用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，包括主体部分，盖子部分和观测部分，各部分的要求：（a）主体形状为正多棱柱形，内腔室为圆柱体；棱柱一侧封闭，一侧为凹槽形开口结构，凹槽有内螺纹；棱柱顶面开口，有相连的两个边长不同的正方形；小正方形侧面存在对称凹槽，用于嵌合观测部件，大正方形开口为添加溶液位置。（b）盖子部分为凸台圆环形；凸台外侧车有外螺纹，用于结合主体部分凹槽螺纹。（c）观测部件整体大小与主体部分顶部小正方形开口大小一致；侧面对称凸起用于固定观测部件；下部开有孔洞形通道用于固定LED灯头。本实用新型模具具有操作简单，可原位观测硅片，密封性好等优点。
【专利说明】
用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种单面减薄单晶硅片的模具，具体涉及一种水浴加热条件下，用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具。
【背景技术】
[0002]化学湿法减薄硅片是减薄硅片的主要方法之一，利用化学刻蚀的方法减薄单晶硅片，不需要大型硅片切割设备，成本低廉，且便于进行大规模生产。
[0003]由于化学减薄方法是在水浴加热和碱性溶液条件下进行的，反应过程中的微流动和气泡破裂导致得到的样品表面质量较差。目前已报导的化学湿法单晶硅减薄工艺都不能实现对减薄硅片表面质量的有效控制;并且已报导的减薄工艺均不能实现对硅片厚度的实时、原位观测，对操作人员技术要求高，且工艺稳定性差，不利于标准化加工。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种新型的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具。该模具通过加装橡胶密封圈和透明树脂片，可以有效确保硅片表面质量高的一面实现单面减薄，并且利用该模具减薄硅片，具有对操作人员技术要求低，工艺稳定性好，有利于标准化加工的优点。
[0005]本实用新型为实现上述目的具体采用的技术方案如下:
[0006]用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，包括主体部分，盖子部分以及观测部件，各部分的形状及要求如下:(a)主体部分外部为正八棱柱形，内腔室为圆柱体;棱柱一侧封闭，另一侧为与腔室同心圆的凹槽形开口结构，开口直径比内腔室直径大14mm;凹槽有内螺纹，深度在10-15mm之间，即深度至少包括两个橡胶垫圈，一个硅片，一个透明树脂片的厚度;棱柱顶面开口，包括相连的两个边长不同的正方形;小正方形部分侧面存在左右对称凹槽，用于紧密结合观测部件，大正方形开口为添加KOH溶液位置。(b)盖子部分为凸台圆环形；凸台外侧车有与主体部分凹槽匹配的外螺纹，可通过螺纹拧紧与主体部分紧密结合;盖子大圆环外径与主体八棱柱内切圆直径相同，盖子内径与主体部分内腔室直径相同。(c)观测部件整体大小与主体部分顶部小正方形开口尺寸一致;侧面存在凸起部分，可以插入小正方形开口两侧凹槽实现固定;观测部件下部开有孔洞形通道用于放置并固定LED灯头。本实用新型具有以下有益效果:
[0007]本实用新型针对现有的化学湿法减薄硅片技术，设计出一种操作简单，成本低廉，流程规范，可进行硅片厚度原位观测，能够实现单晶硅片单面减薄的专用模具，在现有的技术中还未见报道。
【附图说明】
[0008]图1为实用新型主体部分，内部储存减薄溶液；
[0009]图2为实用新型盖子部分，通过螺纹与主体部分紧密结合；
[0010]图3为实用新型观测部件，通过插槽与主体部分嵌合。
[0011]图1，2，3中序号分别表示:主体部分轮廓I，存储减薄溶液的内腔室2，顶部的开口凹槽3，内螺纹4，承载硅片位置5，盖子6，外螺纹7，盖子凸台8，观测部件的侧面凸起9，固定LED灯头的通道10。
【具体实施方式】
[0012]被减薄的单晶硅片直径为4英寸，模具的具体尺寸为:八棱柱长度为150mm;内切圆直径120mm;内腔室直径90mm;侧面凹槽形开口直径104mm，侧面凹槽深度为1mm;顶部所开小正方形边长30mm，其侧面左右对称凹槽宽度和深度均为3mm;顶部所开大正方形边长50mm ο
