[发明专利]一种曲面异形MEMS二维扫描微镜及其制备方法

权利要求书

1.一种曲面异形MEMS二维扫描微镜的制备方法，其特征在于，采用6英寸MEMS工艺技术，制备曲面异形MEMS二维扫描微镜，其中：

曲面异形MEMS二维扫描微镜包括外框、内框、线圈、曲面镜面、快轴以及慢轴，曲面镜面位于整体结构的中心，通过快轴与内框相连接，内框通过慢轴与外框连接，其中：

曲面镜面采用球冠面，为一个球面被平面所截后剩下的曲面；线圈采用内置方式，由外置永磁体提供与微镜成45°的磁场，通过Z方向的洛伦兹力控制快轴及慢轴的扭臂梁的扭转，实现慢轴、快轴即Y轴、X轴的扫描；曲面异形MEMS二维扫描微镜在电磁力的控制下，在X、Y轴实现周期性、高频率摆动；

在快、慢轴上集成微型角度传感器，用于实时反馈快轴及慢轴的扭转信息，为后端进行进一步反馈控制提供信号，以进一步增强微镜转动线性度；

微型角度传感器采用磁控溅射技术沉积一层压电薄膜，将压电薄膜置于惠斯通电桥内构成，当梁扭转时产生压力，压电薄膜阻值发生变化，信号通过电桥放大读出；

曲面异形MEMS二维扫描微镜制备流程如下：

步骤1，预处理6英寸SOI晶圆，首先对晶圆进行标准RCA清洗，去离子水冲洗，并氮气吹干；

步骤2，对晶圆的顶层硅进行MA6/BA6接触式光刻，选用光刻胶AZ5214，光刻胶厚度为1.5μm；显影后采用磁控溅射技术，对顶层硅的刻蚀区域进行线宽为2μm，厚度400nm的金属薄膜沉积；采用lift-off工艺去除光刻胶，形成内置线圈；

步骤3，对晶圆的顶层硅进行MA6/BA6接触式光刻，选用光刻胶AZ4620，光刻胶厚度为8μm；显影后通过ICP深硅刻蚀机、BOSCH工艺对顶层硅进行高垂直度深硅刻蚀，刻蚀至氧化层终止；

步骤4，对顶层硅的中心区域进行MA6/BA6接触式光刻，选用光刻胶AZ5214，光刻胶厚度为1.5μm；显影后采用磁控溅射技术，对顶层硅的中心区域进行反射金属薄膜的沉积，沉积的薄膜厚度为250nm；完成工艺后采用PECVD沉积一层厚度为500nm的二氧化硅层作为保护层；

步骤5，对晶圆的背部衬底进行光刻，采用MA6/BA6接触式光刻，以二氧化硅作为掩膜，进行深硅刻蚀，刻蚀至埋氧层时，终止刻蚀；

步骤6，将晶圆放置于BOE溶液中，以去除二氧化硅层，释放结构；

步骤7，利用复数束激光对晶圆进行微细结构加工，形成特定曲率的曲面镜面，然后通过30微米Au线将信号引出至基板上，完成曲面异形MEMS二维扫描微镜的封装，以备测试。