气相HF熏蒸装置的进气系统及气相HF熏蒸装置的制作方法

文档序号:17619069发布日期:2019-05-07 21:59
气相HF熏蒸装置的进气系统及气相HF熏蒸装置的制作方法

本实用新型涉及微电子机械系统技术领域,特别是一种气相HF熏蒸装置的进气系统及气相HF熏蒸装置。



背景技术:

MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术,其发展始于20世纪60年代,MEMS是英文Micro Electro Mechanical System的缩写,即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。MEMS的基础技术主要包括硅各向异性刻蚀技术、硅键合技术、表面微机械技术、LIGA技术等,这些技术已成为研制生产MEMS必不可少的核心技术。

在以硅为基础的MEMS加工技术中,部分产品微型结构的特征尺寸为100nm~1mm,在该尺寸下微型结构的表面积与体积之比有所提高,范德华力、表面张力、静电力等与微型结构件表面积相关的表面作用逐渐增强,在微型结构制造即运动部件释放过程中,最常见的失效模式为梳齿水汽粘连,最终导致器件功能失效以及良品率低。因此无粘连的释放工艺是制造MEMS加速度计的关键技术之一,在该技术领域,往往应用气相HF腐蚀牺牲氧化层的装置,但常规装置中,N2管路进入乙醇罐,该管路出气口位于乙醇液面下,以鼓泡的方式携带乙醇,该方式中乙醇的气化量随着乙醇液位的变化,即使是相同的N2流量,携带出的乙醇量也存在差异,使乙醇进入气相腐蚀反应室的流量随液位变化而变化,在气相HF熏蒸装置中可能由于进入过量的乙醇而在反应过程中产生过量水汽,或乙醇不足导致腐蚀速率发生波动,最终导致被腐蚀的产品发生粘附失效或产生腐蚀工艺失效。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请的目的在于提供一种气相HF熏蒸装置的进气系统及气相HF熏蒸装置,该进气系统可精确控制每次反应过程的乙醇进气量,保证了气相HF熏蒸的加工质量和产品的可靠性。

为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:

一种气相HF熏蒸装置的进气系统,其特征在于,包括气态乙醇进气支路,在所述气态乙醇进气支路上设置有盛装有液态乙醇的容器,在所述容器上设置有氮气输入管路和乙醇输出管路,其中,所述氮气输入管路的出气口位于所述容器内的液态乙醇的液面之上,所述乙醇输出管路的一端插入液态乙醇内部。

优选地,所述氮气输入管路上设置有调压阀。

优选地,所述乙醇输出管路上设置有蒸发器和/或第一流量控制器,所述蒸发器设置在所述流量控制器之后。

优选地,还包括氮气进气支路,所述氮气进气支路上设置有第二流量控制器。

优选地,还包括HF气体进气支路,所述HF气体进气支路上设置有第三流量控制器。

优选地,还包括进气管路,所述进气管路用于汇合所述气态乙醇进气支路、所述氮气进气支路以及所述HF气体进气支路的气体。

另一方面,本申请采用如下技术方案:

一种气相HF熏蒸装置,包括上述的进气系统。

优选地,还包括反应室,所述反应室与进气系统相连通,所述反应室为低真空腔。

优选地,还包括出气系统,所述出气系统用于排出所述气相HF熏蒸装置内的气体,所述出气系统包括出气管路,所述出气管路上设置有抽气泵。

优选地,还包括加热装置,所述加热装置用于给所述进气系统和反应室加热。

本申请提供的一种气相HF熏蒸装置的进气系统及气相HF熏蒸装置,该进气系统中,氮气进入盛装有液态乙醇的容器后,由于容器内压力增大,从而将液态乙醇压入插入到液态乙醇内部的乙醇输出管路中,避免了由于液态乙醇液面的变化而影响其输出量,使乙醇流量不随液位变化而变化,避免了气相HF熏蒸装置中由于进入过量的乙醇而在反应过程中产生过量水汽,导致被气相腐蚀的产品发生粘附而失效,保证了气相HF熏蒸的加工质量和产品的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述,本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:

图1示出本实用新型提供的气相HF熏蒸装置的整体结构示意图。

图中,

1、进气系统;11、气态乙醇进气支路;111、氮气输入管路;112、乙醇输出管路;113、容器;1131、安全阀;114、调压阀;115、蒸发器;116、第一流量控制器;12、氮气进气支路;121、第二流量控制器;13、HF气体进气支路;131、第三流量控制器;14、进气管路;2、反应室;3、出气系统;31、出气管路;32、阀门;33、尾气处理装置。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述,但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。

