要求1．一種用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的附著式掩膜組件，包括有掩膜吸收體1、被刻蝕件3、基座4、氣隙o，其特征在于所說(shuō)的掩膜吸收體1的下端面與金屬層2的上表面接觸，金屬層2的下表面與被刻蝕件3的上端面接觸，被刻蝕件3的下端面置于基座4的表面上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),涉及一種用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的附著式掩膜組件的改進(jìn)。其目的在于解決已有技術(shù)中光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜,加工精度難以保證等問(wèn)題,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低且適于批量生產(chǎn)的用于準(zhǔn)分子激光刻蝕的附著式掩膜組件。由于掩膜吸收體是在金屬層上電鑄形成,厚度大于已有技術(shù)吸收體的厚度,因而可更好地保護(hù)被刻蝕件的不加工表面。由于不使用投影聚焦對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),通過(guò)附著在金屬層上的吸收體可對(duì)被刻蝕件直接刻蝕,減小了空間結(jié)構(gòu),降低了光損失,提高了成品率及加工精度,并利用了與半導(dǎo)體工藝相近的加工方法,進(jìn)行批量生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C23F4/02GK2349218SQ98246769
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月18日
發(fā)明者粱靜秋, 姚勁松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所