一种硅晶圆腐蚀装置的制作方法

1.本技术涉及柔性芯片制造技术领域，特别是涉及一种硅晶圆腐蚀装置。


背景技术：

2.柔性电子是一种的新兴电子技术，以其独特的柔性、延展性，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛的应用前景。硅基柔性电子可满足高性能柔性电子系统要求，硅基柔性芯片技术是实现高性能柔性电子芯片与微系统技术的关键。
3.现有硅基超薄柔性电子芯片制造多采用机械研磨方法实现硅晶圆减薄，在减薄过程中容易引入大量的机械损伤，导致柔性芯片加工成品率不高，降低柔性芯片可靠性，因此，如何克服超薄柔性硅芯片研磨缺陷，以提升制造成品率和柔性硅芯片可靠性，是芯片制造技术领域一项亟需的问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种硅晶圆腐蚀装置，用于解决现有技术中因超薄芯片制造过程的研磨缺陷而导致柔性硅芯片可靠性低的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种硅晶圆腐蚀装置，包括：
6.承载机构，包括用于承载硅晶圆的承载盘；
7.旋转机构，与所述承载机构连接，并驱动所述承载机构旋转；
8.喷液机构，设置在所述承载盘上方，用于向所述承载盘上的所述硅晶圆喷射液体，所述喷液机构包括喷液管和第一驱动件，所述第一驱动件驱动所述喷液管沿所述承载盘的径向移动；
9.集液流道，环绕于所述承载盘的外沿，所述集液流道在朝向所述承载盘的方向设置有集液口，所述承载机构旋转时，所述承载盘上的液体在离心作用下进入所述集液流道。
10.可选地，所述承载机构还包括设置于所述承载盘下方的吸附盘，所述吸附盘的开口端吸附所述承载盘，所述吸附盘的开口端还设置有第一磁吸环。
11.可选地，所述承载盘包括用于放置所述硅晶圆的保护膜和与所述保护膜连接的固定铁环所述固定铁环与所述第一磁吸环对应设置；
12.所述第一磁吸环与所述固定铁环磁性吸附，使所述承载盘安装在所述吸附盘上，所述保护膜夹持于所述第一磁吸环与所述固定铁环之间，并覆盖所述吸附盘的所述开口端。
13.可选地，所述硅晶圆腐蚀装置还包括环形导流结构，所述环形导流结构包括环形导流流道，所述环形导流流道的内环与所述承载盘的上端面接合并平滑过渡，所述环形导流流道的外环靠近所述集液流道的所述集液口；
14.所述承载机构旋转时，所述承载盘上的液体经由所述环形导流结构进入所述集液流道。
15.可选地，所述环形导流结构还包括设置在所述环形导流流道底部的第二磁吸环，
所述第二磁吸环与所述第一磁吸环相适配，所述环形导流流道通过所述第二磁吸环安装在所述第一磁吸环和/或所述固定铁环上。
16.可选地，所述旋转机构包括转轴和驱动所述转轴转动的第二驱动件，所述转轴与所述承载机构连接。
17.可选地，所述第二驱动件驱动所述转轴转动的转速为100-1000转每分钟。
18.可选地，所述第一驱动件驱动所述喷液管移动的距离大于所述硅晶圆的半径，以使所述喷液管的喷液范围覆盖所述硅晶圆。
19.可选地，所述集液流道的底部设置有回收孔，所述回收孔用于与外部的回收管道或废液管道连接，以回收所述集液流道内的液体。
20.可选地，所述硅晶圆腐蚀装置还包括底座，所述承载机构、旋转机构、喷液机构以及集液流道均设置于所述底座上。
21.如上所述，本技术的硅晶圆腐蚀装置，具有以下有益效果：
22.通过旋转机构带动安放于承载机构上的硅晶圆转动，喷液机构朝向承载机构上的硅晶圆喷液，通过喷液管与旋转机构的配合使得喷液均匀，集液流道与旋转机构配合并及时回收液体，使腐蚀均匀，既能够与硅晶圆的机械减薄工序配合进一步对硅晶圆进行减薄，又有效消除了硅晶圆背面所受的机械损伤，有利于提高柔性硅芯片加工成品率，增加柔性芯片产品可靠性，提高制造效率，具有结构巧妙、实用性强、控制精度高等特点。
附图说明
23.图1为本技术实施例提供的一种硅晶圆腐蚀装置的截面示意图。
24.零件标号说明
