一种工件蚀刻装置的制作方法

1.本实用新型属于化学蚀刻技术领域，尤其涉及一种工件蚀刻装置。


背景技术：

2.化学蚀刻工艺常与光刻工艺配套用于制造微小结构，比如在晶圆上制作电路。蚀刻过程要求蚀刻溶液均匀浸润需要蚀刻的产品表面，并且能够快速达到充分浸润开始蚀刻过程，快速脱离浸润环境而终止蚀刻。常用的蚀刻显影工艺有浸没式、水柱式或喷淋式的显影方法，然而这些方法只适合表面尺寸在500mm以下的中小型工件，对于表面尺寸超过1000mm、重量达到数十公斤或上百公斤的大型工件，则很难达到快速、均匀的要求。浸没式蚀刻设备需要大型容器，和操纵大型工件的辅助装置，制造成本非常高；水柱式或喷淋式蚀刻设备则很难在大尺度范围内实现均匀浸润，而且喷射造成的冲击力可能损伤蚀刻出来的微结构。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有化学蚀刻技术中存在的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种工件蚀刻装置，所提供的工件蚀刻装置可以在工件化学蚀刻过程中对工件表面实现均匀浸润，且不损伤蚀刻出来的微结构，角度能够灵活调节，便于工件的取放，保证蚀刻效果。
4.本实用新型的目的通过如下技术方案得以实现：
5.本实用新型提供一种工件蚀刻装置，该工件蚀刻装置包括第一喷淋箱、工件载台和缓冲导流平台；
6.所述工件载台用于承载待蚀刻的工件；
7.所述第一喷淋箱固定连接在底板的一端，包括第一箱本体和第一喷淋部，所述第一喷淋部设于所述第一箱本体的一侧外壁上，包括开设有第一溢流口的第一导流台，所述第一导流台的出口具有朝下倾斜的第一斜面，所述第一溢流口位于所述第一斜面的上方；
8.所述工件载台和所述缓冲导流平台均设于所述底板上，所述缓冲导流平台具有位于所述第一斜面下方的缓冲平面部和朝下倾斜的第二斜面。
9.作为上述技术方案的进一步描述，所述第一箱本体的一侧内壁上设有第一绕流隔板。
10.作为上述技术方案的进一步描述，所述第一箱本体的底面设置有若干第一进口。
11.作为上述技术方案的进一步描述，所述第一绕流隔板和所述第一箱本体的内壁之间形成第一导流通道，所述第一导流通道和所述第一斜面沿水平方向相对设置。
12.作为上述技术方案的进一步描述，还包括第二喷淋箱，所述第二喷淋箱包括第二箱本体和第二喷淋部，所述第二喷淋部设于所述第二箱本体的一侧外壁上，包括开设有第二溢流口的第二导流台，所述第二导流台的出口具有朝下倾斜的第三斜面，所述第二溢流口位于所述第三斜面的上方。
13.作为上述技术方案的进一步描述，所述第二箱本体的一侧内壁上设有第二绕流隔
板；
14.所述第二绕流隔板与所述第二箱本体的内壁之间形成第二导流通道，所述第二导流通道与所述第三斜面沿水平方向相对设置；
15.所述第二箱本体的底面设置有若干第二进口。
16.作为上述技术方案的进一步描述，所述第二箱本体位于所述第一箱本体的上方，所述第二箱本体内用于通入定影液，所述第一箱本体内用于通入显影液。
17.作为上述技术方案的进一步描述，所述第一斜面、第三斜面、第三斜面的倾斜度为30
°‑
60
°
；所述第一溢流口、第二溢流口的宽度为1mm-2mm。
18.作为上述技术方案的进一步描述，所述底板下连接有用于调节所述底板角度的旋转电机。
19.本实用新型的突出效果为：
20.本实用新型的工件蚀刻装置可以在工件化学蚀刻过程中显影液和定影液均形成水幕状均匀泼洒至工件表面，不再需要大型容器，实现了对大型工件表面的均匀浸润；
21.本实用新型的工件蚀刻装置通过旋转电机实现了底板角度灵活调节，不再需要操纵大型工件的辅助装置，就可实现大型工件的取放，也使得多余的显影液和定影液不会残留在工件表面，不损伤蚀刻出来的微结构，保证了蚀刻效果。
附图说明
22.图1为本实用新型的工件蚀刻装置的结构示意图；
23.图2为本实用新型的工件蚀刻装置的第一喷淋箱、第二喷淋箱的右视图；
24.附图标号说明：
25.1-第一箱本体；11-第一溢流口；12-第一斜面；13-第一绕流隔板；14-第一进口；2-第二箱本体；21-第二溢流口；22-第三斜面；23-第二绕流隔板；24-第二进口；3-工件载台；41-缓冲平面部；42-第二斜面；5-底板；6-旋转电机。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“中”、“下”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面根据本实用新型的整体结构，对其实施方式进行说明。
28.本实用新型实施例公开了一种工件蚀刻装置，包括第一喷淋箱、工件载台3和缓冲导流平台；所述工件载台3用于承载待蚀刻的工件；
