專利名稱：：硅片腐蝕單面保護夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種硅片腐蝕單面保護夾具，適用于集成電路以及微機電系統(tǒng)(MEMS)制造中的濕法、電化學(xué)化學(xué)腐蝕工藝。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體集成電路和微機電系統(tǒng)(MEMS)制造的工藝過程中，濕法腐蝕工藝一直是一種去除材料的工藝方式，被廣泛應(yīng)用。隨著集成電路及微機電系統(tǒng)(MEMS)制造工藝的發(fā)展，傳統(tǒng)的只在硅片單面進行加工的方式已不能滿足需求。特別是MEMS工藝制造中，硅片的兩面均需要加工，硅片兩面工藝的條件通常不相同，當(dāng)對硅片一面進行化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕時，而硅片另一面的圖形結(jié)構(gòu)不能被腐蝕，必須進行保護，因而出現(xiàn)了硅片腐蝕單面保護的技術(shù)。這類硅片單面腐蝕技術(shù)，要使硅片在80'C、強腐蝕性的氫氧化鉀(KOH)溶液中長時間浸泡，一般多采用如苯丙環(huán)丁烯、蠟以及超厚的光阻材料等來保護硅片的一面。但這些材料都有局限性，比如，苯丙環(huán)丁烯在腐蝕工藝后，很難去除；蠟很臟，在腐蝕處理工藝，也難以去除；光阻材料由于其在腐蝕環(huán)境中不能支持太久，這些材料的使用都不利于隨后的工藝。還有一點，這些材料的使用使工藝環(huán)節(jié)增多，如首先需要進行旋涂工藝，接著固化，然后進行氫氧化鉀(KOH)溶液腐蝕工藝，最后還要進行涂層的去除清洗工藝，通常，這一環(huán)節(jié)采用的清除溶劑對硅片需要保護的一面會造成損壞，使硅片的成品率不高。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述硅片單面腐蝕中存在的問題，即保護材料難以清除、成品率低的問題，本發(fā)明提供了一種硅片腐蝕單面保護夾具，其包括有主體密封座(1)、密封蓋(3)、內(nèi)部加強板(8)、氣導(dǎo)管(12)以及氣導(dǎo)連接件(16)，其中，主體密封座(1)和密封蓋(3)之間有緊固螺釘(2)及O型密封圈(4)，密封蓋(3)的密封槽內(nèi)有O型密封圈(5)，主體密封座(1)的密封槽內(nèi)有O型密封圈(6)，由主體密封座(1)、密封蓋(3)構(gòu)成的內(nèi)部空間裝載有內(nèi)部加強板(8)，氣導(dǎo)管(12)和氣導(dǎo)連接件(16)在主體密封座(1)外部，氣導(dǎo)連接件(16)和氣導(dǎo)管(12)的內(nèi)部有引出電極(13)，主體密封座(1)與氣導(dǎo)連接件(16)之間有氣導(dǎo)連接件螺母(15)、O型密封圈(10)、錐形聚四氟乙烯密封圈(14)以及引出電極壓緊彈簧(11)。所述主體辨封座(1)和所述密封蓋(3)的中部均開有一個比硅片直徑小的通孔。所述內(nèi)部加強板(8)的兩平面上有多個環(huán)形導(dǎo)氣槽，所述內(nèi)部加強板(8)的柱面上也有l(wèi)個環(huán)形導(dǎo)氣槽，兩條成十字形的槽將平面內(nèi)的環(huán)形導(dǎo)氣槽連通，兩平面最外環(huán)形導(dǎo)氣槽均有四個均勻分布的通孔與柱面上的環(huán)形導(dǎo)氣槽連通。所述內(nèi)部加強板(8)的兩平面平行，且表面粗糙度達0.4~3.2Mm。有益效果采用本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具后，與一般涂層單面腐蝕工藝相比，l)減少了工藝環(huán)節(jié)；2)由于沒采用涂層材料和去除涂層材料的化學(xué)試劑，避免了這些材料帶來的不利影響。另外，本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具具有以下特點1)內(nèi)部加強板(8)的兩平面均加工環(huán)形導(dǎo)氣槽，板的柱面也加工環(huán)形導(dǎo)氣槽，導(dǎo)氣槽之間有通孔(17)連通，使夾具內(nèi)部所有的空間連通；2)夾具外部加裝氣導(dǎo)管(12)與主體密封座內(nèi)部相連通，內(nèi)部空間通過氣導(dǎo)管(12)與溶液上方的大氣連通，化學(xué)溶液加熱后，其內(nèi)部空間氣體熱膨脹從導(dǎo)氣管排除；3)內(nèi)部加強板(8)的兩端面磨平，并平行，使待處理硅片的被保護面與加強板兩端面貼緊，在裝夾壓緊緊固過程，待處理硅片不易壓碎；4)本夾具使用一次可裝夾兩個待處理硅片。由于上述這些特點，在化學(xué)溶液加熱后，待處理硅片不會破裂或碎裂，從而提高了生產(chǎn)效率和成品率。