25.11-承载盘；111-保护膜；112-固定铁环；12-吸附盘；121-第一磁吸环；
26.21-转轴；22-第二驱动件；
27.31-喷液管；32-第一驱动件；
28.4-集液流道；41-集液口；42-回收孔；
29.5-环形导流结构；51-环形导流流道；52-第二磁吸环；
30.6-底座；
31.7-硅晶圆。
具体实施方式
32.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
34.本技术示例性的提供了一种硅晶圆腐蚀装置，请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种硅晶圆腐蚀装置的截面示意图，在本实施例中，硅晶圆腐蚀装置包括承载机构、旋转机构、喷液机构和集液流道4，其中：
35.承载机构包括用于承载硅晶圆7的承载盘11；
36.旋转机构与承载机构连接，并驱动承载机构旋转；
37.喷液机构设置在承载盘上方，用于向承载盘上的硅晶圆喷射液体，喷液机构具体包括喷液管31和第一驱动件32，第一驱动件32驱动喷液管31沿承载盘11的径向移动，此结构在喷液时，喷液管31沿径向往复运动，与上述旋转机构配合，能够对承载盘11上的硅晶圆7均匀喷液，使腐蚀均匀；
38.集液流道4环绕于承载盘11边缘地设置在承载盘11的外侧，集液流道4在朝向承载盘11的方向设置有集液口41，承载机构旋转时，承载盘11上的液体在离心作用下从集液口41进入集液流道4。
39.在本实施例中，为便于安装和使用，上述承载机构、旋转机构、喷液机构和集液流道4安装在底座6上，由于底座6的结构和尺寸均为便于实现本技术所描述的结构特征而示例性地设置，因此在此不作限定，在其他一些实施方式中，可以根据实际需求，调整底座6的结构，或通过包括但不限于是安装在其他装置、设备的方式，对承载机构、旋转机构、喷液机构和集液流道4进行安装或固定。
40.在本实施例中，集液流道4通过安装在底座6的凸台上，呈环绕于承载机构环形管道，且集液流道4在水平方向朝内开设有1/4圆弧长度的集液口41，喷液机构喷出腐蚀液对硅晶圆7进行腐蚀，旋转机构驱动承载机构旋转以使腐蚀均匀，腐蚀液会在离心作用下被甩出承载机构，并刚好通过正对承载机构的集液口41进入集液流道4，从而防止腐蚀液洒出或残留造成非必要腐蚀。
41.在一些实施方式中，集液流道4的底部设置有回收孔42，用于与外部的回收管道或废液管道连接，以回收集液流道4内的液体，在本实施例中，集液流道4底部例如与废液管道连接，腐蚀液进入集液流道4后经过回收孔42流入废液管道以完成排液。
42.在本实施例中，承载机构除承载盘11外，还包括设置在承载盘11下方，用于吸附固定承载盘11的吸附盘12，吸附盘12的开口端朝上地吸附承载盘11，吸附盘12的开口端侧的内壁上设置有第一磁吸环121，第一磁吸环121通过磁力对承载盘11进行吸引，有利于提高承载盘11和吸附盘12的连接可靠性，同时有利于提高拆装便利性。
43.在本实施例中，承载盘11包括用于放置硅晶圆7的保护膜111和与保护膜111连接的固定铁环112，固定铁环112与第一磁吸环121对应设置，也即固定铁环112的尺寸与第一磁吸环121的尺寸相适配，或固定铁环112与第一磁吸环121的径向尺寸相同或相近，使得二者能够以圆周相贴合的方式，通过磁力直接或间接地连接在一起，值得说明的是，固定铁环112呈环状，贴附于保护膜112外圈，在对硅晶圆7喷液时，硅晶圆7固定在保护膜112上，此处的固定包括但不限于是粘接，通过将硅晶圆7固定在保护膜112，有利于进一步减少硅晶圆7受到的机械磨损。
44.在本实施例中，承载盘11利用第一磁吸环121对固定铁环122的磁力安装在吸附盘12上，安装后，保护膜111被夹持于第一磁吸环121与固定铁环122之间，并覆盖吸附盘12的开口端，需要理解的是，吸附盘12指的是具有吸附能力且具有开口端的结构，本实施例示出
