一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置制造方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,用于采用化學(xué)方法去除硅片表面在切片、磨片等機(jī)加過程中產(chǎn)生的損傷層和油污,獲得潔凈光亮、幾何參數(shù)完善的腐蝕硅片。本裝置的腐蝕槽(1)分隔成硅片腐蝕區(qū)(2)、熱交換區(qū)(6)、循環(huán)區(qū)(9)、循環(huán)排氣區(qū)(11)即相互獨(dú)立又相互連通的四個(gè)區(qū),混酸在腐蝕槽(1)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)。待腐蝕硅片放在腐蝕滾柱(14)的凹槽15中,驅(qū)動(dòng)裝置(16)驅(qū)動(dòng)兩根腐蝕滾柱(14)轉(zhuǎn)動(dòng)?;焖嵩趬嚎盏尿?qū)動(dòng)下,從熱交換區(qū)(6)到循環(huán)區(qū)(9)、循環(huán)排氣區(qū)(11)再到硅片腐蝕區(qū)(2)。硅片全部浸沒到硅片腐蝕區(qū)(2)的混酸內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),通過調(diào)整混酸供應(yīng)管(7)的流量、壓空進(jìn)氣管(10)的流量和壓力、冷卻水管(8)的流量和溫度,可有效控制硅片反應(yīng)溫度、反應(yīng)速度、腐蝕去除量的控制。
【專利說明】一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體單晶硅片加工【技術(shù)領(lǐng)域】,主要涉及一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體單晶硅拋光片的加工過程是先將單晶硅棒經(jīng)過切片、磨片及腐蝕,然后才能進(jìn)入拋光工序。腐蝕主要目的是提供化學(xué)方法去除硅片表面在切片、磨片等機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的損傷層和油污,獲得表面潔凈光亮、幾何參數(shù)較完美的腐蝕硅片,為后續(xù)更精細(xì)的拋光加工打好基礎(chǔ)。硅片腐蝕工藝有酸腐蝕和堿腐蝕兩種方式。酸腐蝕的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快,硅片表面質(zhì)量高,因而被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體硅片腐蝕加工領(lǐng)域。
[0003]目前國內(nèi)大部分企業(yè)正在使用的進(jìn)口全自動(dòng)酸腐蝕設(shè)備,其主要由溢流腐蝕槽、儲(chǔ)液槽、循環(huán)泵、攪拌系統(tǒng)、機(jī)械搖擺裝置、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。設(shè)備體積龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,且酸性混合腐蝕液和純水消耗量大,運(yùn)行成本較高,產(chǎn)品表面光澤度低,存在表面沾污和條紋缺陷等技術(shù)問題。也有極少數(shù)廠家使用手動(dòng)腐蝕裝置,所用的手動(dòng)腐蝕裝置由單一腐蝕槽組成,在腐蝕槽的底部設(shè)計(jì)有壓空管和冷卻水裝置,通過通入壓空鼓泡來實(shí)現(xiàn)攪拌功能,通過冷卻水裝置用來控制酸性混合腐蝕液的溫度;該裝置的腐蝕工作區(qū)及酸性混合腐蝕液攪拌系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)都在單一腐蝕槽內(nèi),不能實(shí)現(xiàn)酸性混合腐蝕液循環(huán),存在攪拌不充分,硅片反應(yīng)速度及腐蝕去除量難以控制,總厚度變化(TTV)增量大,易出現(xiàn)表面腐蝕不均等技術(shù)問題,不能持續(xù)穩(wěn)定地加工高質(zhì)量的腐蝕片產(chǎn)品。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于現(xiàn)有半導(dǎo)體硅片酸腐蝕技術(shù)中所存在的問題,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)并公開了一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置。