第2期 微细加工技术 w.2 2002年6月 MICROFABRICATION TECHNOLOGY Jun.,2002 文章编号:003-8213(2002)02002805 SU-8胶与基底结合特性的实验研究 刘景全、朱军,蔡炳初陈迪,丁桂甫,赵小林,杨春生 (上海交通大学微纳米科学技术研究院薄膜与微细技术教育部重点实验室,上海200030) 摘要:SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶。它适于制作超厚、高深宽 的MEMS微结构。为电铸出金属微结构,通常需要采用金属基底。但SUJ-8胶 对金属基底的结合力通常不妤,因而限制了其深宽比的提高。从SU-8胶与基底的 浸润性、基底表面粗糙度以及基底对近紫外光的折射特性入手,对SUJ-8胶与基底 的结合力进行分析,首次指出:在近紫外光的折射率高的基底与SU-8胶有很好的 结合性。经实验得出经过氧化处理的T片与SU-8胶结合性强。这有利于 MEMs提供低成本、高深宽比的金属微结构。 关键词:;SU-8胶;高深宽比; UV- LIGA;结合性;微机电系统 中图分类号:TP271:4 文献标识码:A 1引言 思想的高深宽比微加工方法先后被提出并得 到重视。有一种观点甚至认为,高深宽比微 高深宽比的微结构有着许多重要的用结构加工的重大商业机会首先出现在低成本 途。目前比较成功的技术是LIGA。该技术的准LGA加工领域。目前最具实用价值的 的优点是能够制造三维微结构器件,获得的是基于SU-8胶的 UV-LIGA技术,它使用 微结构具有较大的深宽比和精细的结构,侧SU-8光刻胶,在通用的紫外曝光机上曝 壁陡峭、表面平整,微结构的厚度可达几百至光,并采用通用的掩模版,套刻方便,且易于 上千微米。它扩展了微机械加工的材料,用C集成。但其加工质量和深宽比不如LIGA LIGA技术可以加工有机高分子材料、多种技术。UV-LIGA在一定深宽比范围内,因 金属和陶瓷,并且可以利用微复制工艺进行其低成本,所以比LIGA具有更明显的优势。 微器件的大批量生产。 SU-8还处于加工工艺优化和应用领域开 但LGA需要昂贵的同步辐射光源和特发阶段。 制的掩模板。多种基于LIGA技术同样设计 SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近 收稿日期:2001-10-22 作者简介:刘景全(1971-),男,吉林省长春市人,博士后,主要研究微机电系统(MMS);朱车(1967-) 女,江苏省南通市人,副教授,主要从事微细加工技术的研究;禁炳初(1938-),男,上海市人,教授,博上生导 师,主要研究微机电系统。 万方数据
第2期 2002年6月 微细加工技术 MICROF如RICp汀l()N TECHNoLOGY N。2 Jun．．2002 文章编号：1003—8213(2002)02．0028—05 SU一8胶与基底结合特性的实验研究 刘景全。朱军，蔡炳初，陈迪，丁桂甫，赵小林，杨春生 (上海交通大学微纳米科学技术研究院薄膜与微细技术教育部重点实验室，上海200030) 摘要：SU一8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶。它适于制作超厚、高深宽 比的MEMS微结构。为电铸出金属微结构，通常需要采用金属基底。但SU一8胶 对金属基底的结台力通常不好，因而限制了其深宽比的提高。从SU一8胶与基底的 浸润性、基底表面粗糙度以及基底对近紫外光的折射特性入手，对SU一8胶与基底 的结合力进行分析，首次指出：在近紫外光的折射率高的基底与SU一8胶有很好的 结合性。经实验得出经过氧化处理的Ti片与SU一8胶结合性强。这有利于为 MEMS提供低成本、高深宽比的金属微结构。 关键词：SU一8胶；高深宽比；UV-LIGA；结合性；微机电系统 中图分类号：TP271+·4 文献标识码：A 1引言 高深宽比的微结构有着许多重要的用 途。目前比较成功的技术是I，IGA。该技术 的优点是能够制造三维微结构器件，获得的 微结构具有较大的深宽比和精细的结构，侧 壁陡峭、表面平整，微结构的厚度可达几百至 上千微米。它扩展了微机械加工的材料，用 LIGA技术可以加工有机高分子材料、多种 金属和陶瓷，并且可以利用微复制工艺进行 微器件的大批量生产。 但LIGA需要昂贵的同步辐射光源和特 制的掩模板。多种基于I。IGA技术同样设计 思想的高深宽比微加工方法先后被提出并得 到重视。有一种观点甚至认为，高深宽比微 结构加工的重大商业机会首先出现在低成本 的准LIGA加工领域。目前最具实用价值的 是基于su一8胶的uv—LIGA技术，它使用 SU一8光刻胶，在通用的紫外曝光机上曝 光，并采用通用的掩模版，套刻方便，且易于 Ic集成。但其加工质量和深宽比不如LIGA 技术。Uv—l。IGA在一定深宽比范围内．因 其低成本，所以比LIGA具有更明显的优势。 SU一8还处于加工工艺优化和应用领域开 发阶段。 su一8胶是一种负性、环氧树脂型、近 收稿日期：200I．10—22 作者简介：刘景全(197I )，男．吉林省长春市人，博士后，主要研究微机电系统(MEMS)；朱军(1967一)， 女．江苏省南通市人，副教授，主要从事微细加工技术的研究；蔡炳初(1938一)，男，上海市人，教授，博上生导 师，土要研究微机电系统。 万方数据