29.所述第一喷淋箱固定连接在底板5的一端，包括第一箱本体1和第一喷淋部，所述第一喷淋部设于所述第一箱本体1的一侧外壁上，包括开设有第一溢流口11的第一导流台，所述第一导流台的出口具有朝下倾斜的第一斜面12，所述第一溢流口11位于所述第一斜面12的上方；
30.所述工件载台3和所述缓冲导流平台均设于所述底板5上，所述缓冲导流平台具有位于所述第一斜面12下方的缓冲平面部41和朝下倾斜的第二斜面42。
31.上述的设置方式中，所述第一喷淋箱内的第一箱本体1内的液体能够通过设在其一侧外壁上的喷淋部形成液体膜，继而通过所述缓冲导流平台均匀形成幕状对承载在所述工件载台3上待显影的工件进行有效泼洒显影。所述第一喷淋部设有的第一导流台亦可对所述第一溢流口11溢流出的液体膜进行导流，再经缓冲导流平台位于所述第一斜面12下方的缓冲平面部41进行液体膜的缓冲减压，能够使所述液体膜在保证均匀泼洒的状态下沿朝下倾斜设置的所述第二斜面42形成均匀幕状稳压对所述工件进行泼洒，同时缓冲导流平台的设置也对显影后的工件在定影过程中使用的定影液起到了缓冲减压的效果，所述底板5的角度可以进行灵活调节，配合调节所述第一喷淋箱和工件载台3的倾斜角度，保证均压均匀冲洗定影后的所述工件，使所述工件表面无残留的液体和固体，保证蚀刻效果。也便于工件的取放，不再需要操纵大型工件的辅助装置。
32.如图1至图2所示，具体的，本实施方式中，所述第一喷淋箱，固定连接在所述底板5的左侧，其第一箱本体1为长方体形，用于缓存通入的显影液。其包括的第一喷淋部设置在所述第一箱本体1的右侧外壁顶部的位置，包括第一导流台，所述第一导流台具有朝右下方向倾斜的第一斜面12，例如本实施方式中，所述第一斜面12的倾斜角度设置为45
°
。当然的，在其他实施方式中，也可以设置为30
°‑
60
°
之间的任意角度，对所述第一溢流口11溢流出的显影液进行导流。所述第一溢流口11宽度为1.5mm，开设在所述第一斜面12的上方，在一定程度上保证了显影液成膜前的速度，也可以使所述第一导流台对成膜后的所述显影液进行有效导流。
33.本具体实施方式中，还包括第二喷淋箱，其包括的第二箱本体2亦为长方体形，位于所述第一箱本体1的上方，与所述第一箱本体1形成可拆卸连接，用于缓存通入的定影液。可拆卸的连接方式，也便于所述第二箱本体2日常的维护更换。其包括的第二喷淋部设置在所述第二箱本体2的右侧外壁顶部的位置，包括第二导流台，所述第二导流台具有朝右下方向倾斜的第三斜面22，例如本实施方式中，所述第三斜面22的倾斜角度设置为45
°
，和所述第一斜面12的倾斜角度保持一致，对所述第二溢流口21溢流出的定影液进行导流。所述第二溢流口21宽度为1.5mm，开设在所述第三斜面22的上方，在一定程度上保证了定影液成膜前的速度，也可以使所述第二导流台对成膜后的所述定影液进行有效导流。
34.本实施方式中，所述第一箱本体1的右侧内壁上设有第一绕流隔板13，所述第二箱本体2的一侧右壁上设有第二绕流隔板23，均为长条形，其宽度为所对应箱本体宽度的2/3，对对应注入的显影液和定影液进行第一次缓冲，减少其注入过程中的涡流形成。所述第一绕流隔板13、第二绕流隔板23分别与其对应箱本体的内壁之间形成导流通道，定义为第一导流通道和第二导流通道，所述第一导流通道和所述第一斜面12沿水平方向相对设置，所述第二导流通道与所述第三斜面22沿水平方向相对设置，以供经过第一次缓冲的显影液和定影液继续向上流向其对应设置的溢流口处。
35.所述缓冲导流平台固定连接在所述底板5左侧上表面，其具有的缓冲平面部41设在所述第一斜面12的下方，与所述底板5平行设置，用于承接所述第一导流台导流后的液体膜后，再次对其进行缓冲，所述缓冲导流平台设有的朝右下方向倾斜的第二斜面42与所述第一斜面12的倾斜角度相同，亦为45
°
，使其在流至所述朝下倾斜的第二斜面42再对所述待显影的工件进行泼洒时只受静压作用，使液体膜均匀形成幕状。
36.如图2所示，本实施方式中，所述第一箱本体1的底面中间位置设置有若干第一进口14，所述第二箱本体2的底面中间位置设置有若干第二进口24，均为圆柱形，其内径均为6mm，所述第一进口14与显影液输送管相连，向所述第一喷淋箱的第一箱本体1内注入显影液，所述第二进口24与定影液输送管相连，向所述第二喷淋箱的第二箱本体2内注入定影液。当然的，在其他实施方式中，所述第一进口14、第二进口24也可以为其他形状，设置在对应的箱本体底面的其他位置，例如为椭圆形进口，靠近对应箱本体底面边缘处设置。