此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种气相HF熏蒸装置的进气系统1及气相HF熏蒸装置,如图1所示,该进气系统1包括气态乙醇进气支路11,在所述气态乙醇进气支路11上设置有盛装有液态乙醇的容器113,优选在所述容器113上设置安全阀1131,避免由于容器113内压力过大而使其炸裂,保证操作人员人身安全,也提高了整个进气系统1的可靠性。另外,在所述容器113上设置有氮气输入管路111和乙醇输出管路112,其中,所述氮气输入管路111的出气口位于所述容器113内的液态乙醇的液面之上,所述乙醇输出管路112的一端插入液态乙醇内部,该进气系统1中,由于氮气输入管路111的出气口位于所述容器113内的液态乙醇的液面之上,乙醇输出管路112的一端插入液态乙醇内部,即,氮气进入盛装有液态乙醇的容器113后,由于容器113内压力增大,从而将液态乙醇压入插入到液态乙醇内部的乙醇输出管路112中,避免了由于液态乙醇液面的变化而影响其输出量,使乙醇流量不随液位变化而变化,进而避免了气相HF熏蒸装置中由于进入过量的乙醇而在反应过程中产生过量水汽,导致被气相腐蚀的产品发生粘附而失效,保证了气相HF熏蒸的加工质量和产品的可靠性。

在一个优选实施例中,如图1所示,在氮气输入管路111上设置有调压阀114,用于控制氮气的输送量,从而控制乙醇的量,实现精确控制每次反应过程的乙醇携带量,更加优选在乙醇输出管路112上设置有蒸发器115和/或第一流量控制器116,所述蒸发器115设置在所述流量控制器之后,在一个具体实施例中,同时设置蒸发器115和第一流量控制器116,第一流量控制器116用于控制乙醇的量,通过第一流量控制器116与氮气输入管路111上设置的调压阀114相互配合,更好的实现对乙醇流量的控制,由于进入乙醇输出管路112的为液态乙醇,优选所述第一流量控制器116为液体质量流量控制器,以实现更好地流量控制,经过精准控制的液态乙醇流经蒸发器115,通过蒸发器115对其进行蒸发气化处理,以便于后续的反应。

如图1所示,该进气系统1还包括氮气进气支路12和HF气体进气支路13,所述氮气进气支路12上设置有第二流量控制器121,HF气体进气支路13上设置有第三流量控制器131,通过第二流量控制器121和第三流量控制器131分别控制氮气和HF气体的量,从而保证氮气和HF气体达到所需要的比例,然后配合上述气化的乙醇,以达到良好的反应效果。更加优选该进气系统1还包括进气管路14,该进气用于混合上述的气态乙醇、氮气和HF气体,需要说明的是,如图1所示的实施例中,气态乙醇进气支路11与HF气体进气支路13先连通,即先混合气态乙醇和HF气体,然后再与氮气进气支路12中的氮气混合,但是并不限于此,气态乙醇、氮气和HF气体三者混合顺序可随意调换,也可同时混合,只要三者最终达到混合的效果即可。

需要注意的是,氮气进气支路12中的氮气和氮气输入管路111中的氮气可以来自相同的氮气源,例如氮气进气支路与氮气输入管路111连通,使得结构更加简单,布局合理,只需要设置一个氮气源入口即可;也可以来自不同的氮气源,此时氮气进气支路12与氮气输入管路111不连通,这样设计可避免氮气进气支路12与氮气输入管路111之间氮气量的相互干扰,更好地保证该气相HF熏蒸装置中的氮气量,方便对反应室2(后续有详细介绍)的吹扫,进而确保反应的正常进行。

本申请还提出一种气相HF熏蒸装置,如图1所示,包括上述的进气系统1以及反应室2和出气系统3,所述反应室2为低真空腔,位于进气系统1和出气系统3之间,并与进气系统1和出气系统3分别相连通,出气系统3包括出气管路31,在出气管路31上设置有抽气泵(图中未示出)。以硅片为例,优选该装置还包括控制装置,通过控制装置控制该气相HF熏蒸装置的运行,运行该装置,通过控制装置控制该气相HF熏蒸装置的抽气泵,抽真空至所设定的真空,需要说明的是,抽气泵可以是干泵或者隔膜泵,优选采用隔膜泵,具有耐腐蚀性,可避免反应室2内出来的气体对抽气泵的腐蚀破坏,达到良好的抽气效果。当抽真空至所需的真空度后,然后通入通过氮气进气支路12通入氮气吹扫反应室2,再抽真空至设定值,经过多次循环后,在上述进气系统1的气态乙醇进气支路11、氮气进气支路12和HF气体进气支路13中通入设定的反应气体,使其进反应室2对硅片进行腐蚀,至设定的压力和时间后,关闭反应气体,然后通入的氮气吹扫反应室2腔体,然后关闭出气系统3,优选在出气管路31上设置阀门32,以方便控制其关闭和开通,关闭出气系统3后,再通过氮气进气支路12通入氮气,至反应室2到达大气压,打开反应室2门取出硅片。需要注意的是,上述的反应室2由可承受一定压力的材料制作而成,以避免由于反应室2内压力过大而遭到破坏,提高装置整体的安全性能。

在一个优选地实施例中,该气相HF熏蒸装置还包括加热装置(图中未示出),通过加热装置给进气系统1和反应室2加热,以保证良好的反应环境,从而达到良好的反应效果。如图1所示,更加优选在所述出气系统3还包括尾气处理装置33,对反应后的气体进行收集或反应处理,有效避免反应后的气体直接排放对大气和人体造成破坏,安全且环保。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本实用新型的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

再多了解一些
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