第2期 刘景全等:SU-8胶与基底结合特性的实验研究 紫外线光刻胶。它在近紫外光范围内光吸收 度低,故整个光刻胶层所获得的曝光量均匀 致,可得到具有垂直侧壁外形和高深宽比 的厚膜图形;它还具有良好的力学性能、抗化 学腐蚀性和热稳定性;SU-8不导电,在电 镀时可以直接作为绝缘体使用。由于它具有 较多优点,SU-8正被逐渐应用于MEMs 芯片封装和微加工等领域 SU-8胶是由多功能团、多分支有机环 图1光刻胶图形 氧胶溶于有机液中,并加入光催化剂而成的。 在实验中我们发现SU-8胶与硅基底 由于其典型结构中含有八个环氧团,囚此称的结合力大,有利于形成高深宽比的光刻胶 为SU-8。SU-8中含有少量光催化剂微结构。硅是半导体,利用硅基底电铸效果 (PAG)。当曝光时,光子被吸收光催化剂产不好,且与金属结合性不好;而SU-8胶与 生光化学反应,生成强酸。该强酸将在后烘金属基底的结合性很差,这不利于用金属基 (PEB)时作为催化剂使SU-8在含有强酸底电铸出金属微结构。因此有必要寻找一些 的区域和PEB阶段7-10产生热交联 与SU-8胶结合性好的导电基底。本文分 SU-8胶的环氧基与金属基底形成共别以S、金属膜Cu、C和T为基底,考察SU 价键能力要强于SU-8胶与硅的成键能力, 8胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以 理论上SU-8胶对金属基底的结合要好。及基底对近紫外光的折射特性,找出影响 实际应用中,SU-8胶对金属基底的结合不SU-8胶与基底结合性的主要参数。 好限制了其深宽比的提高。本文从SU-82.1SU-8胶与基底的浸润性实验 胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以及基 首先进行SU-8胶与基底的浸润性实 底对近紫外光的折射特性对S-8胶与基验。为便于分析SU-8胶与不同基底的浸 底的结合力进行分析。首次指出在近紫外光润性,通过接触角来评价基底与SU-8胶的 的折射率高的基底与SU-8胶有很好的结浸润程度。实验目的在于定性比较出不用基 合性。这有利于为MEMS提供低成本、高深底的接触角大小的顺序。 宽比的金属微结构。 将一滴SU-8胶置于固体表面上,其平 衡形状取决于固体表面能、SU-8胶表面能 2试验 以及固体和SU-8胶界面能之问的平衡关 系。达到平衡时总界面能最小。此时,SU- 图1为在金属基底上经SU-8胶光刻8胶与固相表面的接触界面处形成相对的面 后的图形。图中大的圆柱因与基底的结合面间角,称之为接触角。接触角越小其浸润性 积大,能够保持垂直;而小圆柱因与基底的接越强。为便于比较接触角大小,我们采用如 触面积小,结合力差,不足以支撑图形而坍下方法: 塌。图屮小圆柱的侧壁光滑,如果能提高其 设在不同的基底上滴相同体积v的SU 结合力,使其保持垂直,其深宽比将大大提8胶,当达到界面平衡时,通过测量SU-8 高,有利于提高其加工能力。 胶与基底接触面上直径D的大小,来比较接 触角θ。在重力可略去的情况下,液滴的形 万方数据
第2期 刘景全等：SU一8胶与基底结台特性的实验研究 29 紫外线光刻胶。它在近紫外光范围内光吸收 度低，故整个光刻胶层所获得的曝光量均匀 一致，可得到具有垂直侧壁外形和高深宽比 的厚膜图形；它还具有良好的力学性能、抗化 学腐蚀性和热稳定性；SU一8不导电，在电 镀时可以直接作为绝缘体使用。由于它具有 较多优点，SU一8正被逐渐应用于MEMS、 芯片封装和微加工等领域L’…。 SU一8胶是由多功能团、多分支有机环 氧胶溶于有机液中，并加入光催化剂而成的。 由于其典型结构中含有八个环氧团，因此称 为SU一8。Su一8中台有少量光催化剂 (PAG)。当曝光时，光子被吸收，光催化剂产 生光化学反应，生成强酸。该强酸将在后烘 (PEB)时作为催化剂，使Su一8在含有强酸 的区域和PEB阶段旷”J产生热交联。 SU一8胶的环氧基与金属基底形成共 价键能力要强于SU一8胶与硅的成键能力， 理论上SU一8胶对金属基底的结合要好。 