高精度硅传感器芯片腐蚀装置制造方法及图纸

一种高精度硅传感器芯片腐蚀装置，包括工业控制计算机、电器控制柜、反应室、ＫＯＨ储液罐、清洗液储液罐，其特征是计算机有ＣＲＴ触摸屏和作业控制程序，通过通讯接口与电控柜控制电路、反应室及管路上的阀、泵相连；反应室内置传动喷淋机构，其喷淋管通过液体管路与ＫＯＨ储液罐和清洗液储液罐的液下泵相连；测温、测ＫＯＨ浓度的探头分别设在反应室内。本装置采用计算机控制，操作简单，可实现规模生产（一次投入６片４英寸硅片）。同时由于采用了喷淋工艺进行腐蚀，使腐蚀过程始终处于一个不断冲刷、反应、再冲刷、再反应的良性环境中，使反应过程中的各种生成物、生成气体能及时排除，利于并可加快反应过程，提高反应质量。本装置可腐蚀的硅片为：直径１１０ｍｍ以下的所有硅片。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术涉及硅传感器的湿法化学腐蚀工艺中使用的硅芯片的腐蚀装置。
技术介绍
硅传感器腐蚀装置是传感器MEMS微机械加工制造技术中批量硅敏感膜片制备工艺中的关键设备之一。其机理是通过湿法化学腐蚀工艺对硅片表面进行定向刻蚀以达到批量生产硅传感器敏感膜片的目的。对于“高精度硅片腐蚀装置”相关的国内、外都未见报道，但采用湿法化学刻蚀的手段形成所要求的硅膜片的简易装置以及刻蚀的工艺技术，在国内、外都有很多文章进行论述。以往为科研需要也制备了一些简易的相关硅片刻蚀装置，但存在着许多不足之处。主要表现在装置的工作效率低、刻蚀掩膜(保护背面电路等)的操作复杂；刻蚀的过程都是全程浸泡，因此在工艺操作上要求高。同时由于装置是建立在化学试验装置基础上，其工艺参数和各种条件不易得到严格的控制，硅片刻蚀的一致性和可控性相对较差，尤其是刻蚀过程中硅片全程浸泡在腐蚀液中，经常容易出现钻蚀。膜片厚度控制精度低，成品率不高，硅片最终腐蚀厚度控制不准确，加工时间长等缺陷或问题。因此，研究适合批量生产的湿法化学刻蚀装置和相关工艺，提高刻蚀的均匀性和刻蚀量的可控性，就十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度硅传感器芯片腐蚀装置，包括工控计算机、电控柜、反应室、ＫＯＨ液罐、清洗液罐，其特征是计算机有ＣＲＴ触摸屏和作业控制程序，通过通讯接口与电控柜、反应室及管路上的阀、泵相连，并配有手动开关；反应室内置传动喷淋机构，其喷淋管通过液体管路与ＫＯＨ液罐和清洗液罐的液下泵相连；测温、测浓度的探头分别设在反应室内；装置的控制方式：［１］．腐蚀液温度控制：水浴＋ＰＩＤ温度控制系统［２］．腐蚀期间腐蚀量的动态控制：高精度碱性浓度控制仪＋计算机［３］．腐蚀液循环 方式：动态喷淋＋循环［４］．腐蚀液循环系统：微型耐强碱提升泵＋耐腐蚀管道＋容器［５］．最终的清洗...

