简介

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LIGA

DEM

简介

随着集成电路规模的日益增大，元器件越来越小，各种微电子电路的尺寸间距、引线都已突破微米向纳米前进，这就产生了超微加工技术。这种技术的关键是形成微加工区和引线光刻技术。为了提高加工精细水平，由传统的接触掩膜光刻发展到投影光刻，并采用波长短的紫外光同步辐射或电子束作为光（辐射）源，用它们进行曝光可以获得更高的分辨能力。与超精细光刻技术配合的超微加工技术还有自对准技术、离子注入掺杂、激光淀积布线。今后的微细加工方向，将是对这些装置进行改良，开发分辨能力更高的抗蚀剂，以及采用能看到原子的扫描隧道显微镜ＳＴＭ和场离子显微镜ＦＩＭ等。

分类

目前出现了多种新的微细加工技术，其中具有代表性的有以下几种：

LIGA

（Lithograthie Galvanoformung Abformung）技术是X射线深层光刻、微电铸和微塑铸三个工艺的组合。该技术的优点是能够制造出复杂的三维微型零件，成形的零件有较大的深宽比，最大可达100以上，厚度为几百到上千微米，并且沿深度方向的直线性和垂直性非常好，表面质量高。使用该技术可以加工有机高分子材料、各种纯金属和陶瓷等，并且可以利用微复制工艺进行微型零件的大批量生产。德国美茵茨微技术研究所（Institutfür Mikrotechnik Mainz）将LIGA技术和精加工技术相结合，成功制造出齿高80μm、总高约550μm的二阶微型齿轮组，该所还使用LIGA技术研制出微型齿轮行星减速器，成功地将微型齿轮用于液体的精确调控。中国科学技术大学国家同步辐射实验室利用LIGA技术成功制造出直径为400μm的微型齿轮活动部件。此外，上海交通大学等单位也在LIGA制造技术方面开展了较多的研究工作。然而，由于采用光刻技术使得LIGA技术很难应用于倾斜面、复杂三维曲面的微细三维加工，并且使用的同步辐射X射线源比较昂贵，因而极大地限制了该项技术的应用范围。

DEM

为了避免使用昂贵的同步辐射X射线，出现了DEM（Deepetching，Electro-forming，Microreplication）技术。DEM使用深层刻蚀工艺来代替同步辐射X射线深层光刻，然后进行后续的微电铸和微复制工艺。采用该技术可以制造非硅材料高深宽比的微型零件，并且成本低，有望成为一项全新的三维加工技术。一些传统的加工技术通过尺寸缩小可以用来加工微型零件，如电火花加工、激光加工、车削和磨削等加工技术。微细电火花加工技术是利用工件与微电极间脉冲放电产生的瞬时高温使工件材料局部熔化和汽化，来达到加工的目的，使用该技术可以加工出几十微米甚至更小的微型零件。哈尔滨工业大学赵万生、王振龙教授等人在微型零件的微细电火花加工工艺和加工设备方面开展了大量的研究工作，加工出4.5μm的微细轴和8μm的微细孔，达到了世界先进水平。该技术的不足之处是加工效率较低。激光加工可以加工尺寸很小的型腔，并可以用于易碎和难加工材料的加工，只是加工后的表面需要再处理。在机械加工方面，哈尔滨工业大学精密工程研究所梁迎春教授将微细铣削技术应用到微型零件加工中，孙涛教授等人使用原子力显微镜实现微齿轮的加工，并成功刻画出微齿轮。