实际应用中，Su一8胶对金属基底的结合不 好，限制了其深宽比的提高。本文从SU一8 胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以及基 底对近紫外光的折射特性对SIT一8胶与基 底的结合力进行分析。首次指出在近紫外光 的折射率高的基底与SU一8胶有很好的结 合性。这有利于为MEMS提供低成本、高深 宽比的金属微结构。 2试验 图1为在金属基底上经SU一8胶光刻 后的图形。图中大的圆柱因与基底的结合面 积大，能够保持垂直；而小圆柱因与基底的接 触面积小，结合力差，不足以支撑图形而坍 塌。图中小圆柱的侧壁光滑，如果能提高其 结合力，使其保持垂直，其深宽比将大大提 高，有利于提高其加工能力。 图1光刻腔图形 在实验中我们发现su一8胶与硅基底 的结合力大，有利于形成高深宽比的光刻胶 微结构。硅是半导体，利用硅基底电铸效果 不好，且与金属结合性不好；而SU一8胶与 金属基底的结合性很差，这不利于用金属基 底电铸出金属微结构。因此有必要寻找一些 与SU一8胶结合性好的导电基底。本文分 别以Si、金属膜Cu、Cr和Ti为基底，考察SU 一8胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以 及基底对近紫外光的折射特性，找出影响 SU一8胶与基底结合性的主要参数。 2．1 SU一8胶与基底的浸润性实验 首先进行su一8胶与基底的稷润性实 验。为便于分析SU一8胶与不同基底的浸 润性，通过接触角来评价基底与SU一8胶的 浸润程度。实验目的在于定性比较出不用基 底的接触角大小的顺序。 将一滴SU一8胶置于固体表面上，其平 衡形状取决于固体表面能、SU一8胶表面能 以及固体和SU一8胶界面能之间的平衡关 系。达到平衡时总界面能最小。此时，SU一 8胶与固相表面的接触界面处形成相对的面 间角，称之为接触角。接触角越小其漫润性 越强。为便于比较接触角大小，我们采用如 下方法： 设在不同的基底L滴相同体积v的SU 一8胶，当达到界面平衡时，通过测量SU一8 胶与基底接触面上直径D的大小，来比较接 触角0。在重力可略去的情况下，液滴的形 万方数据
微细加工技术 2002年 状接近于球冠(如图2所示),则接触角θ和Cu、Cr以及Ti的表面粗糙度,经多次测量取 直径D有如下关系: 均值。测得的粗糙度Ra值如图4所示。 V=xD(1-cs9)(2+c8)() 利用代换可得: 50四 48V 其中t=tan(62),由此可知,当V一定的条 件下,接触角θ越大,直径D就越小 图4SU-8胶与不同基底的粗糙度分析 由图4可知,T膜的粗糙度最大,而 Cu和Cr粗糙度相近。而金属膜Cu、Cr以及 D Ti与SU-8的结合力都很差,因此基底表面 的粗糙度对SU-8胶与基底结合力也无明 图2光刻胶滴形状 显的直接关系。 根据上述分析,当滴在不同基底的光刻 2.3基底的折射率实验 胶体积相等时,只要测得SU-8胶在基底上 SU-8胶通常在紫外曝光机上曝光,使 达到界面平衡时的直径,就可得出不同基底用365mm的波长。这里分析不同基底在 接触角的大小。实际测试中,在同一基底上365m的折射率。下图为实验结果。 进行多点多次测量,以减少实验误差。下图 为测得的实验结果。 5 图5SU-8胶与不同基底的折射率分析 由图5可知,Si的折射率最高,而金属 图3SU-8胶与不同基底的浸润性分析 膜Cu、Cr和Ti的折射率相对偏低。这与在 由图3可知,SU-8胶与S、金属膜Cu、实验中SU-8胶与硅基底的结合性强,与金 Cr和T为基底的浸润性是相近的,而SU-属基底的结合性差这一现象相符。说明基底 8胶与S、金属膜Cu、C和T的结合性是明的折射率对SU-8胶与基底结合力有明显 显不同的。由此可知,浸润性对SU-8胶与的关系。为证明这一现象,需找到一种具有 基底结合力无明显的影响关系 高折射率的基底来研究其与SU-8是否有 22甚底的表面粗糙度实验 较好的结合力 下面考察基底表面粗糙度对SU-8胶 实验发现经过氧化处理的T膜(在 与基底结合力的影响。测量Si和金属膜30%的NaOH溶液中放入双氧水,将T膜放 万方数据
