一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，將清潔后的硅深腔構(gòu)件(1)作為模具，使用聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)倒入硅深腔構(gòu)件(1)內(nèi)進行鑄摸，脫模后即得到凸起的具有硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面形貌特征的聚二甲基硅氧烷鑄模模型(3)，對聚二甲基硅氧烷鑄模模型(3)外部形貌參數(shù)進行檢測，然后進行反推運算即可得知硅深腔構(gòu)件(1)內(nèi)表面的形貌參數(shù)，檢測過程簡單方便，且無需破壞深腔構(gòu)件(1)，能夠有效地降低檢測成本。
【專利說明】—種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是ー種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在微機電系統(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計和使用的要求，需要對深腔內(nèi)表面的尺寸、表面粗糙度以及立體形貌進行檢測；由于深腔對光線的調(diào)制作用，形成了ー個類似黑洞的結(jié)構(gòu)，使得光線無法有效的返回到檢測設備的探測器中，因此常用的檢測成像系統(tǒng)無法對深腔直接進行檢測成像，造成深腔內(nèi)的表面形貌、尺寸特征等參數(shù)檢測困難；目前常用的深腔檢測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)件剖開是ー種破壞性的檢查方法，且在檢測底部是曲面結(jié)構(gòu)的深腔時，因剖開的位置不同，獲得的檢查結(jié)果，特別是深度尺寸，會有較大的誤差，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)件從不同方位進行多次的剖開，檢測過程繁瑣費時費力，消耗樣品多檢測成本高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，該檢測方法能夠方便地對硅深腔內(nèi)的表面形貌參數(shù)進行檢測，無需破壞硅深腔，檢測過程簡單方便，能夠有效地降低檢測成本。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，包括以下步驟，
a)對硅深腔構(gòu)件的內(nèi)表面進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)表面進行改性處理；
b)混合聚ニ甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑，配置聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料；
c)將配置好的聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料倒入硅深腔構(gòu)件內(nèi)，讓聚ニ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；之后將填充有聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料的硅深腔構(gòu)件放入真空室中進行脫氣處理，讓硅深腔構(gòu)件內(nèi)的氣體充分釋放，使聚ニ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，讓聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料成型；
e)將成型后的聚ニ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)表面形貌的聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型；
f)使用顯微成像裝置對聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型的外部形貌參數(shù)進行檢測；
g)對檢測后得到的聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型的外部形貌參數(shù)進行反推運算，即得到硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面的形貌參數(shù)。[0006]進ー步地，使用體積比為3:1的濃硫酸與雙氧水的混合溶液對硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面進行清洗。
[0007]進ー步地，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。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，將帶硅深腔的構(gòu)件作為模具，使用鑄模材料進行鑄摸，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，對模型外部形貌參數(shù)進行檢測，然后進行反推運算即可得知硅深腔內(nèi)表面的形貌參數(shù)，檢測過程簡單方便，且無需破壞硅深腔構(gòu)件，能夠有效地降低檢測成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明:
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。
【具體實施方式】
[0010]一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，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(I)清洗15分鐘，去除硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面的污物；將清洗后的硅深腔構(gòu)件(I)用去離子水沖洗15分鐘，去除混合溶液；然后使用氮氣將硅深腔構(gòu)件(I)吹干；之后將干燥后的硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面用六氟化硫等離子體在120W的功率下轟擊I分鐘，對硅深腔構(gòu)件(I)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；
c)結(jié)合圖2所示，將配置好的聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)倒入硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)，靜置10分鐘，讓聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)在硅深腔構(gòu)件(I)頂部自流平，填滿硅深腔構(gòu)件(I);將填充有聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)的硅深腔構(gòu)件(I)放入真空室中反復脫氣5~8次，靜置15分鐘，讓硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)的氣體充分釋放，使聚二甲基硅氧烷鑄模材料
(2)與硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面緊密接觸；
d)結(jié)合圖3所示，將硅深腔構(gòu)件(I)放入熱板內(nèi)，在120°C的溫度下烘烤20分鐘，讓聚二甲基硅氧烷鑄ネ旲材料(2)成型；
e)結(jié)合圖4所示，將成型后的聚二甲基硅氧烷鑄模材料(2)從硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)脫出，得到凸起的具有硅深腔構(gòu)件⑴內(nèi)表面形貌的聚二甲基硅氧烷鑄模模型⑶； f)使用顯微成像裝置對聚二甲基硅氧烷鑄模模型(3)的外部形貌參數(shù)進行檢測；
g)對檢測后得到的聚二甲基硅氧烷鑄模模型(3)的外部形貌參數(shù)進行反推運算，即得到硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面的形貌參數(shù)。
[0011]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: a)對硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面進行清洗去除硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面的污物，然后將硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面進行改性處理； b)混合聚ニ甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑，配置聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2); c)將配置好的聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)倒入硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)，讓聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)在硅深腔構(gòu)件(I)頂部自流平，填滿硅深腔構(gòu)件(I);之后將填充有聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)的硅深腔構(gòu)件(I)放入真空室中進行脫氣處理，讓硅深腔構(gòu)件內(nèi)(I)的氣體充分釋放，使聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)與硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面緊密接觸； d)將硅深腔構(gòu)件(I)放入熱板內(nèi)烘烤，讓聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)成型； e)將成型后的聚ニ甲基硅氧烷鑄模材料(2)從硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)脫出，得到凸起的具有硅深腔構(gòu)件內(nèi)表面形貌的聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型(3)； f)使用顯微成像裝置對聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型(3)的外部形貌參數(shù)進行檢測； g)對檢測后得到的聚ニ甲基硅氧烷鑄模模型(3)的外部形貌參數(shù)進行反推運算，即得到硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面的形貌參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，其特征在干，使用體積比為3:1的濃硫酸與雙氧水的混合溶液對硅深腔構(gòu)件(I)內(nèi)表面進行清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ー種用于微機電構(gòu)件硅深腔的無損檢測方法，其特征在于，所述聚ニ甲基硅氧烷的基質(zhì)與固化劑的質(zhì)量比為10:1。
【文檔編號】G01B11/00GK103575216SQ201310588119
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】莊須葉, 陳博, 黃斌, 呂東鋒, 何凱旋, 郭群英 申請人:華東光電集成器件研究所