37.本实施方式中，所述底板5下连接有用于调节所述底板5角度的旋转电机6，通过旋转电机6调节所述底板5的角度，可以同时调节所述第一喷淋箱、第二喷淋箱、缓冲导流平台和工件载台3的角度，一方面使其角度相适配，在定影和显影时使所述显影液和定影液成膜后沿其对应的导流台和缓冲导流平台缓冲导流后，作用于所述工件载台3上的工件，完成对所述工件的蚀刻；另一方面也可以使所述工件载台3的台面在工件取放时灵活调节，便于工件取放，不再需要操纵大型工件的辅助装置。
38.在对工件进行蚀刻前：
39.向所述的第一箱本体1和第二箱本体2泵入对应的、足量的显影液和定影液，使所述的显影液和定影液从相应的第一溢流口11和第二溢流口21恰好能够溢出形成液体膜，这样在对工件进行蚀刻时，可以保证所述的显影液和定影液注入对应的第一箱本体和第二箱本体的同时，其能在相应的第一溢流口11和第二溢流口21处形成液体膜配合对工件的蚀刻。
40.在对工件进行蚀刻时：
41.启动本装置，通过所述旋转电机6调节所述底板5角度，使设置在所述底板5上的所述工件载台3至水平位置，将所述工件固定在所述工件载台3上，旋转电机6再次带动所述底板5进行角度调节，使所述第一喷淋箱、第二喷淋箱、缓冲导流平台至预设的蚀刻角度，此时所述第一进口14自上而下向所述第一箱本体1内高流量泵入显影液，所述显影液经所述第一箱本体1右侧内壁设有的第一绕流隔板13进行第一次缓压，减少涡流形成，经过经所述的第一导流通道继续向上注入，到达所述的第一导流台的出口处，由所述的第一溢流口11溢出形成液体膜，所述液体膜沿所述第一斜面12斜向下45
°
的方向流向所述缓冲导流平台位于所述第一斜面12下方的缓冲平面部41进行二次缓冲，形成幕状沿朝下倾斜的第二斜面42对所述工件载台3上的待显影的工件进行均匀泼洒，使工件表面快速进入全面显影状态，值得一提的是，在此全面显影状态进入前，所述工件载台3台面已经过所述底板5角度调节为向下倾斜的15
°
高角度的斜角，维持4s的时长，配合维持所述显影液呈液体膜的状态持续至其滑出工件，保证了待显影的工件快速进入全面显影状态，待所述的显影液液体膜完全覆盖待显影的工件后，所述第一进口14的显影液流速降低50％，且同时所述的工件载台3台面经所述底板5角度调节为向下倾斜的10
°
斜角，持续显影蚀刻状态。在所述工件载台3上的工件显影蚀刻结束前5秒，所述第一进口14恢复高流量，所述工件载台3的台面恢复向下倾斜
15
°
的高角度。待所述工件载台3上的工件结束蚀刻时，第一进口14停止泵入显影液所述的第一箱本体1内的显影液会在重力作用下立即停止由所述第一溢流口11的溢流动作，不再进行多余溢流，也减少了显影液的浪费。当然的，在其他具体实施方式中，所述工件载台3台面调节维持高角度的时间可以为3s-5s之间的任意时长，所述的高角度可以设置为15
°‑
25
°
之间的任意值，配合所述第一进口14显影液的高速流入以保证液体膜离开工件前不被破坏的同时利于工件快速进入全面显影状态，待液体膜完全覆盖工件后降低所述第一进口14显影液流量的50％左右，所述的工件载台台面也同步减小为5
°‑
15
°
之间继续显影蚀刻。
42.所述第一进口14停止泵入显影液的同时，所述的第二进口24打开，向所述第二箱本体2内自下而上高流量泵入定影液，所述第二喷淋箱进入工作状态，定影液经所述第二箱本体2右侧内壁上设有的第二绕流隔板23缓压后经所述第二导流通道继续向上注入，到达所述的第二导流台的出口处，由所述的第二溢流口21溢出形成液体膜，所述液体膜沿所述第三斜面22斜向下45
°
的方向流经所述第一斜面12，流向所述缓冲导流平台位于所述第一斜面12下方的缓冲平面部41进行二次缓冲导流形成幕状，沿朝下倾斜的第二斜面42对所述工件载台3上显影后的工件进行均匀冲洗定影。所述工件载台3台面维持向下倾斜15
°
的高角度倾斜角，也保证了所述工件上多余的定影液和定影过程中产生的固体在定影喷淋后经重力作用自动滑出，保证了工件表面冲洗定影后无残留液体和固体，保证了工件蚀刻的有效性。待所述工件载台3上的工件全部喷淋上定影液后，关闭所述的第二进口24，所述的第二箱本体2内的定影液会在重力作用下立即停止由所述第二溢流口21的溢流动作，不再进行多余溢流，也减少了定影液的浪费，待定影完成后，再经旋转电机6调节所述底板5的角度，使所述工件载台3至水平位置，就可以取下蚀刻完成的工件。
43.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其仍然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何更改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。