微细加工技术 2002拄 状接近于球冠(如Ilt 2所示)，则接触角0和 直径D有如下关系： 利用代换可得： V=迎专嚣炉㈤ D3．志(2) 其中t=tan(0／2)，由此可知，当v一定的条 件下，接触角0越大，直径D就越小。 臻 图2光刻胶滴形状 根据上述分析，当滴在不同基底的光刻 胶体积相等时，只要测得SU一8胶在基底上 达到界面平衡时的直径，就可得出不同基底 接触角的大小。实际测试中，在同一基底上 Cu、Cr以及Ti的表面粗糙度，经多次测量取 均值。测得的粗糙度Ra值如图4所示。 一竺 曼：lo 生拍 嚣 囊10 j ■Ⅲ*一_一 图4 SU一8胶与不同基底的粗糙度分析 由图4可知，Ti膜的粗糙度最大，而Si、 Cu和Cr粗糙度相近。而金属膜Cu、Cr以及 Ti与SU一8的结合力都很差，因此基底表面 的粗糙度对Su一8胶与基底结合力也无明 显的直接关系。 2．3基底的折射率实验 SU一8胶通常在紫外曝光机上曝光，使 用365nm的波长。这里分析不同基底在 365nm的折射率。下图为实验结果。 翳耥盏硼薹一属 图3 SU一8胶与不同基底的授润性分析 由图3可知，SU一8胶与Si、金属膜Cu、 cr和Tl为基底的浸润性是相近的，而sU一 8胶与Sl、金属膜Cu、cr和Ti的结合性是明 显不同的。由此可知，浸润性对SU一8胶与 基底结合力无明显的影响关系。 2．2基底的表面粗糙度实验 下面考察基底表面粗糙度对SU一8胶 与基底结台力的影响。测量Si和金属膜 膜Cu、Cr和Ti的折射率相对偏低。这与在 实验中SU一8胶与硅基底的结合性强．与金 属基底的结合性差这一现象相符。说明基底 的折射率对SU一8胶与基底结合力有明显 的关系。为证明这一现象，需找到一种具有 高折射率的基底来研究其与SU一8是否有 较好的结合力。 实验发现经过氧化处理的Ti膜(在 30％的NaOH溶液中放人双氧水，将Ti膜放 万方数据
第2期 刘景全等:SU-8胶与基底结合特性的实验研究 31 人。T膜部分被氧化,但仍是导体)的折射产生根切而使图形坍塌。下图为图1底部放 率较高,其在365m时的折射率为2.1,粗糙大的SEM照片,可以说明这一点。 度Ra为4.13nm,与SU-8的浸润性比Si、 Cu、Cr和Ti为基底的差。 下图为在氧化处理的Ti膜上光刻的图 形,光刻胶厚度为210m,线宽10m,其深 宽比为21。由此实验可进一步证明基底在 折射率为365m时,对SU-8胶结合性影 响较大。从而得出,高折射率的基底与 SU-8的结合力大。 图7产生根切的光刻胶图形 3结论 为电铸出高深宽比金属微结构,通常需 要采用金属基底。但SU-8胶与金属基底 的结合力不好,限制了其深宽比的提高。本 文从SU-8胶与基底的浸润性、基底表面粗 糙度以及基底对近紫外光的折射特性对SU 图6光刻胶图形的SEM照片 8胶与基底的结合力进行分析。首次指出 折射率对SU-8胶与基底结合力影响在近紫外光365m的折射率高的基底与SU 的作用机理正在研究中。我们认为折射率高 8胶有很好的结合性。实验得出经过氧化 的基底光透过性强与基底紧密接触的那层处理的T片与SU-8胶结合性强。文中初 SU-8胶能充分曝光,形成足够交联;而折步分析了折射率对SU-8胶与基底结合力 射率低的基底,其反射率高,底层的SU-8影响的作用机理。有利于为MEMs提供低 胶不能充分曝光而未充分交联,在显影时易成本的高深宽比金属微结构。 参考文献: [1] LABIANCA N, DELORME J. High aspect ratio resist for thick film applications[ A]. Advances in Resist Technology and Processing[C]. Bellingham( WA USA): SPIE. 1995, 2438: 846-852 [2] Lee K, LABIANCA N Micromachining applications for a high resolution ultra-thick photoresist [j].J Vac Sci Technol, 1995, Bl3(6): 3012-3016 [3] SHAW J M, GELORME JD, LABIANCA N C, et al. Negative photoresists for optical lithography [J].IBM Journal of research and Development, 1997, (41): 81-94 [ 4] DESPONT M, LORENZ H, FAHRNI N High aspect ratio ultrathick, negative-tone near-UV photoresist MEMS applications[A]. MEMS'97[C]. Nagoya: IEEE,1997.518-522 [5] LORENZ H, DESPONT M, LABIANCA N, SU-8: a low-cost negative resist for MEMS [J].J Mi cromech Microeng, 1997, 7(3):121-124 [6] DELLMANN L, ROTH S, BEURET C Fabrication process of high aspect ratio elastic structures for piezo- 万方数据
