專利名稱：：硅片腐蝕單面保護夾具的制作方法
技術領域：
：本發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(MEMS)制造中的濕法、電化學化學腐蝕工藝。
背景技術：
：在半導體集成電路和微機電系統(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，被廣泛應用。隨著集成電路及微機電系統(MEMS)制造工藝的發展，傳統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，當對硅片一面進行化學腐蝕或電化學腐蝕時，而硅片另一面的圖形結構不能被腐蝕，必須進行保護，因而出現了硅片腐蝕單面保護的技術。這類硅片單面腐蝕技術，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節增多，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，這一環節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。
發明內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)、內部加強板(8)、氣導管(12)以及氣導連接件(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)的密封槽內有O型密封圈(5)，主體密封座(1)的密封槽內有O型密封圈(6)，由主體密封座(1)、密封蓋(3)構成的內部空間裝載有內部加強板(8)，氣導管(12)和氣導連接件(16)在主體密封座(1)外部，氣導連接件(16)和氣導管(12)的內部有引出電極(13)，主體密封座(1)與氣導連接件(16)之間有氣導連接件螺母(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。所述內部加強板(8)的兩平面上有多個環形導氣槽，所述內部加強板(8)的柱面上也有l個環形導氣槽，兩條成十字形的槽將平面內的環形導氣槽連通，兩平面最外環形導氣槽均有四個均勻分布的通孔與柱面上的環形導氣槽連通。所述內部加強板(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)減少了工藝環節；2)由于沒采用涂層材料和去除涂層材料的化學試劑，避免了這些材料帶來的不利影響。另外，本發明的硅片腐蝕單面保護夾具具有以下特點1)內部加強板(8)的兩平面均加工環形導氣槽，板的柱面也加工環形導氣槽，導氣槽之間有通孔(17)連通，使夾具內部所有的空間連通；2)夾具外部加裝氣導管(12)與主體密封座內部相連通，內部空間通過氣導管(12)與溶液上方的大氣連通，化學溶液加熱后，其內部空間氣體熱膨脹從導氣管排除；3)內部加強板(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，在化學溶液加熱后，待處理硅片不會破裂或碎裂，從而提高了生產效率和成品率。表l生產效率和成品率比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1是本發明的硅片腐蝕單面保護夾具的整體結構俯視示意圖2是本發明的硅片腐蝕單面保護夾具的延A-—A向的剖視示意圖3是本發明夾具的主體密封座(1)的俯視結構示意圖4是本發明夾具的密封蓋(3)的仰視結構示意圖5是本發明夾具的內部加強板(8)的俯視結構示意圖6是本發明夾具的內部加強板(8)延B—B向的剖視示意圖7是本發明的硅片腐蝕單面保護夾具的使用狀態示意圖。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為內部加強板，IO為氣導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為氣導管，13為引出電極，14為錐形聚四氟乙烯密封圈，15為氣導連接件螺母，16為氣導連接件。具體實施例方式下面結合具體實施例及附圖，對本發明作進一步詳細說明。本發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)、內部加強板(8)、氣導管(12)以及氣導連接件(16)等幾個主要部分。圖1是本發明的硅片腐蝕單面保護夾具的整體結構俯視示意圖，屈2是本發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)、氣導管(12)、氣導連接件螺母(15)以及氣導連接件(16)的材質均為聚四氟乙烯。引出電極(13)和引出電極壓緊彈簧(11)為可選項，在進行電化學腐蝕時，需要安裝；在化學腐蝕時，可以不安裝。圖3是本發明夾具的主體密封座(1)的俯視結構示意圖。在主體密封座(1)的內部，在待處理硅片(參見圖7)即下硅片(9)和上硅片(7)與內部加強板(8)之間的幾何空間中，其開孔直徑應比硅片直徑大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是本發明夾具的密封蓋(3)的內面俯視結構示意圖。在密封蓋(3)的內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)的內密封|-浙槽。圖5是本發明夾具的內部加強板(8)的俯視結構示意圖，圖6是本發明夾具的內部加強板(8)延B-B向的剖視示意圖。內部加強板(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。內部加強板(8)的兩平面上，在比硅片直徑小815mm的直徑范圍內加工多個環形導氣槽，內部加強板(8)的柱面上也加工l個環形導氣槽。兩條成十字形的槽將平面內的環形導氣槽連通，兩平面最外環形導氣槽均有四個均勻分布的通孔(17)與柱面環形導氣槽連通。內部加強板(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是本發明的硅片腐蝕單面保護夾具的使用狀態示意圖。本發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)內的密封槽內，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，把內部加強板(8)平穩的放進主體密封座(1)，內部加強板(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，然后安裝密封蓋(3)到主體密封座(1)內。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，氣導管(12)及引出電極(13)向上，氣導管(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)、內部加強板(8)、氣導管(12)以及氣導連接件(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)的密封槽內有O型密封圈(5)，主體密封座(1)的密封槽內有O型密封圈(6)，由主體密封座(1)、密封蓋(3)構成的內部空間裝載有內部加強板(8)，氣導管(12)和氣導連接件(16)在主體密封座(1)外部，氣導連接件(16)和氣導管(12)的內部有引出電極(13)，主體密封座(1)與氣導連接件(16)之間有氣導連接件螺母(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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的硅片腐蝕單面保護夾具，所述內部加強板(8)的兩平面上有多個環形導氣槽，所述內部加強板(8)的柱面上也有1個環形導氣槽，兩條成十字形的槽將平面內的環形導氣槽連通，兩平面最外環形導氣槽均有四個均勻分布的通孔(17)與柱面上的環形導氣槽連通。4.根據權利要求1所述的硅片腐蝕單面保護夾具，所述內部加強板(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、內部加強板、氣導管以及氣導連接件等。通過其外部主體座密封式設計、內部加強板的結構設計和加裝氣體導出裝置設計，使該夾具在濕法化學腐蝕和電化學腐蝕工藝中，實現了硅片需要保護的一面與腐蝕液隔離，同時，解決了化學溶液加熱后硅片易破碎的問題，并且可一次裝夾兩個硅片，提高了生產效率和成品率。本發明的硅片腐蝕單面保護夾具可廣泛應用于集成電路以及微機電系統(MEMS)制造中的濕法、電化學化學腐蝕工藝。文檔編號H01L21/306GK101403118SQ200810233039公開日2009年4月8日申請日期2008年11月13日優先權日2008年11月13日發明者馮志成,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