不同烘烤阶段 SU-8 涂层晶圆的纳米压痕分析

SU-8 光刻胶广泛用作微机电系统、微流体装置和相关微尺度技术中的结构层和钝化层。 这些设备的长期可靠性主要取决于 SU-8 涂层的机械完整性和粘弹性行为。 在本研究中，使用纳米压痕在代表标准光刻处理的不同烘烤阶段系统地研究了 SU-8 聚合物薄膜的机械和粘弹性行为。 SU-8 层旋涂在硅片上，并进行预烘烤、后烘烤和硬烘烤处理，以评估渐进交联的效果。 静态纳米压痕显示，在烘烤阶段弹性模量没有显着变化，保持在6.2 GPa附近； 然而，观察到硬度发生显着变化，从预烘烤后的 0.173 ± 0.012 GPa 分别变为后烘烤和硬烘烤后的 0.365 ± 0.011 GPa 和 0.364 ± 0.016 GPa。 Burgers 粘弹性模型分析的蠕变测试表明，热固化后延迟模量和粘度参数均显着增加，表明长期粘弹性变形受到抑制。 综合结果表明，纳米压痕提供了一种灵敏的非破坏性工具，用于监测 SU-8 薄膜中交联和粘弹性稳定性的演变，为 MEMS 和微流体应用中的工艺优化和机械可靠性提供了宝贵的见解。