第2期 刘景垒等：SU一8胶与基底结合特性的实验研究 31 人。Ti膜部分被氧化，但仍是导体)的折射 率较高，其在365nm时的折射率为2．1，粗糙 度Ra为4．13nm，与SU一8的浸润性比Si、 Cu、Cr和Ti为基底的差。 下图为在氧化处理的Ti膜上光刻的图 形，光刻胶厚度为210,um，线宽lO,um，其深 宽比为21。由此实验可进一步证明基底在 折射率为365nm时，对SU一8胶结合性影 响较大。从而得出，高折射率的基底与 su一8的结合力大。 产生根切而使图形坍塌。下图为图1底部放 大的SEM照片，可以说明这一点。 图7产生根切的光刻胶图形 3结论 为电铸出高深宽比金属微结构，通常需 要采用金属基底。但SU一8胶与金属基底 的结合力不好，限制了其深宽比的提高。本 文从Su一8胶与基底的浸润性、基底表面粗 1It 6光刻胶图形的SEM照片 竺参萎譬譬黧!麓：笔!；譬}茗荡：慧。。；；紧舞 折射率对SU一8胶与基底结合力影响 在近紫外光365nm的折射率高的基底与SU 的作用机理正在研究中。我们认为折射率高 一8胶有很好的结合性。实验得出经过氧化 的基底光透过性强，与基底紧密接触的那层 处理的Ti片与SU一8胶结合性强。文中初 SU一8胶能充分曝光，形成足够交联；而折 步分析了折射率对SU一8胶与基底结台力 射率低的基底，其反射率高，底层的SU一8 影响的作用机理。有利于为MEMS提供低 胶不能充分曝光而未充分交联，在显影时，易 成本的高深宽比金属微结构。 参考文献： [1]LABIANCA N，DEI．ORME J High aspect ratio resist for thick film applications[A]．AdvancB in Resist Technology and Proeesaing[C]．Bellingharn(WAUSA)：SPIE 1995，2438：846—852 [2]Lee K，LABIANCA N Micromachining applications for a high re￥)lution ultra—thick photoresist[J]．J Vac Sci Technol。1995，B13(6)：3012—3016 ’ [3]SHAW J M，GELORME J D，LABIANCANC，et a1．Negativephotoresistsforoptic．a[1ithography[J]IBM joumat ofResearch andDevdopment，1997，(41)：81—94 【4]DESPONTM，LORENZH，FAHRNIN，Hgh aspect ratioultrathick，negative—tonen牲r—UVpbx3toresist forMEMS applications[A]MEMS’97[C]Nagoya：IEEE，1997 518—522 [5]LORENZ H，DESPONT M，LABtANCA N．SU一8：a low—COSt negative resist for MEMS[J]．J Mi— ccomech Microeng，1997，7(3)：121—124 [6]DELLMANN L，ROTH S，BFuRF r C Fabrication process of high aspect ratio elastic structurm for piem— 万方数据
微细加工技术 2002年 electric motor applications [A]. Transducers 1997[C]. Chicago: International Conference on Solid-state Sen sors and Actuators, 1997. 641=644 [7 GUERIN L, BISSEL M. Simple and low oost fabrication of embedded microchannels by using a new thick film photoplastic[A]. Transducers 1997[C]. Chicago: Intemational Conference on Solid-state Sensors and Actuators,1997.1419-1422 8] EYRE B, BLOSIU J Taguchi Optimization for the processing Epon SU-8 resist[A]. MEMS 98[C].Hei delberg: IEEE, 1998. 