一種抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，包括腐蝕槽、支撐裝置、導流管、腐蝕液容器和用于放置硅片的石英架，所述支撐裝置用于豎直固定所述腐蝕槽，且所述腐蝕槽槽口向上；所述導流管具有開關，一端與設置在腐蝕槽底部的開口連通，另一端連接到所述腐蝕液容器；所述石英架設置于腐蝕槽的內部空間，其特征在于： 所述腐蝕槽的內部空間在豎直方向上呈幾何對稱，且腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸通過所述底部開口的中心； 所述石英架上在放置有硅片時，硅片在豎直方向上的中心對稱軸與所述腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸重合。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，尤其涉及一種對微機電系統(MEMS)體硅腐蝕設備--叵溫腐蝕設備和恒溫加超聲腐蝕設備的缺陷加以改進的體硅腐蝕配套設備。
技術介紹
在MEMS制造技術中，體硅加工技術是一個重要組成部分，能制造 懸空的梁或膜。用來腐蝕體硅的恒溫腐蝕設備或恒溫加超聲腐蝕設備只能 滿足均勻、速率可調地腐蝕體硅，但是整個體硅腐蝕過程中，會在體硅腐 蝕到鄰近另外一層膜(即懸空膜)的界面時，由于熱沖擊或超聲振動造成 膜的破裂。即使在最后腐蝕階段膜沒有破，在人工取片的過程中，也會由 于手的抖動或傾斜帶來的水流沖擊造成膜的破裂。
技術實現思路
(一) 要解決的技術問題有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種抗水流沖擊的腐蝕配套設 備，以解決熱沖擊、超聲振動或水流沖擊造成懸空膜破裂的問題。(二) 技術方案為達到上述目的，本專利技術提供了一種抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設 備，包括腐蝕槽、支撐裝置、導流管、腐蝕液容器和用于放置硅片的石英 架，所述支撐裝置用于豎直固定所述腐蝕槽，且所述腐蝕槽槽口向上；所 述導流管具有開關， 一端與設置在腐蝕槽底部的開口連通，另一端連接到 所述腐蝕液容器；所述石英架設置于腐蝕槽的內部空間；所述腐蝕槽的內部空間在豎直方向上呈幾何對稱，且腐蝕槽內部空間 的豎直對稱軸通過所述底部開口的中心；所述石英架上在放置有硅片時，硅片在豎直方向上的中心對稱軸與所述腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸重合。優選地，所述腐蝕槽為一底部收緊的敞口圓柱玻璃瓶，或為一底部收 緊的敞口圓柱塑料瓶。優選地，所述支撐裝置包括主豎直支架、橫支架、底盤和固定件，所 述主豎直支架豎直地固定到底盤上，所述橫支架一端與主豎直支架連接， 另一端通過固定件與腐蝕槽連接。優選地，所述腐蝕槽中在硅片兩側進一步對稱地設置有加熱器。進一步優選地，所述加熱器為加熱絲。再優選地，所述加熱絲的功率小于或等于ioow，或加熱溫度小于或 等于85°C。優選地，所述腐蝕槽尺寸為4)180mmX300mm，底部中心開口的直徑 為4)20mm;所述導流管的規格為20滴腐蝕液，對應容積為1 士O.lml;所 述導流管與腐蝕槽底部中心開口連通的一端的內徑尺寸為小5mm，與腐蝕 液容器連接的一端的內徑尺寸為小2mm。優選地，述石英架至少具有放置2英寸、3英寸、4英寸和5英寸硅 片的四種規格。優選地，所述石英架固定地設置于腐蝕槽中靠近敞口的位置。 優選地，所述石英架采用掛鉤進行固定。