一种半导体硅片手动酸腐蚀装置制造方法
【专利摘要】一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，用于采用化学方法去除硅片表面在切片、磨片等机加过程中产生的损伤层和油污，获得洁净光亮、几何参数完善的腐蚀硅片。本装置的腐蚀槽（1）分隔成硅片腐蚀区（2）、热交换区（6）、循环区（9）、循环排气区（11）即相互独立又相互连通的四个区，混酸在腐蚀槽（1）内部循环流动。待腐蚀硅片放在腐蚀滚柱（14）的凹槽15中，驱动装置（16）驱动两根腐蚀滚柱（14）转动。混酸在压空的驱动下，从热交换区（6）到循环区（9）、循环排气区（11）再到硅片腐蚀区（2）。硅片全部浸没到硅片腐蚀区（2）的混酸内发生化学反应，通过调整混酸供应管（7）的流量、压空进气管（10）的流量和压力、冷却水管（8）的流量和温度，可有效控制硅片反应温度、反应速度、腐蚀去除量的控制。
【专利说明】一种半导体硅片手动酸腐蚀装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体单晶硅片加工【技术领域】，主要涉及一种半导体硅片手动酸腐蚀装置。
【背景技术】
[0002]半导体单晶硅抛光片的加工过程是先将单晶硅棒经过切片、磨片及腐蚀，然后才能进入抛光工序。腐蚀主要目的是提供化学方法去除硅片表面在切片、磨片等机械加工过程中产生的损伤层和油污，获得表面洁净光亮、几何参数较完美的腐蚀硅片，为后续更精细的抛光加工打好基础。硅片腐蚀工艺有酸腐蚀和碱腐蚀两种方式。酸腐蚀的优点是反应速度快，硅片表面质量高，因而被广泛应用于半导体硅片腐蚀加工领域。
[0003]目前国内大部分企业正在使用的进口全自动酸腐蚀设备，其主要由溢流腐蚀槽、储液槽、循环泵、搅拌系统、机械摇摆装置、冷却系统和控制系统组成。设备体积庞大，结构复杂，价格昂贵，且酸性混合腐蚀液和纯水消耗量大，运行成本较高，产品表面光泽度低，存在表面沾污和条纹缺陷等技术问题。也有极少数厂家使用手动腐蚀装置，所用的手动腐蚀装置由单一腐蚀槽组成，在腐蚀槽的底部设计有压空管和冷却水装置，通过通入压空鼓泡来实现搅拌功能，通过冷却水装置用来控制酸性混合腐蚀液的温度；该装置的腐蚀工作区及酸性混合腐蚀液搅拌系统、冷却系统都在单一腐蚀槽内，不能实现酸性混合腐蚀液循环，存在搅拌不充分，硅片反应速度及腐蚀去除量难以控制，总厚度变化(TTV)增量大，易出现表面腐蚀不均等技术问题，不能持续稳定地加工高质量的腐蚀片产品。
实用新型内容
[0004]鉴于现有半导体硅片酸腐蚀技术中所存在的问题，本实用新型设计并公开了一种半导体硅片手动酸腐蚀装置。该装置主要是由腐蚀槽、活动提篮、网状滤板、网状隔板、混酸供应管、冷却水管、压空进气管、酸雾排风管、腐蚀架、腐蚀滚柱、驱动装置构成；其中，腐蚀槽采用壁厚1mm的耐腐蚀聚偏氟乙烯(PVDF)材料焊接制作，用隔板将腐蚀槽分隔成硅片腐蚀区、热交换区、循环区和循环排气区，四个区域互相连通、功能独立；硅片腐蚀区与热交换区用网状隔板隔开；在硅片腐蚀区底部设有一个带网状滤板的活动提篮；热交换区的腔体内安装有多根冷却水管，冷却水管的进水管路上装有流量计；热交换区的顶部与混酸供应管连接；循环区的底部装有一根带孔的压空进气管，压空进气管上安装有流量计和压力表；循环排气区的上部设置有酸雾排风管；两根带齿的腐蚀滚柱通过驱动装置上的齿轮传动驱动腐蚀滚柱转动。所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，硅片腐蚀区与热交换区的网状隔板顶部为网状圆孔结构；所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，其中腐蚀滚柱上设有装硅片的凹槽。
[0005]本实用新型所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，具备了有比现在技术更好的冷却功能和鼓泡功能，而且在不使用循环泵的情况下，增加了循环功能，增大了循环接触面积，能有效地控制混酸的循环量和温度，解决了半导体硅片酸腐蚀工艺中混酸温度和反应速度的控制问题，大幅的提升了腐蚀硅片表面质量和总厚度变化(TTV)质量水平。该腐蚀装置结构简单，价格低廉，操作方便，可靠性和安全性能好。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的腐蚀槽结构示意图；
[0007]图2是本实用新型腐蚀架结构示意图；
[0008]图3是本实用新型腐蚀架的腐蚀滚柱局部放大示意图；
[0009]图4是本实用新型滚柱上凹槽放大示意图；
[0010]图5是本实用新型网状隔板示意图。