218-22 [9] GHANTASALA M K, HAYES J P, HARVEY E C Patterning, electroplating and removal of SU-8 moulds by excimer laser micromachining[ J]. J Micromech MicToeng, 2001, 11(2): 133-139 [103 LORENZ H, DESPONT M, FAHRNI N. High-aspect-ratio, ultrathick, negative-tone near-UV pho toresist and its applications for MEMS[J]. Sensors and Actuators, 1998, A 64(1):33-39 Experimental Research on Adhesive Characteristic Between Su-8 Resist and Substrate LIU Jing-quan, ZHU Jun, CAI Bing-chu, CHEN Di DING Gui-pu, ZHAO Xiao-lin, YANG Chun-sheng (Thin Film and Microfabrication Key Lab of State Educational Ministry, Institute of Micro/ Nanometer Science& Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China) Abstract: SU-8 is a negative, epoxy type, near-UV photoresist. The resist has been specifically developed for ultrathick and high-aspect-ratio MEMS-type applications. In order to get a metallic microstructure the substrate should always be metallic filn But this photoresist, in practice, has been proved to be poor adhesion with metallic substrate. Therefore the aspect ratio is limited. In this paper, the adhesive character tics between Su-8 resist and the metallic substrate are analyzed based on the fol lowing factors, such as the wetting property between Su-8 and substrate, the roughness of the substrate and the refractive index of the substrate to near-UV. Based on the analyses, the high refractive index of the substrate to near-UV shows compara tively good adhesion with SU-8. The substrate of Ti film with oxidation treatment has the stronger adhesive to the resist. The above results will open the possibilities to provide mems with the metallic microstrcture of low cost and high aspect-ratio Key words: SU-8 resist; high aspect ratio; UV-LIGA; adhesive characteristics; MEMS 万方数据
