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研究生: 朱甫翊
Chu, Fu-I
論文名稱: BCB光阻材料於微機電系統元件之應用及殘留應力量測
The Application and Residual Stress Measurement of the BCB Photo-Resist Material on a MEMS Device
指導教授: 趙儒民
Chao, Ru-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 微機電系統工程研究所
Institute of Micro-Electro-Mechancial-System Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 微鏡片再流動BCB光阻自動組裝
外文關鍵詞: BCB photo-resist, reflow, micro-mirror, self-assembly
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  •   本論文主要是利用微機電製程技術,製作出微懸臂樑的微結構,在表面旋塗一層BCB光阻,藉由加熱BCB光阻使其產生再流動現象,量測懸臂樑結構撓曲的變化,來反推計算BCB光阻再流動時所產生的表面張力;同時利用BCB光阻流動的張力,來自動組裝直立式光學微鏡片。
      為了簡化製程的步驟,避免沉積後懸臂樑會因為殘餘應力影響而嚴重捲曲的問題,實驗中選用SOI(Silicon On Insulator)晶片作為材料,只需要兩道光罩就可以完成。實驗中設計了不同尺寸大小的懸臂樑,觀察在不同尺寸下BCB光阻材料再流動的性質;同時也改變BCB光阻的厚度,比較不同膜厚下光阻再流動時表面張力的大小。
      應用的部份,是將BCB光阻當作鉸鏈,進行直立式為光學鏡片的自動組裝測試。這個部份的實驗重點放在BCB光阻再流動自動組裝微光學鏡片成功率的評估,以及自動組裝後微鏡片旋轉角度的測試。

    關鍵字:BCB光阻、再流動、微鏡片、自動組裝

     In this study, we try to produce the micro structure of the cantilever beam by the technology of MEMS. We coat the surface with a BCB photo-resist layer, and make it flowing by heating. We then measure the change of the structure’s bending in order to calculate the surface tension generated in the flowing. At the same time, we assemble the standing optical micro-mirror automatically by the tension.
     To simplify the manufacture, and avoid the bending of cantilever beam generated by remainder stress after deposition, we select the SOI (Silicon On Insulator) as the material. Only two mask are needed. In the experiment, different size of cantilever beam are designed to observed the flowing properties of silicon and BCB. The thickness of the BCB is also changed to compare the generated tension respectively.
     For the application, the BCB is regarded as a gemel to test the automatic assembling of standing optical micro-mirror. This part of experiment cares about the evaluation of success rate and test of rotating angle after assembling.

    Key word:BCB photo-resist,reflow,micro-mirror,self-assembly

    摘要                     Ι 誌謝                     III 目錄                     IV 圖目錄                    VII 表目錄                     X 第一章 緒論                  1  1.1 研究動機及目的              1  1.2 文獻回顧                 3  1.3 研究方法                 5  1.4 論文架構                 6 第二章 光阻再流動之原理及應用         8  2.1 再流動概念之應用             8  2.2 光阻再流動特性之原理          11  2.3 BCB光阻特性之介紹            12  2.4 BCB光阻再流動性質之探討         15 第三章 實驗之設計               17  3.1 BCB光阻薄膜之殘留應力          17  3.2 懸臂樑之設計              18  3.3 懸臂樑撓度曲線的量測          19  3.4 有限元素模擬分析            22  3.5 應用BCB光阻再流動特性自動組裝微鏡片   26 第四章 製程                  29  4.1 材料選擇                29  4.2 製作流程                29   4.2.1 第一道光罩微影製程         29   4.2.2 蝕刻鋁薄膜             32   4.2.3 蝕刻矽結構層            32   4.2.4 第二道光罩微影製程         33   4.2.5 蝕刻犧牲層             35   4.2.6 BCB光組之再流動           36  4.3 製程所遭遇的問題            40   4.3.1 DRIE蝕刻問題            40   4.3.2 BCB光阻再流動後破裂的現象     42  4.4 製程結果                45 第五章 實驗結果                49  5.1 殘留應力                49  5.2 BCB再流動表面張力的大小         58 第六章 直立式微光學鏡片自動組裝及旋轉測試   63  6.1 直立式微光學鏡片自動組裝        63  6.2 直立式微光學鏡片之旋轉測試       68   6.2.1 測試的設備及架構          68   6.2.2 微光學鏡片之旋轉測試        70 第七章 結果與討論               72  7.1 BCB光阻薄膜的特性            72   7.1.1 BCB光阻薄膜殘留應用         72   7.1.2 BCB光阻再流動現象          72  7.2 直立式光學微鏡片自動組裝        78  7.3 未來展望                83 參考文獻                    84

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2005-09-09公開
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