高聚物SU-8光刻胶是一种基于EPON SU-8环氧树脂的负性、近紫外光刻胶。它具有优良的物理、机械以及抗化学腐蚀等性能,因此SU-8光刻胶已经成为制作高深宽比MEMS器件的一种理想材料。然而,SU-8胶层中内应力的存在,极大地限制了MEMS结构的制作。内应力不仅会导致SU-8胶层出现裂纹、破坏结构的图形质量,还会影响胶层与基底的结合强度。这些现象会随着胶层变厚而恶化。内应力已经成为制约SU-8胶结构稳定性和实现更高深宽比的瓶颈问题之一。本文旨在利用超声时效技术减小SU-8胶层中的内应力,并对超声时效技术的工艺参数进行了优化。根据聚合物的物理化学特性以及SU-8光刻胶的特点,分析了SU-8胶层中内应力产生的原因。基于振动时效消除金属残余应力的机理,根据聚合物结构原理与力学特性,研究探讨了超声时效消除SU-8胶层中内应力的作用机理。以改进的Stoney公式为基础,建立了轮廓法测量SU-8胶层中内应力的计算模型。通过消除SU-8胶层厚度不均匀的影响,对轮廓法测量误差进行了修正。、通过Matlab软件对消除胶厚影响后的数据点进行拟合,得到了更为真实的基片表面轮廓曲线,验证了修正后的轮廓法是一种极具应用价值的方法。利用自制的超声时效装置及夹具,就超声时效技术对SU-8胶层内应力的影响进行了实验研究。通过定量分析实验以及微结构制作实验,证明超声时效技术可以有效地降低SU-8胶层中的内应力,最高去除率达43.2%。以SU-8胶内应力消除率为指标,对超声时效实验的工艺参数进行了优化。根据正交实验的因素水平表,分别在不同的工艺条件下,进行了9组超声时效实验,并得到了相应的SU-8胶内应力消除率,同时研究了时效时间、输入功率以及实验样片在工作台上的位置对SU-8胶内应力消除率的影响。利用BP神经网络对超声时效的工艺参数进行了仿真优化,建立了SU-8胶内应力消除率与时效时间、输入功率和实验样片在工作台上的位置三者之间的预测模型。进行了SU-8胶层内应力消除效果的对比实验,结果表明经过参数优化后的超声时效技术,可以较为理想的改善SU-8胶层的内应力状况。