【技术特征摘要】
1.一种高精度硅传感器芯片腐蚀装置，包括工控计算机、电控柜、反应室、KOH液罐、清洗液罐，其特征是计算机有CRT触摸屏和作业控制程序，通过通讯接口与电控柜、反应室及管路上的阀、泵相连，并配有手动开关；反应室内置传动喷淋机构，其喷淋管通过液体管路与KOH液罐和清洗液罐的液下泵相连；测温、测浓度的探头分别设在反应室内；装置的控制方式[1].腐蚀液温度控制水浴+PID温度控制系统[2].腐蚀期间腐蚀量的动态控制高精度碱性浓度控制仪+计算机[3].腐蚀液循环方式动态喷淋+循环[4].腐蚀液循环系统微型耐强碱提升泵+耐腐蚀管道+容器[5].最终的清洗系统H2O(纯)+循环管路2.根据权利要求1所述的芯片腐蚀装置，其特征在于作业控制程序由存入模块内的下列程序构成(1)初始化程序对参数进行初始化；(2)登录程序分操作者登录、工程师登录、管理者登录三种方式，每种登录方式用不同的密码，登录后具有的权限不同；(3)参数设定、腐蚀模型选择程序设定参数有芯片编号、腐蚀浓度、腐蚀温度、膜片厚度、腐蚀深度。腐蚀模型Hn＝F(t，T，N)，腐蚀模型是腐蚀深度H与腐蚀时间t、腐蚀温度T、腐蚀浓度N之间的函数关系，根据设定腐蚀温度和腐蚀浓度选择腐蚀模型Hn；(4)与PLC通讯的程序通讯内容有腐蚀液温度值、腐蚀液浓度值、腐蚀深度、设定腐蚀深度、设备开始运行命令、设备停止运行命令、工控机开机状态标志、工控机关机状态标志；(5)报警程序有腐蚀温度超差报警提示、腐蚀浓度超差报警提示。显示屏上弹出报警窗口，显示“温度超差”或“浓度超差”；(6)专家系统分析程序a由腐蚀模型和腐蚀时间计算腐蚀深度，根据计算的腐蚀深度和设定的腐蚀深度比较，做出是否结束腐蚀过程的判断；b在线显示腐蚀深度和腐蚀时间；c在线显示腐蚀液浓度和腐蚀液温度；(7)数据存盘程序将设定的参数存入数据库。3.根据权利要求2所述的芯片腐蚀装置，其特征在于PLC的通讯程序由下列8个模块组成(1)、主程序包括控制腐蚀液提升泵(DZ2)工作程序；控制冲洗液提升泵(DZ1)工作程序；控制旋转电机(DZ3)工作程序；(2)、中断程序定时中断程序，进行腐蚀液温度、腐蚀液浓度数据采集；(3)、开始、停止程序接受工控机的命令使设备开始运行，若腐蚀深度到达设定值使设备停止运行；(4)、正反转程序由(A3)的输出触点控制(K4)继电器，实现电机(DZ3)的正反转控制；(5)、A/D转换程序将腐蚀液温度测试仪和腐蚀液浓度测试仪的测试数据通过PLC的A/D转换模块进行A/D转换，待发送给工控机；(6)、A/D数字发送模块将A/D转换的数字进行打包处理，发送给工控机；(7)、对通讯数据进行特征值分析程序将工控机的发送的数据包进行特征值分析，从中分解出不同命令字。命令字如下运行命令字、停止命令字、发送类型命令字、温度报警命令字、浓度报警命令字、正在腐蚀标志命令字、正在冲洗标志命令字、开机状态命令字、关机状态命令字、发送A/D数据命令字；(8)、工控机开机后的数据处理程序在PLC运行过程中，工控机重新开机后，将PLC数据存储区的采集数据上传给工控机，并进行数据处理。4.根据权利要求1所述的芯片腐蚀装置，其特征在于电器件的电路连接如下加热搅拌控制器(A1)一端与相电压(V)相连，另一端与(N)相连；工业控制计算机(A2)、PLC可编程控制器(A3)、浓度测试仪(A4)、温度测试仪(A5)、(24V)电源(A6)并联后一端与按键开关(K2)、(K1)的一端及继电器(J4)触点(J44)的一端相连，另一端与(N)相连；按键开关(K2)的另一端经过空气开关(K)与相电压(U)相连，按键开关(K1)的另一端与继电器(J4)线圈一端相连，继电器(J4)线圈另一端与(N)相连，继电器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘沁，匡石，张纯棣，陈信琦，
申请(专利权)人：沈阳仪表科学研究院，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]