[實用新型]用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置

有效

• 申請號: 200920107674.6
• 申請日: 2009-05-06
• 公開（公告）號: CN201427858Y
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 景玉鵬;惠瑜;高超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本實用新型涉及微電子機械系統(MEMS)制造工藝中用于犧牲層無粘連釋放技術領域，尤其涉及一種用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置。

背景技術

微電子機械系統(MEMS)加工工藝是由集成電路(IC)工藝發展而來的。然而，由于MEMS器件結構的特殊性和復雜性，需要特定的工藝才能實現。犧牲層技術就是制作表面微機械結構的關鍵核心技術。它是利用不同材料在同一腐蝕液體中的腐蝕速率的巨大差異，有選擇性的腐蝕掉結構層薄膜下面的犧牲層材料，從而獲得各種懸空結構。

犧牲層濕法腐蝕釋放后，在干燥過程中存在粘連效應。粘連效應主要由液體的表面張力引起，使結構層與犧牲層下面的襯底粘連，導致器件失效。

目前解決粘連效應的主要手段包括設計防粘連的特殊結構、選擇低表面張力的清洗液體、超臨界二氧化碳干燥釋放、干法腐蝕犧牲層、固態升華法釋放等。

其中固態升華法避免了干燥過程中液體-氣體界面的出現，完全消除了表面張力，是解決犧牲層釋放工藝中粘連效應的最有效手段。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型的主要目的在于提供一種用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置，基于固態升華原理，應用于微電子機械系統(MEMS)制作中的犧牲層釋放干燥工藝，避免了干燥過程中液體——氣體界面的出現，完全消除了表面張力，有效地解決了犧牲層釋放工藝中由于粘連效應而造成的器件結構失效。

(二)技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供了一種用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置，該裝置至少包括過濾器1、暫存罐2、恒流恒壓泵3、流量計4、主工作腔室5、溫度壓力控制裝置7和分離器10，其中，過濾器1、暫存罐2、恒流恒壓泵3、流量計4、主工作腔室5和分離器10依次連接，溫度壓力控制裝置7連接于主工作腔室5，分離器10連接于過濾器1，分離器10與過濾器1構成循環回路。

上述方案中，所述過濾器1通過第一閥門a連接于二氧化碳鋼瓶。

上述方案中，所述暫存罐2通過第二閥門b連接于恒流恒壓泵3。

上述方案中，所述主工作腔室5通過第三閥門c連接于分離器10。

上述方案中，所述分離器10進一步連接于排出乙醇的第四閥門d。

上述方案中，所述主工作腔室5進一步安裝有放置芯片的硅片架6。

上述方案中，所述溫度壓力控制裝置7中進一步安裝有監視主工作腔室5內溫度和壓力變化的溫度傳感器8和壓力傳感器9。

(三)有益效果

本實用新型提供的這種用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置，基于固態升華原理，應用二氧化碳作為置換液，有效地解決了犧牲層釋放工藝中的粘連效應。同時，相比于傳統固態升華技術中應用有機置換液(如環己烷)，二氧化碳在相態轉換時壓力可調，消除了有機置換液凝固時的漲裂現象。二氧化碳的使用更加綠色環保，無有機污染，節約資源。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置的結構示意圖；其中1為過濾器，2為二氧化碳液體暫存罐，3為恒流恒壓泵，4為流量計，5為主工作腔室，6為硅片架，7為溫度壓力控制系統，8為溫度傳感器，9為壓力傳感器，10為分離器。

圖2是二氧化碳固態升華過程中相態的變化曲線；通過制冷過程，液態二氧化碳首先沿著曲線A全部轉化為固態(干冰)，同時壓強降低。然后對固態二氧化碳加熱，通過壓力溫度控制，在飽和蒸汽壓以下使之沿著曲線B升華，全部轉化為氣態。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、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，對本實用新型進一步詳細說明。

如圖1所示，圖1是本實用新型提供的用于犧牲層釋放的二氧化碳固態升華裝置的結構示意圖，該裝置至少包括過濾器1、暫存罐2、恒流恒壓泵3、流量計4、主工作腔室5、溫度壓力控制裝置7和分離器10，其中，過濾器1、暫存罐2、恒流恒壓泵3、流量計4、主工作腔室5和分離器10依次連接，溫度壓力控制裝置7連接于主工作腔室5，分離器10連接于過濾器1，分離器10與過濾器1構成循環回路。

過濾器1通過第一閥門a連接于二氧化碳鋼瓶，暫存罐2通過第二閥門b連接于恒流恒壓泵3，主工作腔室5通過第三閥門c連接于分離器10，分離器10進一步連接于排出乙醇的第四閥門d，主工作腔室5進一步安裝有放置芯片的硅片架6，溫度壓力控制裝置7中進一步安裝有監視主工作腔室5內溫度和壓力變化的溫度傳感器8和壓力傳感器9。