[0011]图中:1、腐蚀槽，2、硅片腐蚀区、3、活动提篮，4、网状滤板，5、网状隔板，6、热交换区，7、混酸供应管，8、冷却水管，9、循环区，10、压空进气管，11、循环排气区，12、酸雾排风管，13、腐蚀架，14、腐蚀滚柱，15、凹槽，16、驱动装置。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图给出本实用新型的【具体实施方式】如下:
[0013]如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，主要是由腐蚀槽1、活动提篮3、网状滤板4、网状隔板5、混酸供应管7、冷却水管8、压空进气管10、酸雾排风管12、腐蚀架13和驱动装置16构成；其中腐蚀槽I采用壁厚10_的耐腐蚀聚偏氟乙烯材料焊接制作，用隔离板将腐蚀槽I分隔成硅片腐蚀区2、热交换区6、循环区9、循环排气区11四个区；四个区即相互独立又相互连通，混酸在腐蚀槽I内部循环流动；硅片腐蚀区2是硅片腐蚀工作区，其底部设计有一个带有网状滤板4的活动提篮3 ；硅片腐蚀区2与热交换区6用网状隔板5隔开，网状隔板5的顶部是网状圆孔结构，工作时有利于混酸从硅片腐蚀区2向热交换区6循环流动。热交换区6的腔体内安装有多根毛细状冷却水管8，冷却水管8的进水管路上装有流量计，通过调节流量计和冷却水的温度来控制混酸的温度。热交换区6的顶部与混酸供应管7连接，循环区9的底部装有一根带孔的压空进气管10，压空进气管10上安装有流量计和压力表，通过调节压空压力和流量可以实现混酸从热交换区6到循环区9到循环排气区11再到硅片腐蚀区2的循环流动。循环排气区11的上部设有酸雾排风管12，通过外部排风设备将混酸气体和多余的空气泡排出。腐蚀架13上设有两根带齿的腐蚀滚柱14，通过驱动装置16上的齿轮传动驱动腐蚀滚柱14转动。腐蚀滚柱14上设有根据硅片的厚度不同刻有装硅片的凹槽15。
[0014]本实用新型所述的半导体硅片手动酸腐蚀装置在使用时，先将活动提篮3安装到腐蚀槽I的硅片腐蚀区2内，将待腐蚀硅片用真空吸笔取放到腐蚀架13的两根腐蚀滚柱14的凹槽15中，将驱动装置16安装到腐蚀架13上，启动驱动装置16驱动两根腐蚀滚注14转动，带动硅片开始旋转，同时打开混酸供应管7，压空进气管10的供应开关，混酸通过混酸供应管7进入热交换区6，混酸被从压空进气管10进来的压空气驱动，开始从热交换区6到循环区9到循环排气区11再到硅片腐蚀区2进行循环，将装载硅片的腐蚀架13放到硅片腐蚀区2，硅片全部浸没到硅片腐蚀区2的混酸内，开始与混酸接触并发生反应，通过调整混酸供应管7的流量、压空进气管10的流量和压力、冷却水管8的流量和温度以及硅片在腐蚀架13上的转速，可以有效实现对酸腐蚀工艺中硅片反应温度、反应速度、腐蚀去除量的控制。
【权利要求】
1.一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，其特征是:所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置主要是由腐蚀槽(I)、活动提篮(3)、网状滤板(4)、网状隔板(5)、混酸供应管(7)、冷却水管(8)、压空进气管(10)、酸雾排风管(12)、腐蚀架(13)、腐蚀滚柱(14)、驱动装置(16)构成；其中腐蚀槽(I)用隔离板分隔成硅片腐蚀区(2)、热交换区(6)、循环区(9)、循环排气区(11)四个区；四个区即相互独立又相互连通，在硅片腐蚀区(2)底部设有一个带网状滤板(4)的活动提篮(3)，硅片腐蚀区(2)与热交换区(6)用网状隔板(5)隔开；热交换区(6)的腔体内装有多根冷却水管(8)，热交换区(6)的顶部与混酸供应管(7)连接，冷却水管(8)的进水管路上装有流量计；循环区(9)的底部装有一根带孔的压空进气管(10);压空进气管(10)上装有流量计和压力表；循环排气区(11)的上部设有酸雾排风管(12);腐蚀架(13)上有两根带齿的腐蚀滚柱(14)，通过驱动装置(16)上的齿轮传动驱动腐蚀滚柱(14)。
2.根据权利要求1所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，其特征是:网状隔板(5)的顶部为网状圆孔结构。
3.根据权利要求1所述的一种半导体硅片手动酸腐蚀装置，其特征是:腐蚀滚柱(14)上设有凹槽(15)。
【文档编号】H01L21/67GK203941888SQ201420268828
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】孙智武, 陈卫群, 寇文杰 申请人:洛阳单晶硅有限责任公司