的结构为圆筒状，此为便于理解而采用，其具体结构根据具体配合情况和安装需求，可以包括但不限于是盘状、筒状或盒装等，吸附盘12的吸附能力可以是来源于与其内部空间连通的例如空气泵、真空发生器等可以提供负压的装置或设备，在本实施例中，当固定铁环122被第一磁吸环121通过磁力固定，吸附盘12对保护膜111进行吸附，使得保护膜111和保护膜111上固定放置的硅晶圆7平整稳定，有利于进一步提高加工质量。
45.在一些实施方式中，硅晶圆腐蚀装置还包括环形导流结构5，环形导流流道51用于将承载盘11上的液体导流至集液流道4。
46.具体地，在本实施例中，环形导流结构5包括环形导流流道51，环形导流流道51环绕于承载盘11，环形导流流道51设置为上下封闭的环形结构，其径向界面为圆滑过渡的曲线，环形结构的内环处和外环处为开口，使得其中间部分形成环形的流道，环形导流流道51的内环与承载盘11的上端面接合并平滑过渡，环形导流流道51的外环靠近集液流道4的集液口41，且与集液口41平齐，承载盘11旋转式，液体经由环形导流流道51内环处的开口被导流至外环处的开口并朝向集液口41洒出，有利于减少硅晶圆7腐蚀过程中的液体残留或飞溅导致工艺瑕疵，进一步提高硅晶圆7加工质量。
47.在本实施例中，环形导流结构5还包括设置在环形导流流道51底部的第二磁吸环52，第二磁吸环52的尺寸与第一磁吸环121的尺寸相适配，环形导流结构通过第二磁吸环安装在第一磁吸环121和/或固定铁环112上，此处的相适配指的是第二磁吸环52与第一磁吸环121的径向尺寸相同或相近，使得二者能够以圆周相贴合的方式，通过磁力直接或间接地连接在一起，可以理解的是，固定铁环112与第一磁吸环121对应设置，尺寸相适配，故第二磁吸环52与固定铁环112的尺寸也相适配，由于第二磁吸环52也具有磁性，因此其与第一磁吸环121的连接可以是直接连接，也可以是通过安装于固定铁环112而与第一磁吸环121间接连接，此结构便于拆装，有利于提高加工效率。
48.在一些实施方式中，旋转机构包括转轴21和驱动转轴21转动的第二驱动件22，转轴21与承载机构连接，具体地，在本实施例中，转轴21连接于吸附盘12的底部中心位置，转轴21的中轴线、吸附盘12的中轴线、承载盘11的中轴线以及安装固定后的硅晶圆7的中轴线可以为同一轴线，当转轴21在第二驱动件22的驱动下转动，将带动吸附盘12、承载盘11以及硅晶圆7同轴地旋转，第二驱动件22可以是常用的能够输出扭矩的驱动元件、装置或设备，包括但不限于电机、伺服电机等，有利于控制成本。
49.在本实施例中，第二驱动件22驱动转轴21转动的转速为100-1000转每分钟，有利于满足不同的腐蚀需求。
50.在本实施例中，喷液机构中，第一驱动件32驱动喷液管31在承载盘11上方沿承载盘11径向移动时，喷液管31移动路径的长度大于硅晶圆7的半径，以使硅晶圆7在旋转时，喷液管31的喷液范围能够将硅晶圆7完全覆盖，第一驱动件32可以是常用的能够输出位移的驱动元件、装置或设备，包括但不限于气缸、电缸、电机提供动力的齿轮齿条结构等，喷液管31在第一驱动件32作用下沿硅晶圆7的径向往复运动，通过喷液管31与硅晶圆7的旋转动作配合，有利于进一步提高腐蚀的均匀程度，提高产品质量。
51.综上所述，本技术实施例提供的硅晶圆腐蚀装置，通过旋转机构带动安放于承载机构的硅晶圆转动，喷液机构朝向承载机构上的硅晶圆喷液，通过喷液管与旋转机构的配合使得喷液均匀，集液流道与旋转机构配合及时回收液体，使腐蚀均匀，既能够与硅晶圆的
机械减薄工序配合进一步对硅晶圆进行减薄，又有效消除了硅晶圆背面所受的机械损伤，有利于提高柔性硅芯片加工成品率，增加柔性芯片产品可靠性，提高制造效率，具有结构巧妙、实用性强、控制精度高等特点。
52.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行调整。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效改变仍应由本技术的权利要求所涵盖。