(三)有益效果 從上述技術方案可以看出，本專利技術具有以下有益效果1、 利用本專利技術，在硅片兩側可以形成對稱的水流流速場和壓力場， 從而剩余的一層薄薄的體硅和待懸空的膜受力均勻，基本不受水流沖擊的 影響。2、 利用本專利技術，在不采用加熱器時，可以從根本上避免對硅片不對 稱熱沖擊；在采用加熱器時，由于加熱器對稱地分布于硅片的兩側，且采 用小功率加熱絲進行加熱，因此也可以有效地避免對硅片不對稱熱沖擊。3、 本專利技術提供的設備成本低廉，生產效率高，工藝穩定，可以獲得 完整的MEMS鏤空結構，適合用于大規模生產，具有良好的實用價值。4、 在本專利技術提供的設備中，腐蝕槽(包括放硅片的石英架和腐蝕液導流管)結構呈圓柱狀中心對稱；腐蝕槽支架固定，便于裝卸。5、利用本專利技術，硅片雙面外的水流流速場和壓力場的對稱性可以由大型軟件Gambit和Fluent得到仿真驗證。 附圖說明圖1為本專利技術提供的抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實 施例，并參照附圖，對本專利技術作進一步詳細說明。 下面首先介紹本專利技術的實現原理。本專利技術提供的抗水流沖擊的腐蝕配套設備基于力學平衡原理，在硅片 腐蝕到只剩薄薄一層，接近待鏤空膜時，即將體硅腐蝕到鄰近另外一層膜 (即懸空膜)的界面(該界面距離懸空膜約50至8(Him)時的硅片取出， 放入到抗水流沖擊的腐蝕配套設備腐蝕槽內部空間的正幾何中心處(如果 需要，還可對腐蝕液加熱)，此時硅片在豎直方向上的中心對稱軸與腐蝕 槽的豎直對稱軸重合，然后將腐蝕槽下方的導流管開啟。根據對稱原理，硅片兩側表面外的水流流速場和壓力場對稱，從而剩 余的一層薄薄的體硅和待懸空的膜受力均勻，基本不受水流沖擊的影響。 硅片一邊進行腐蝕，腐蝕液一邊從底部導流出來，直到腐蝕液導流完成、 體硅腐蝕完畢，最后硅片保持完好無損地裸露在腐蝕槽里。國內外的恒溫腐蝕設備和恒溫加超聲腐蝕設備，雖然在硅片腐蝕最終 階段，可以通過降溫、降低或停止超聲來減小水流沖擊，但是這并不易于 控制。尤其在人工提取硅片石英架或直接用鑷子取片的過程中，由于手的 抖動或傾斜帶來的水流沖擊造成膜的破裂基本是不可避免的。本專利技術提供的抗水流沖擊的腐蝕配套設備基于上述原理研制，但與恒 溫腐蝕設備和恒溫加超聲腐蝕設備相比，本篇的抗水流沖擊的腐蝕配套設 備是在其基礎上的一個必要補充。下面結合圖1說明本專利技術提供的抗水流 沖擊的體硅腐蝕配套設備的結構。如圖1所示，本專利技術提供的抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備包括腐蝕槽l、支撐裝置、導流管2、腐蝕液容器3和用于放置硅片的石英架4。所 述支撐裝置用于豎直固定所述腐蝕槽l;所述導流管2具有開關11， 一端 與設置在腐蝕槽底部中心的開口 9連通，另一端連接到所述腐蝕液容器3;所述石英架4設置于腐蝕槽的內部空間；腐蝕槽1的內部空間呈幾何對稱， 且腐蝕槽的豎直對稱軸通過所述腐蝕槽底部開口 9的中心；石英架4上在放置有硅片時，硅片在豎直方向上的中心對稱軸與所述腐蝕槽l的豎直對 稱軸重合。所述支撐裝置包括主豎直支架5、橫支架6、底盤7和固定件8，主豎 直支架5豎直地固定到底盤7上，所述橫支架6 —端與主豎直支架5連接， 另一端通過固定件8與腐蝕槽1連接，并將腐蝕槽1豎直固定成開口向上。 這里的固定件8可以是鋼圈、卡扣連接件以及其它可以固定腐蝕槽1的連 接件。其中，底盤7約為0.25平方米，主豎直支架5高約0.6m，橫支架6 長約0.4m。腐蝕槽1為底部漸縮(當然也可以不必設置成底部漸縮)的敞 口圓柱玻璃瓶(或塑料瓶)，尺寸約為小180mmX300mm。這里，腐蝕槽 1一般為圓柱形，它的內部空間的橫截面是圓形。