典型的微机械加工技术--牺牲层技术、 LIGA技术和准LIGA技术

牺牲层技术

“牺牲层"技术实际上就是薄膜选择性腐蚀技术，这也是表面微机械加工技术的核心。与体加工不同，表面微机械加工技术主要是利用淀积，氧化`外延等各种薄膜生成技术，根据需要在硅表面生长多层薄膜，如SiO2，多晶硅、磷硅玻璃膜层。采用牺牲层技术，将两层薄膜中的下层薄膜腐蚀掉，从而得到上层薄膜并在硅平面上形成一个空腔结构多晶硅梁、甚至可动部件，整个加工过程都是在硅表面层上进行的，被去除的部分膜层则称之为“牺牲层”。在传感器和微机械加工中，最常使用的是SiO2做牺牲层。

GA技术和准LIGA技术

LIGA技术是1987年由德国Karlsruhe研究中心开发出来的，它是一种更倾向于传统机械应用的微机械加工技术，它可加工多种材料，包括金属，陶瓷，塑料等。这种技术首先是使用同步加速器产生X射线，通过掩模照射，将部件的图形深深刻在光敏聚合物层上，经过处理在光敏聚合物上留下了部件的立体模型，再使用电场将金属迁移到由上述光刻过程所形成的金属结构，以这一金属结构作为微型模具将其他材料成形为所要求的部件。目前

LIGA技术加工的深度可达数百μm加工宽度可小至1μm，是一种高深度比的三维加工方法。LIGA技术主要包括三个过程:深刻蚀射线光刻、微电镀、复制。其工艺过程具体分为8个步骤，如图15-12所示。

图(a):在金属衬底上聚合一层厚度为几百微米的PMMA胶。

图(b):将光刻掩模固定在PMMA胶的上方。

图(c):同步辐射加速器产生的高能量X射线(波长为0.2~0.5nm)通过掩模版，使PMMA胶部分感光。

图(d):对PMMA胶进行显影，将曝光部分溶解，而形成如图15-12(d)所示第一级结构。

图(e):采用微电詹方法在第一级结构空隙里填充金属。

图(f）:将第一级结构清除，从而得到一个全金属的第二级结构。

图(g):将聚合物注入到第二级结构中进行模塑。

图（h):从金属模具中抽出模塑的聚合物形成第三级结构，如图15-12(h)所示。LIGA技术中使用的同步辐射X光源，价格比较昂贵，而且与集成电路工艺兼容性不好，这在某种程度上限制了LIGA技术的发展。所以在LIGA技术之后，很快出现了一种也是采用金属电镀技术，但不需要同步辐射又光源的准LIGA技术。它对设备要求较低，且与集成电路工艺具有很好的兼容性，所以与LIGA技术相比，其在应用上更为广泛。准LIGA技术主要有两个步骤，即紫外深光刻工艺和电铸成形工艺。