不同烘烤階段 SU-8 塗層晶圓的奈米壓痕分析

SU-8 光阻廣泛用作微機電系統、微流體裝置和相關微尺度技術中的結構層和鈍化層。 這些設備的長期可靠性主要取決於 SU-8 塗層的機械完整性和黏彈性行為。 在本研究中，使用奈米壓痕在代表標準光刻處理的不同烘烤階段系統地研究了 SU-8 聚合物薄膜的機械和黏彈性行為。 SU-8 層旋塗在矽片上，並進行預先烘烤、後烘烤和硬烘烤處理，以評估漸進交聯的效果。 靜態奈米壓痕顯示，在烘烤階段彈性模量沒有顯著變化，保持在6.2 GPa附近；然而，觀察到硬度發生顯著變化，從預烘烤後的 0.173 ± 0.012 GPa 分別變為後烘烤和硬烘烤後的 0.365 ± 0.011 GPa 和 0.364 ± 0.0.Pa。 Burgers 黏彈性模型分析的蠕變測試表明，熱固化後延遲模量和黏度參數均顯著增加，表明長期黏彈性變形受到抑制。 綜合結果表明，奈米壓痕提供了一種靈敏的非破壞性工具，用於監測 SU-8 薄膜中交聯和黏彈性穩定性的演變，為 MEMS 和微流體應用中的製程優化和機械可靠性提供了寶貴的見解。