[0013]预处理硅片以及透明树脂片:利用丙酮超声去除油污，去离子水反复冲洗干净;利用无水乙醇超声去除残留丙酮，去离子水反复冲洗干净;利用去离子水超声去除剩余污渍，最后去离子水反复冲洗干净，得到清洁的硅表面。
[0014]硅片组装:硅片与透明树脂垫片紧密结合，边缘用生料带缠绕，上下面分别用橡胶垫圈承接。
[0015]结合图1，2，3将组装好的硅片置于图1中4处侧面凹槽，硅片面朝内放置，透明树脂片朝外;将图2盖子凸起部分通过螺纹与主体部分紧密结合，确保硅片卡紧;将LED灯头置于图3孔洞形通道开口处，电线通过孔洞形通道由另一侧导出；固定好LED灯头，方向上确保灯头射出的光线照射在硅片表面;最后通过插槽，将图3中9处凸起与图1中3处凹槽固定好，实验装置组装完成。
[0016]将顶部开口朝上放置，通过开口向主体内部添加KOH溶液，直至溶液将硅片全部浸没;将加好溶液的主体部分置于水浴加热条件下，水浴温度为95摄氏度，确保水面低于主体部分上表面。
[0017]具体的反应时间与水浴温度有关，在反应接近尾声时可以在主体外侧看到红色透光，此时硅片厚度约为30个微米。
【主权项】
1.用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，其特征是:共计三个部分，八棱柱形的主体部分，凸台圆环形盖子部分，长方体形观测部件，主体部分:主体部分轮廓外部具体形状为正八棱柱形，实验时顶部开口朝上放置;主体部分内部掏空的形状为圆柱形，用于储存减薄溶液;棱柱一侧封闭，另一侧为与腔室同心圆的凹槽形开口结构，开口直径比存储减薄溶液的内腔室直径大14-16mm左右，凹槽深度在10-15mm之间，凹槽深度至少包括两个橡胶垫圈，一个硅片，一个透明树脂片的厚度，且凹槽有内螺纹;凹槽形开口位置是放置和固定硅片的位置，需要加橡胶垫圈确保密封性，需要加装与硅片尺寸一致的透明树脂片支撑和保护硅片;棱柱顶面开口中的小正方形部分侧面存在左右对称凹槽，用于紧密结合观测部件，大正方形开口为添加减薄溶液位置;盖子部分:盖子大圆环外径与主体部分轮廓中八棱柱内切圆直径相同，盖子总体内径与主体部分内腔室直径相同；盖子小圆环外径与主体部分侧面凹槽形开口直径一直;小圆环外侧，即凸台外侧车有与顶部的开口凹槽匹配的外螺纹，可通过螺纹拧紧与主体部分紧密结合;观测部件:整体大小与主体部分中顶部的开口中小正方形开口尺寸一致，侧面存在左右对称的凸起，可以与小正方形开口两侧凹槽嵌合;下部开有孔洞形通道用于放置并固定LED灯头。2.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，承载硅片位置处的直径可根据硅片尺寸调整，应比被减薄硅片直径大4-6_。3.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，承载硅片位置处的深度应至少包含组装硅片的厚度，组装硅片的结构包括两个橡胶垫圈，一个硅片，一个透明树月旨片。4.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，主体部分的承载硅片位置的内螺纹能与盖子部分外螺纹通过旋转紧密结合。5.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，外螺纹处盖子内径与存储减薄溶液的内腔室的直径对应。6.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，观测部件的正方形截面与主体部分顶部的开口凹槽处所开的小正方形开口尺寸一致。7.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，需要加装与硅片尺寸一致的透明树脂片用于在减薄过程中支撑和保护硅片，并加装橡胶垫圈确保其密封性。8.如权利要求1所述的用于化学湿法单面减薄单晶硅片的模具，其三个部分的材质均为聚四氟乙烯。
【文档编号】C30B33/10GK205635775SQ201521017456
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月10日
【发明人】李英峰, 罗佑楠, 李美成, 李瑞科, 刘文健
【申请人】华北电力大学