表l生產(chǎn)效率和成品率比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖2是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的延A-—A向的剖視示意圖3是本發(fā)明夾具的主體密封座(1)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明夾具的密封蓋(3)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明夾具的內(nèi)部加強板(8)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明夾具的內(nèi)部加強板(8)延B—B向的剖視示意圖7是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的使用狀態(tài)示意圖。在圖l-7中，l為主體密封座，2為緊固螺釘，3為密封蓋，4為主體密封座與密封蓋間的O型密封圈，5為密封蓋與上硅片間的0型密封圈，6為主體密封座與下硅片間的0型密封圈，8為內(nèi)部加強板，IO為氣導(dǎo)連接件與主體密封座間的O型密封圈，ll為引出電極壓緊彈簧，12為氣導(dǎo)管，13為引出電極，14為錐形聚四氟乙烯密封圈，15為氣導(dǎo)連接件螺母，16為氣導(dǎo)連接件。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明為硅片腐蝕單面保護夾具，該夾具包括主體密封座(1)、密封蓋(3)、內(nèi)部加強板(8)、氣導(dǎo)管(12)以及氣導(dǎo)連接件(16)等幾個主要部分。圖1是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖，屈2是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的延A—A向的剖視示意圖。圖中，主體密封座(l)的總厚度一般為20~40mm，保證主體密封座(1)有足夠的強度，且不浪費材料。密封蓋(3)上的開孔直徑與主體密封座(1)的開孔直徑相同，其厚度應(yīng)一般大于15mm，能保證密封蓋(3)有足夠的強度。其中，主體密封座(1)、堅固螺釘(2)、密封蓋(3)、氣導(dǎo)管(12)、氣導(dǎo)連接件螺母(15)以及氣導(dǎo)連接件(16)的材質(zhì)均為聚四氟乙烯。引出電極(13)和引出電極壓緊彈簧(11)為可選項，在進行電化學(xué)腐蝕時，需要安裝；在化學(xué)腐蝕時，可以不安裝。圖3是本發(fā)明夾具的主體密封座(1)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在主體密封座(1)的內(nèi)部，在待處理硅片(參見圖7)即下硅片(9)和上硅片(7)與內(nèi)部加強板(8)之間的幾何空間中，其開孔直徑應(yīng)比硅片直徑大0.2-0.6mm，可有效限制位置，且利于裝夾靈活。待處理下硅片(9)暴露部分的直徑，即主體密封座(1)的下方開孔直徑，應(yīng)控制在比硅片直徑小8~15mm，可保證硅片進行腐蝕的有效面積，且利于加工主體密封座(1)的密封槽。圖4是本發(fā)明夾具的密封蓋(3)的內(nèi)面俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在密封蓋(3)的內(nèi)面加工有兩個圓形密封槽。待處理上硅片(7)暴露部分的直徑，即密封蓋(3)的開孔直徑應(yīng)比待處理硅片直徑小815mm，可保證硅片進行腐蝕的有效面積，且利于加工密封蓋(3)的內(nèi)密封|-浙槽。圖5是本發(fā)明夾具的內(nèi)部加強板(8)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本發(fā)明夾具的內(nèi)部加強板(8)延B-B向的剖視示意圖。內(nèi)部加強板(8)選用316不銹鋼材料，其直徑與待處理硅片的直徑相同，兩平面用磨床磨，至表面粗糙度達0.4~3.2這有利于與待腐蝕硅片的被保護面貼緊，在擰緊緊固螺釘(2)時待處理硅片不易壓碎。內(nèi)部加強板(8)的兩平面上，在比硅片直徑小815mm的直徑范圍內(nèi)加工多個環(huán)形導(dǎo)氣槽，內(nèi)部加強板(8)的柱面上也加工l個環(huán)形導(dǎo)氣槽。兩條成十字形的槽將平面內(nèi)的環(huán)形導(dǎo)氣槽連通，兩平面最外環(huán)形導(dǎo)氣槽均有四個均勻分布的通孔(17)與柱面環(huán)形導(dǎo)氣槽連通。內(nèi)部加強板(8)的厚度不宜太厚，在610mm即可，這樣，既有足夠的強度，又不使其太重。