微细加工技术 2002芷 electric nlotor applications[A]．Transducersl997[C]．Chicag)：InternationalConferenceOilSolid—stateSen— S01N and Actuators，1997 641广644． [7]GUERIN L，BISSEL M Simple and low 03St fabrication of ernbedded raJcrochannets by u5ing a new thick— film p的toplastlc[A]Transducers 1997[C]c：}li哪：Imemationa[Gmference∞SoLid—state Serifs删 Actuators，1997 1419—1422 [8]EYRE B，BLOSIU JTaguchi．Optimizationforthe procd．singEpon SU一8 resist[A]MEMS’98[C]．Hel— de[berg：IEEE，1998．218—222． [9]GHANTASALA M K，HAYES J P，FDtRVEY E c Patterning，electroplaling and removal of SU一8 moulds by excimerlaⅫmicromacNniag[J]．JMicmmechMicroeng，2001，11(2)：133—139 [10]LORENZH，DESPONTM，FAHRNiN．High—aspect—ratio，ultrmhick，negative—tonenw—uVpho— toresist andits 8ppliemionsforMEMS[J]Sensors andActuators．1998，A 64(1)：33—39 Experimental Research oil Adhesive Characteristics Between SU一8 Resist and Substrate LIU Jing—quan，ZHU Jun，CAI Bing—chu，CHEN Di DING Gui—pu，ZHAO Xiao-lin，YANG Chun-sheng (Thin Film and Microfabrication Key Lab of State Educational Ministry，Institute of Micro／ Nanometer Science&Technology，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200030，China) Abstract：SU一8 is a negative，epoxy type，near-UV photoresist．The resist has been specifically developed for ultrathick and high-aspect—ratio MEMS-type applications．In order to get a metallic microstrueture，the substrate should always be metallic film． But this photoresist；in practice，has been proved to be poor adhesion with metallic substrate．Therefore the aspect ratio is limited．In this paper，the adhesive character— istics between SU一8 resist and the metallic substrate are analyzed based Oil the fol— lowing factors，such aS the wetting property between SU一8 and substrate，the mnghness of the substrate and the refractive index of the substrate to near-UV．Based on the analyses．the high refractive index of the substrate to near-UV shows compara— tively good adhesion with SU一8．The substrate of Ti film with oxidation treatment has the stronger adhesive to the resist．The above results will open the possibilities to provide MEMS with the metallic microstrcture of lOW cost and high aspect—ratio． Key words：SU一8 resist；high aspect ratio；UV—LIGA；adhesive characteristics； MEMS 万方数据