腐蝕槽1當然也可以是 矩形體、橢圓體等，它的內部空間的橫截面當然也可以是幾何對稱的形狀， 例如矩形、橢圓形等。整個設備(放有腐蝕液和硅片)的重心基本在底盤 7的幾何中心。腐蝕槽1在底部具有開口 9，開口 9處的內徑尺寸約為d)20mm。導流 管2的上端通過套在開口 9處的橡膠蓋10與開口 9連通，下端連接到腐 蝕液容器3。這里，腐蝕液容器3可以是適當的燒杯等適于容納腐蝕液的 容器。導流管2長度為1.5至2m,并由兩段內徑大小不同的導管組成，上 段內徑尺寸約為4)5mm，下段內徑尺寸約為4>2mm，以便更大限度地減小 倒流速度。導流管2的規格為20滴腐蝕液對應容積l士(Uml。導流管2 具有開關11。石英架4平穩地固定設置于腐蝕槽中軸靠近敞口的位置，固定方式由 掛鉤固定，且石英架要放置平穩，不能傾斜。需要注意的是，腐蝕槽l的內部空間呈幾何對稱，且腐蝕槽l的豎直 對稱軸通過所述腐蝕槽底部開口 9的中心，并且所述石英架4上在放置有硅片時，硅片的中心對稱軸與所述腐本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，包括腐蝕槽、支撐裝置、導流管、腐蝕液容器和用于放置硅片的石英架，所述支撐裝置用于豎直固定所述腐蝕槽，且所述腐蝕槽槽口向上；所述導流管具有開關，一端與設置在腐蝕槽底部的開口連通，另一端連接到所述腐蝕液容器；所述石英架設置于腐蝕槽的內部空間，其特征在于：所述腐蝕槽的內部空間在豎直方向上呈幾何對稱，且腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸通過所述底部開口的中心；所述石英架上在放置有硅片時，硅片在豎直方向上的中心對稱軸與所述腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸重合。
【技術特征摘要】
1. 一種抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，包括腐蝕槽、支撐裝置、導流管、腐蝕液容器和用于放置硅片的石英架，所述支撐裝置用于豎直固定所述腐蝕槽，且所述腐蝕槽槽口向上；所述導流管具有開關，一端與設置在腐蝕槽底部的開口連通，另一端連接到所述腐蝕液容器；所述石英架設置于腐蝕槽的內部空間，其特征在于所述腐蝕槽的內部空間在豎直方向上呈幾何對稱，且腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸通過所述底部開口的中心；所述石英架上在放置有硅片時，硅片在豎直方向上的中心對稱軸與所述腐蝕槽內部空間的豎直對稱軸重合。2、 根據權利要求1所述的抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，其特征 在于所述腐蝕槽為一底部收緊的敞口圓柱玻璃瓶，或為一底部收緊的敞 口圓柱塑料瓶。3、 根據權利要求1所述的抗水流沖擊的體硅腐蝕配套設備，其特征 在于所述支撐裝置包括主豎直支架、橫支架、底盤和固定件，所述主豎 直支架豎直地固定到底盤上，所述橫支架一端與主豎直支架連接，另一端 通過固定件與腐蝕槽連接。4、 根據權利要求1至3中任一項所述的抗水流沖擊的體硅腐蝕配套 設備，其特征在于所述腐蝕槽中在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：石莎莉，陳大鵬，景玉鵬，歐毅，葉甜春，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：11
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