該裝置主要是由腐蝕槽、活動(dòng)提籃、網(wǎng)狀濾板、網(wǎng)狀隔板、混酸供應(yīng)管、冷卻水管、壓空進(jìn)氣管、酸霧排風(fēng)管、腐蝕架、腐蝕滾柱、驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成;其中,腐蝕槽采用壁厚1mm的耐腐蝕聚偏氟乙烯(PVDF)材料焊接制作,用隔板將腐蝕槽分隔成硅片腐蝕區(qū)、熱交換區(qū)、循環(huán)區(qū)和循環(huán)排氣區(qū),四個(gè)區(qū)域互相連通、功能獨(dú)立;硅片腐蝕區(qū)與熱交換區(qū)用網(wǎng)狀隔板隔開;在硅片腐蝕區(qū)底部設(shè)有一個(gè)帶網(wǎng)狀濾板的活動(dòng)提籃;熱交換區(qū)的腔體內(nèi)安裝有多根冷卻水管,冷卻水管的進(jìn)水管路上裝有流量計(jì);熱交換區(qū)的頂部與混酸供應(yīng)管連接;循環(huán)區(qū)的底部裝有一根帶孔的壓空進(jìn)氣管,壓空進(jìn)氣管上安裝有流量計(jì)和壓力表;循環(huán)排氣區(qū)的上部設(shè)置有酸霧排風(fēng)管;兩根帶齒的腐蝕滾柱通過驅(qū)動(dòng)裝置上的齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)腐蝕滾柱轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,硅片腐蝕區(qū)與熱交換區(qū)的網(wǎng)狀隔板頂部為網(wǎng)狀圓孔結(jié)構(gòu);所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,其中腐蝕滾柱上設(shè)有裝硅片的凹槽。
[0005]本實(shí)用新型所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,具備了有比現(xiàn)在技術(shù)更好的冷卻功能和鼓泡功能,而且在不使用循環(huán)泵的情況下,增加了循環(huán)功能,增大了循環(huán)接觸面積,能有效地控制混酸的循環(huán)量和溫度,解決了半導(dǎo)體硅片酸腐蝕工藝中混酸溫度和反應(yīng)速度的控制問題,大幅的提升了腐蝕硅片表面質(zhì)量和總厚度變化(TTV)質(zhì)量水平。該腐蝕裝置結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,操作方便,可靠性和安全性能好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型的腐蝕槽結(jié)構(gòu)示意圖;
[0007]圖2是本實(shí)用新型腐蝕架結(jié)構(gòu)示意圖;
[0008]圖3是本實(shí)用新型腐蝕架的腐蝕滾柱局部放大示意圖;
[0009]圖4是本實(shí)用新型滾柱上凹槽放大示意圖;
[0010]圖5是本實(shí)用新型網(wǎng)狀隔板示意圖。
[0011]圖中:1、腐蝕槽,2、硅片腐蝕區(qū)、3、活動(dòng)提籃,4、網(wǎng)狀濾板,5、網(wǎng)狀隔板,6、熱交換區(qū),7、混酸供應(yīng)管,8、冷卻水管,9、循環(huán)區(qū),10、壓空進(jìn)氣管,11、循環(huán)排氣區(qū),12、酸霧排風(fēng)管,13、腐蝕架,14、腐蝕滾柱,15、凹槽,16、驅(qū)動(dòng)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如下:
[0013]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示,本實(shí)用新型所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,主要是由腐蝕槽1、活動(dòng)提籃3、網(wǎng)狀濾板4、網(wǎng)狀隔板5、混酸供應(yīng)管7、冷卻水管8、壓空進(jìn)氣管10、酸霧排風(fēng)管12、腐蝕架13和驅(qū)動(dòng)裝置16構(gòu)成;其中腐蝕槽I采用壁厚10_的耐腐蝕聚偏氟乙烯材料焊接制作,用隔離板將腐蝕槽I分隔成硅片腐蝕區(qū)2、熱交換區(qū)6、循環(huán)區(qū)9、循環(huán)排氣區(qū)11四個(gè)區(qū);四個(gè)區(qū)即相互獨(dú)立又相互連通,混酸在腐蝕槽I內(nèi)部循環(huán)流動(dòng);硅片腐蝕區(qū)2是硅片腐蝕工作區(qū),其底部設(shè)計(jì)有一個(gè)帶有網(wǎng)狀濾板4的活動(dòng)提籃3 ;硅片腐蝕區(qū)2與熱交換區(qū)6用網(wǎng)狀隔板5隔開,網(wǎng)狀隔板5的頂部是網(wǎng)狀圓孔結(jié)構(gòu),工作時(shí)有利于混酸從硅片腐蝕區(qū)2向熱交換區(qū)6循環(huán)流動(dòng)。熱交換區(qū)6的腔體內(nèi)安裝有多根毛細(xì)狀冷卻水管8,冷卻水管8的進(jìn)水管路上裝有流量計(jì),通過調(diào)節(jié)流量計(jì)和冷卻水的溫度來控制混酸的溫度。