[發明專利]一種用于MEMS器件圓片的自動干燥設備

有效

• 申請號: 201010553463.2
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102062524A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 陳火
• 申請（專利權）人: 煙臺睿創微納技術有限公司
• 主分類號: F26B15/04
• 分類號: F26B15/04;F26B21/14;B81C1/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種自動干燥設備，尤其涉及一種用于MEMS器件圓片的自動干燥設備。

背景技術

MEMS(Micro?Electromechanical?System，即微電子機械系統)器件有的帶有腔體，有的帶有懸梁，這些微機械結構的尺寸很小，強度極低，容易因機械接觸而損壞和因暴露而沾污，特別是單面加工的器件，是在很薄的薄膜上批量加工的，結構的強度就更低，能承受的機械強度遠遠小于IC芯片，對于濕法方式腐蝕犧牲層后的干燥工藝提出了更高要求。由于MEMS產品工藝的非標準化，加上應用量的限制，MEMS圓片通過濕法方式腐蝕犧牲層并經過DI水漂洗后，如何對圓片進行干燥，目前并沒有標準化的工藝設備提供支持。而半導體領域用于干燥硅圓片的甩干機，采用離心原理和加熱氮氣，其旋轉速度很高，通常達到3000RPM～4000RPM，如此大的離心加速度不能用于MEMS圓片通過濕法方式腐蝕犧牲層后的干燥工藝，否則將完全導致MEMS圓片上的器件微結構的失效。

目前對于濕法方式腐蝕犧牲層后的干燥工藝，普遍采用人工的方式，一手持片，一手持氮氣槍，氣壓設定在30Psi～40Psi，首先吹去圓片上殘留的大片水漬，然后對圓片按照上下左右方式，進行全尺寸范圍內的吹片，最后達到干燥MEMS圓片上所有器件的效果。

發明內容

本發明針對圓片上數百上千個微器件干燥的均勻性不夠；人工方式吹片時，氣體射向圓片表面的壓力和角度不能保持適度、恒定，容易對微結構造成不可逆的破壞；人工方式在開放環境中操作容易對MEMS圓片微結構造成有機物或微粒污染，降低成品率；人工方式吹片的效率低；重復性差；產能低的不足，提供一種用于MEMS器件圓片的自動干燥設備。????

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于MEMS器件圓片的自動干燥設備包括控制系統、機械運動機構、底板和透明箱體，所述透明箱體密封固定安裝在底板上，所述機械運動機構固定于底板上并位于透明箱體內，所述控制系統位于透明箱體外用于控制機械運動機構對MEMS器件圓片進行干燥。

本發明的有益效果是：本發明機械運動機構在控制系統的作用下，使圓片在相對密封的有機玻璃箱體中下進行干燥，實現了MEMS器件圓片干燥的自動化，同時避免了人工方式在開放環境中操作對MEMS圓片微結構造成的污染。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述機械運動機構包括水平運動機構、垂直運動機構和旋轉運動機構，所述旋轉運動機構位于水平運動機構的上方并和水平運動機構相連，所述垂直運動機構位于水平運動結構的一端并和水平運動機構之間的距離為60mm～80mm。

進一步，所述水平運動結構包括水平運動步進電機和與該水平運動步進電機相連的第一線性導軌結構；所述垂直運動機構包括垂直運動步進電機、和所述垂直運動步進電機相連的第二線性導軌結構、以及和所述第二線性導軌結構相連的氣刀；所述旋轉運動機構包括旋轉運動步進電機、和所述旋轉運動步進電機相連的旋轉運動結構、以及固定在所述旋轉運動結構上的圓片鎖緊結構。

采用上述方案的有益效果是：本發明通過垂直運動步進電機控制氣刀在垂直方向作上下往復運動，使之輸出的線狀氣流以恒定的壓力和角度射向圓片表面，保護脆弱的微結構；同時旋轉運動步進電機控制圓片以恒定的低轉速旋轉，使線狀氣流可以射向圓片所有器件的全方位角度，保證圓片所有器件干燥工藝的均勻性；所有工藝過程均在相對密封的有機玻璃箱體中下進行，避免了人工方式在開放環境中操作對MEMS圓片微結構造成的污染。

進一步，所述旋轉運動結構的轉速為2rpm～4rpm。

進一步，所述氣刀通過供氣管和氮氣供應裝置相連，用于向圓片鎖緊結構上的圓片噴射氮氣線束；所述供氣管上具有電磁閥。

進一步，所述控制系統包括水平運動控制系統、垂直運動控制系統、旋轉運動控制系統和氮氣供應控制系統；所述水平運動控制系統用于控制水平運動步進電機帶動垂直運動機構在第一線性導軌結構上作左右方向的水平運動；所述垂直運動控制系統用于控制垂直運動步進電機帶動氣刀在第二線性導軌結構上作上下方向的垂直運動；所述旋轉運動控制系統用于控制旋轉運動步進電機帶動圓片鎖緊結構在旋轉運動結構上作旋轉運動；所述氮氣供應控制系統用于控制供氣管上電磁閥的開啟或者關閉。

所述垂直運動機構在第一線性導軌結構上左右方向水平運動的左限位置和右限位置是水平運動控制系統提前預設的值，所述氣刀在第二線性導軌結構上上下方向的垂直運動的上限位置和下限位置是垂直運動控制系統提前預設的值。