基于波长特异性的MEMS器件悬空结构制备方法及器件与流程

本发明涉及一种制备方法及mems器件，尤其是一种基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法及器件。

背景技术：

1、近年来，随着器件尺度的不断减小，基于图案化立体纳米结构的应用，在微电子学、光电子学、电化学以及电动机械学等领域具有非常重要的应用前景。

2、目前，对具有悬空结构的mems器件，在工艺制备时，往往采用热氧化工艺或者淀积工艺，在衬底上形成牺牲层，其次在牺牲层上形成悬空结构，最后通过选择性腐蚀去除牺牲层。

3、上述采用牺牲层制备悬空结构的mems器件时，工艺步骤繁琐，操作复杂，使用该工艺时立体结构制作受限于材料性质，牺牲层的尺寸不能得到精准控制。此外，当牺牲层较厚时，其在制备过程中，产生的内应力会给悬空结构带来翘曲或下压的应力影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法及器件，其可有效制备得到mems器件的悬空结构，与现有工艺兼容，提高工艺的稳定性与可靠性，降低工艺成本。

2、按照本发明提供的技术方案，一种mems器件悬空结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

3、提供器件衬底，并在所述器件衬底上制备第一光刻胶层；

4、对第一光刻胶层进行曝光，以得到若干第一光刻胶层曝光区域；

5、在上述第一光刻胶层上制备第二光刻胶层，并对所制备的第二光刻胶层进行曝光，以得到若干第二光刻胶层曝光区域，其中，第二光刻胶层曝光区域位于第一光刻胶层曝光区域上，且第二光刻胶层、第一光刻胶层曝光所用的曝光波长不同；

6、对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进行所需的显影，以利用图形化后的第一光刻胶层以及第二光刻胶层形成所需的悬空结构。

7、对器件衬底，包括硅衬底或光敏玻璃衬底。

8、第一光刻胶层、第二光刻胶层所采用的光刻胶类型包括紫外光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶或共轭聚合物光刻。

9、对第一光刻胶层、第二光刻胶层曝光的光源包括汞灯光源、准分子激光、x射线光源、电子束光源或离子束光源。

10、对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进显影时，采用同一显影液进行一步显影，或者，

11、采用不同的显影液，对第一光刻胶层曝光区域与第二光刻胶层曝光区域分别显影。

12、对对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进行显影时，所述显影液为有机显影液或碱性显影液。

13、在器件衬底上，利用图形化后的第一光刻胶层以及第二光刻胶层所形成的悬空结构包括mems器件防尘过滤结构，其中，

14、mems器件防尘过滤结构包括利用显影后的第一光刻胶层曝光区域形成的防尘过滤腔以及利用显影后的第二光刻胶层曝光区域形成的过滤微孔阵列；

15、过滤微孔阵列贯通第二光刻胶层，所述过滤微孔阵列与一防尘过滤腔正对应且连通。

16、在器件衬底上制备得到第一光刻胶层后，对第一光刻胶层进行曝光前预处理，其中，对第一光刻胶层的曝光前预处理包括热烘处理。

17、在第一光刻胶层上制备第二光刻胶层后，对第二光刻胶层曝光前预处理，其中，对第二光刻胶层的曝光前预处理包括热烘处理。

18、一种具有悬空结构的mems器件，所述mems器件的悬空结构利用上述的制备方法制备得到。

19、本发明的优点：通过不同光刻胶层对曝光波长的响应不同，多次涂胶曝光后显影获得立体悬空结构，工艺步骤简单，操作方便，成本较低，第一光刻胶层以及第二光刻胶层可采用旋涂手段制备得到，与现有工艺兼容，第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域可通过掩膜板的曝光实现尺寸的精准控制。对叠层涂覆的光刻胶层间残余应力，可以通过控制每次烘胶时的前烘时间使其一致来避免，即可避免现有通过淀积获得的牺牲层所常有的内应力，从而利用光刻胶的波长特异性，即可有效实现立体悬空结构的制备。

技术特征：

1.一种基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：对器件衬底，包括硅衬底或光敏玻璃衬底。

3.根据权利要求1所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：第一光刻胶层、第二光刻胶层所采用的光刻胶类型包括紫外光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶或共轭聚合物光刻。

4.根据权利要求1所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：对第一光刻胶层、第二光刻胶层曝光的光源包括汞灯光源、准分子激光、x射线光源、电子束光源或离子束光源。

5.根据权利要求1所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进显影时，采用同一显影液进行一步显影，或者，

6.根据权利要求1至5任一项所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进行显影时，所述显影液为有机显影液或碱性显影液。

7.根据权利要求1至5任一项所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：在器件衬底上，利用图形化后的第一光刻胶层以及第二光刻胶层所形成的悬空结构包括mems器件防尘过滤结构，其中，

8.根据权利要求1至5任一项所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：在器件衬底上制备得到第一光刻胶层后，对第一光刻胶层进行曝光前预处理，其中，对第一光刻胶层的曝光前预处理包括热烘处理。

9.根据权利要求1至5任一项所述基于波长特异性的mems器件悬空结构制备方法，其特征是：在第一光刻胶层上制备第二光刻胶层后，对第二光刻胶层曝光前预处理，其中，对第二光刻胶层的曝光前预处理包括热烘处理。

10.一种基于波长特异性的mems器件，其特征是，所述mems器件的悬空结构利用上述权利要求1～权利要求9任一项的制备方法制备得到。

技术总结本发明涉及一种基于波长特异性的MEMS器件悬空结构制备方法及器件。其包括如下步骤：提供器件衬底，并在所述器件衬底上制备第一光刻胶层；对第一光刻胶层进行曝光，以得到若干第一光刻胶层曝光区域；在上述第一光刻胶层上制备第二光刻胶层，并对所制备的第二光刻胶层进行曝光，以得到若干第二光刻胶层曝光区域，其中，第二光刻胶层、第一光刻胶层曝光所用的曝光波长不同；对第一光刻胶层曝光区域以及第二光刻胶层曝光区域进行所需的显影，以利用图形化后的第一光刻胶层以及第二光刻胶层形成所需的悬空结构。本发明可有效制备得到MEMS器件的悬空结构，与现有工艺兼容，提高工艺的稳定性与可靠性，降低工艺成本。技术研发人员：王云翔,张瑞瑞,李瑾受保护的技术使用者：苏州研材微纳科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/12