熱交換區(qū)6的頂部與混酸供應(yīng)管7連接,循環(huán)區(qū)9的底部裝有一根帶孔的壓空進(jìn)氣管10,壓空進(jìn)氣管10上安裝有流量計(jì)和壓力表,通過調(diào)節(jié)壓空壓力和流量可以實(shí)現(xiàn)混酸從熱交換區(qū)6到循環(huán)區(qū)9到循環(huán)排氣區(qū)11再到硅片腐蝕區(qū)2的循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)排氣區(qū)11的上部設(shè)有酸霧排風(fēng)管12,通過外部排風(fēng)設(shè)備將混酸氣體和多余的空氣泡排出。腐蝕架13上設(shè)有兩根帶齒的腐蝕滾柱14,通過驅(qū)動(dòng)裝置16上的齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)腐蝕滾柱14轉(zhuǎn)動(dòng)。腐蝕滾柱14上設(shè)有根據(jù)硅片的厚度不同刻有裝硅片的凹槽15。
[0014]本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置在使用時(shí),先將活動(dòng)提籃3安裝到腐蝕槽I的硅片腐蝕區(qū)2內(nèi),將待腐蝕硅片用真空吸筆取放到腐蝕架13的兩根腐蝕滾柱14的凹槽15中,將驅(qū)動(dòng)裝置16安裝到腐蝕架13上,啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置16驅(qū)動(dòng)兩根腐蝕滾注14轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)硅片開始旋轉(zhuǎn),同時(shí)打開混酸供應(yīng)管7,壓空進(jìn)氣管10的供應(yīng)開關(guān),混酸通過混酸供應(yīng)管7進(jìn)入熱交換區(qū)6,混酸被從壓空進(jìn)氣管10進(jìn)來的壓空氣驅(qū)動(dòng),開始從熱交換區(qū)6到循環(huán)區(qū)9到循環(huán)排氣區(qū)11再到硅片腐蝕區(qū)2進(jìn)行循環(huán),將裝載硅片的腐蝕架13放到硅片腐蝕區(qū)2,硅片全部浸沒到硅片腐蝕區(qū)2的混酸內(nèi),開始與混酸接觸并發(fā)生反應(yīng),通過調(diào)整混酸供應(yīng)管7的流量、壓空進(jìn)氣管10的流量和壓力、冷卻水管8的流量和溫度以及硅片在腐蝕架13上的轉(zhuǎn)速,可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)酸腐蝕工藝中硅片反應(yīng)溫度、反應(yīng)速度、腐蝕去除量的控制。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,其特征是:所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置主要是由腐蝕槽(I)、活動(dòng)提籃(3)、網(wǎng)狀濾板(4)、網(wǎng)狀隔板(5)、混酸供應(yīng)管(7)、冷卻水管(8)、壓空進(jìn)氣管(10)、酸霧排風(fēng)管(12)、腐蝕架(13)、腐蝕滾柱(14)、驅(qū)動(dòng)裝置(16)構(gòu)成;其中腐蝕槽(I)用隔離板分隔成硅片腐蝕區(qū)(2)、熱交換區(qū)(6)、循環(huán)區(qū)(9)、循環(huán)排氣區(qū)(11)四個(gè)區(qū);四個(gè)區(qū)即相互獨(dú)立又相互連通,在硅片腐蝕區(qū)(2)底部設(shè)有一個(gè)帶網(wǎng)狀濾板(4)的活動(dòng)提籃(3),硅片腐蝕區(qū)(2)與熱交換區(qū)(6)用網(wǎng)狀隔板(5)隔開;熱交換區(qū)(6)的腔體內(nèi)裝有多根冷卻水管(8),熱交換區(qū)(6)的頂部與混酸供應(yīng)管(7)連接,冷卻水管(8)的進(jìn)水管路上裝有流量計(jì);循環(huán)區(qū)(9)的底部裝有一根帶孔的壓空進(jìn)氣管(10);壓空進(jìn)氣管(10)上裝有流量計(jì)和壓力表;循環(huán)排氣區(qū)(11)的上部設(shè)有酸霧排風(fēng)管(12);腐蝕架(13)上有兩根帶齒的腐蝕滾柱(14),通過驅(qū)動(dòng)裝置(16)上的齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)腐蝕滾柱(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,其特征是:網(wǎng)狀隔板(5)的頂部為網(wǎng)狀圓孔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體硅片手動(dòng)酸腐蝕裝置,其特征是:腐蝕滾柱(14)上設(shè)有凹槽(15)。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK203941888SQ201420268828
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】孫智武, 陳衛(wèi)群, 寇文杰 申請(qǐng)人:洛陽單晶硅有限責(zé)任公司