[發(fā)明專利]一種用于微機(jī)電構(gòu)件硅深腔的無損檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310588119.0
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN103575216A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊須葉;陳博;黃斌;呂東鋒;何凱旋;郭群英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于微機(jī)電構(gòu)件硅深腔的無損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中，常常需要在構(gòu)件上制備深幾百微米而直徑只有幾微米的深腔，為保證加工后的深腔滿足設(shè)計(jì)和使用的要求，需要對(duì)深腔內(nèi)表面的尺寸、表面粗糙度以及立體形貌進(jìn)行檢測(cè)；由于深腔對(duì)光線的調(diào)制作用，形成了一個(gè)類似黑洞的結(jié)構(gòu)，使得光線無法有效的返回到檢測(cè)設(shè)備的探測(cè)器中，因此常用的檢測(cè)成像系統(tǒng)無法對(duì)深腔直接進(jìn)行檢測(cè)成像，造成深腔內(nèi)的表面形貌、尺寸特征等參數(shù)檢測(cè)困難；目前常用的深腔檢測(cè)手段主要是將帶深腔的構(gòu)件剖開后，用掃描電鏡等顯微成像系統(tǒng)觀察其側(cè)面，進(jìn)而得到深腔的深度、寬度等尺寸和表面形貌信息；但將深腔構(gòu)件剖開是一種破壞性的檢查方法，且在檢測(cè)底部是曲面結(jié)構(gòu)的深腔時(shí)，因剖開的位置不同，獲得的檢查結(jié)果，特別是深度尺寸，會(huì)有較大的誤差，且為得到深腔內(nèi)表面的全面的粗糙度信息，往往需要將帶深腔的構(gòu)件從不同方位進(jìn)行多次的剖開，檢測(cè)過程繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，消耗樣品多檢測(cè)成本高。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于微機(jī)電構(gòu)件硅深腔的無損檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法能夠方便地對(duì)硅深腔內(nèi)的表面形貌參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，無需破壞硅深腔，檢測(cè)過程簡(jiǎn)單方便，能夠有效地降低檢測(cè)成本。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于微機(jī)電構(gòu)件硅深腔的無損檢測(cè)方法，包括以下步驟,

a)對(duì)硅深腔構(gòu)件的內(nèi)表面進(jìn)行清洗去除硅深腔內(nèi)表面的污物，然后將硅深腔構(gòu)件的內(nèi)表面進(jìn)行改性處理；

b)混合聚二甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑，配置聚二甲基硅氧烷鑄模材料；

c)將配置好的聚二甲基硅氧烷鑄模材料倒入硅深腔構(gòu)件內(nèi)，讓聚二甲基硅氧烷鑄模材料在硅深腔構(gòu)件頂部自流平，填滿硅深腔；之后將填充有聚二甲基硅氧烷鑄模材料的硅深腔構(gòu)件放入真空室中進(jìn)行脫氣處理，讓硅深腔構(gòu)件內(nèi)的氣體充分釋放，使聚二甲基硅氧烷鑄模材料與硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面緊密接觸；

d)將硅深腔構(gòu)件放入熱板內(nèi)烘烤，讓聚二甲基硅氧烷鑄模材料成型；

e)將成型后的聚二甲基硅氧烷鑄模材料從硅深腔構(gòu)件內(nèi)脫出，得到凸起的具有硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面形貌的聚二甲基硅氧烷鑄模模型；

f)使用顯微成像裝置對(duì)聚二甲基硅氧烷鑄模模型的外部形貌參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；

g)對(duì)檢測(cè)后得到的聚二甲基硅氧烷鑄模模型的外部形貌參數(shù)進(jìn)行反推運(yùn)算，即得到硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面的形貌參數(shù)。

進(jìn)一步地，使用體積比為3:1的濃硫酸與雙氧水的混合溶液對(duì)硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面進(jìn)行清洗。

進(jìn)一步地，所述聚二甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑的質(zhì)量比為10:1。

本發(fā)明的有益效果是，將帶硅深腔的構(gòu)件作為模具，使用鑄模材料進(jìn)行鑄模，脫模后即得到凸起的具有硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面形貌特征的模型，對(duì)模型外部形貌參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，然后進(jìn)行反推運(yùn)算即可得知硅深腔內(nèi)表面的形貌參數(shù)，檢測(cè)過程簡(jiǎn)單方便，且無需破壞硅深腔構(gòu)件，能夠有效地降低檢測(cè)成本。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明中硅深腔構(gòu)件的示意圖；

圖2是本發(fā)明中聚二甲基硅氧烷鑄模材料填充在硅深腔構(gòu)件內(nèi)的示意圖；

圖3是本發(fā)明中聚二甲基硅氧烷鑄模材料的成型示意圖；

圖4是本發(fā)明中聚二甲基硅氧烷鑄模模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

一種用于微機(jī)電構(gòu)件硅深腔的無損檢測(cè)方法，包括如下步驟：

a)結(jié)合圖1所示，使用體積比為3:1的濃硫酸與雙氧水的混合溶液將硅深腔構(gòu)件(1)清洗15分鐘，去除硅深腔構(gòu)件(1)內(nèi)表面的污物；將清洗后的硅深腔構(gòu)件(1)用去離子水沖洗15分鐘，去除混合溶液；然后使用氮?dú)鈱⒐枭钋粯?gòu)件(1)吹干；之后將干燥后的硅深腔構(gòu)件(1)內(nèi)表面用六氟化硫等離子體在120W的功率下轟擊1分鐘，對(duì)硅深腔構(gòu)件(1)的內(nèi)表面表面改性處理，使其易于脫模；

b)在容器中將聚二甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑按質(zhì)量比10：1的比例混合，配置聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)；聚二甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑均勻攪拌后放在真空室中反復(fù)脫氣處理5～8次，之后靜置20分鐘，去除聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)中的氣泡；