圖7是本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的使用狀態(tài)示意圖。本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具的具體使用方法為第一步，水平放置主體密封座(1)，把O型密封圈(6)嵌進主體密封座(1)內(nèi)的密封槽內(nèi)，在外部牽引引出電極(13)，壓縮引出電極壓緊彈簧(11)，使引出電極(13)縮進。把待處理下硅片(9)安放進主體密封座(1)，其被保護面向上。第二步，把內(nèi)部加強板(8)平穩(wěn)的放進主體密封座(1)，內(nèi)部加強板(8)的下平面與待處理下硅片(9)的上平面接觸。第三步，把待處理上硅片(7)安放進主體密封座(1)，其被保護面向下，并與內(nèi)部加強板(8)的上平面接觸。第四步，把O型密封圈(4)和O型密封圈(5)嵌進密封蓋(3)的密封槽內(nèi)，然后安裝密封蓋(3)到主體密封座(1)內(nèi)。第五步，用8顆緊固螺釘(2)將密封蓋(3)與主體密封座(1)緊固，則0型密封圈(4)、O型密封圈(5)、O型密封圈(6)被壓緊，起密封作用。這時，不再牽引引出電極(13)，引出電極壓緊彈簧(11)會彈出引出電極(13)與內(nèi)部加強板(8)接觸。至此，待處理硅片裝夾完畢。接下來，把整個裝置放進需腐蝕的溶液中，氣導(dǎo)管(12)及引出電極(13)向上，氣導(dǎo)管(12)的末端保持在溶液外，然后進行腐蝕工藝步驟。待腐蝕工藝步驟完畢，從需腐蝕的溶液取出裝置，用去離子水沖洗后，按照前五步相反的順序取出硅片。權(quán)利要求1.一種硅片腐蝕單面保護夾具，其特征在于包括有主體密封座(1)、密封蓋(3)、內(nèi)部加強板(8)、氣導(dǎo)管(12)以及氣導(dǎo)連接件(16)，其中，主體密封座(1)和密封蓋(3)之間有緊固螺釘(2)及O型密封圈(4)，密封蓋(3)的密封槽內(nèi)有O型密封圈(5)，主體密封座(1)的密封槽內(nèi)有O型密封圈(6)，由主體密封座(1)、密封蓋(3)構(gòu)成的內(nèi)部空間裝載有內(nèi)部加強板(8)，氣導(dǎo)管(12)和氣導(dǎo)連接件(16)在主體密封座(1)外部，氣導(dǎo)連接件(16)和氣導(dǎo)管(12)的內(nèi)部有引出電極(13)，主體密封座(1)與氣導(dǎo)連接件(16)之間有氣導(dǎo)連接件螺母(15)、O型密封圈(10)、錐形聚四氟乙烯密封圈(14)以及引出電極壓緊彈簧(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片腐蝕單面保護夾具，其特征在于所述主體密封座(1)和所述密封蓋(3)的中部均開有一個比硅片直徑小的通孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片腐蝕單面保護夾具，所述內(nèi)部加強板(8)的兩平面上有多個環(huán)形導(dǎo)氣槽，所述內(nèi)部加強板(8)的柱面上也有1個環(huán)形導(dǎo)氣槽，兩條成十字形的槽將平面內(nèi)的環(huán)形導(dǎo)氣槽連通，兩平面最外環(huán)形導(dǎo)氣槽均有四個均勻分布的通孔(17)與柱面上的環(huán)形導(dǎo)氣槽連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片腐蝕單面保護夾具，所述內(nèi)部加強板(8)的兩平面平行，且表面粗糙度達0.4~3.2pm。全文摘要本發(fā)明公開了一種硅片腐蝕單面保護夾具。該夾具包括有主體密封座、密封蓋、內(nèi)部加強板、氣導(dǎo)管以及氣導(dǎo)連接件等。通過其外部主體座密封式設(shè)計、內(nèi)部加強板的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加裝氣體導(dǎo)出裝置設(shè)計，使該夾具在濕法化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕工藝中，實現(xiàn)了硅片需要保護的一面與腐蝕液隔離，同時，解決了化學(xué)溶液加熱后硅片易破碎的問題，并且可一次裝夾兩個硅片，提高了生產(chǎn)效率和成品率。本發(fā)明的硅片腐蝕單面保護夾具可廣泛應(yīng)用于集成電路以及微機電系統(tǒng)(MEMS)制造中的濕法、電化學(xué)化學(xué)腐蝕工藝。文檔編號H01L21/306GK101403118SQ200810233039公開日2009年4月8日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日發(fā)明者馮志成,劉登華,嵐徐申請人:中國電子科技集團公司第二十四研究所