CN109473375A - 一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体 - Google Patents
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Abstract
一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，包括药液槽，所述药液槽内部设有旋转装置；所述药液槽底部设有药液槽进液系统；所述药液槽外部设有循环冷却系统，所述循环冷却系统的进口与所述药液槽连接；所述循环冷却系统的出口与循环泵浦连接，所述循环泵浦与所述药液槽进液系统连接；所述循环冷却系统与设置在所述药液槽旁边的冷水机组冷却连接。本申请的有益效果是：通过药液的外部循环和冷却，保证了药液浓度的均匀性以及药液温度的均匀性；硅片旋转装置的设计，可以使先进入药液进行腐蚀的硅片先被取出，从而保证了各个硅片腐蚀时间的一致，刻蚀深度更均匀，减少刻蚀深度的极差。
Description
技术领域
本申请属于硅片湿法刻蚀技术领域，具体地说，涉及一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体。
背景技术
GPP是Glassivation passivation parts的缩写，是玻璃钝化类器件的统称。该产品就是在现有产品普通硅整流扩散片的基础上对拟分割的管芯P/N结面四周烧制一层玻璃，玻璃与单晶硅有很好的结合特性，使P/N结获得最佳的保护，免受外界环境的侵扰，提高器件的稳定性，信赖性极佳。
而半导体硅片刻蚀工艺是半导体器件制作过程中的重要工艺。硅片在经过光刻、显影等工艺流程后进行湿法刻蚀。为满足产品品质需要，要求刻蚀形成的沟槽深度具备均匀性，片内、片间及批次间的沟槽深度级差均控制在7μm之内。目前影响刻蚀深度的因素有：1、刻蚀槽腐蚀药液的浓度均匀性；2、刻蚀槽腐蚀药液的温度均匀性；3、硅片与药液接触时间的均匀性。为满足半导体产品对刻蚀深度的级差要求就需要设计人员兼顾考虑以上三点因素。
目前市面上的半导体湿法刻蚀设备绝大多数采用静止冷却槽加高速机械抖动的方式进行刻蚀工艺，其存在以下缺点：
1、静止槽中缺少药液循环，仅凭机械手抖动搅拌药液难以使药液均匀；
2、静止槽中仅依靠四周内置冷盘管控制药液温度会造成热场的不均匀，温度的偏差会直接影响片内的刻蚀深度级差；
3、传统的槽体设备，硅片在药液槽中无旋转等动作，造成硅片底部先进后出，片底部的槽刻蚀深度比片顶部要深，影响刻蚀深度级差。
发明内容
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，能够使药液的浓度、温度均匀，还能使不同位置的硅片刻蚀时间一致，避免因药液浓度、温度的不均匀以及刻蚀时间的不同对刻蚀均匀性造成的不良影响。
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，并采用以下技术方案来实现。
一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，包括药液槽，所述药液槽内部设有旋转装置；所述药液槽底部设有药液槽进液系统；所述药液槽外部设有循环冷却系统，所述循环冷却系统的进口与所述药液槽连接；所述循环冷却系统的出口与循环泵浦连接，所述循环泵浦与所述药液槽进液系统连接；所述循环冷却系统与设置在所述药液槽旁边的冷水机组冷却连接。
进一步的，所述循环泵浦与所述药液槽进液系统之间设有循环过滤器。
进一步的，所述循环冷却系统包括一个冷却槽；所述冷却槽与所述药液槽相连；所述冷却槽内均匀设有冷水管路，所述冷水管路的进口和出口均与所述冷水机组相连。
进一步的，所述药液槽进液系统的顶部设有均匀的进液孔。
进一步的，所述药液槽的四周内壁上设有药液槽冷却系统，所述药液槽冷却系统与所述冷水机组相连。
进一步的，所述药液槽冷却系统包括若干冷却盘，所述冷却盘由冷却盘管路构成，所述冷却盘管路的入口和出口均与所述冷水机组相连。
进一步的，所述旋转装置包括分别设置在所述药液槽底部两端的固定架，所述固定架的内侧均设有翻转支座；所述固定架上均设有传动机构，所述传动机构与对应的所述翻转支座固定连接；所述药液槽两端的侧壁外部均设有滚动调速马达，所述滚动调速马达与对应的所述传动机构传动连接；所述翻转支座的两端分别设有锁紧机构。
进一步的，所述固定架包括垂直设置的第一固定架和第二固定架；所述第一固定架设于所述第二固定架的外侧；所述药液槽侧壁上设有过孔，所述滚动调速马达的转轴穿过所述过孔后与电机端齿轮固定连接；所述第一固定架上设有第一过孔；所述第一过孔的外侧设有第一传动齿轮，内侧设有第二传动齿轮；所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮通过所述第一过孔固定连接；所述第一传动齿轮与所述电机端齿轮通过传动皮带连接；所述第二固定架上设有第二过孔；所述第二过孔的外侧设有支座端齿轮，内侧设有连接板；所述连接板与所述支座端齿轮通过所述第二过孔固定连接，所述连接板的底端与所述翻转支座固定连接；所述支座端齿轮与所述第二传动齿轮相互啮合。
进一步的，所述锁紧机构包括滑动设置在所述翻转支座上的滑动杆，所述滑动杆的下端设有滑块；所述滑块置于设置在所述翻转支座上的滑条内；所述滑块与所述滑条之间为高摩擦力滑动；所述滑动杆的上端与锁紧拨钮连接；所述槽体两端的滑动杆之间设有若干锁紧杆。
进一步的，所述高摩擦力滑动的具体结构为所述滑块与所述滑条的内壁压紧设置。
相较于现有技术仅药液槽四周冷却和内部搅拌的情况，本申请可以获得包括以下技术效果：通过药液的外部循环和冷却，保证了药液浓度的均匀性以及药液温度的均匀性，从而更有利于刻蚀的均匀性，减少刻蚀深度的极差；硅片旋转装置的设计，可以使先进入药液进行腐蚀的硅片先被取出，从而保证了各个硅片腐蚀时间的一致，刻蚀深度更均匀；硅片旋转装置的旋转搅动槽体内药液，更进一步均匀药液。
当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请挖沟槽槽体结构示意图。
图2是本申请旋转装置结构示意图。
图3是本申请旋转装置局部结构示意图。
图4是本申请翻转支座俯视示意图。
其中，图中：
1、排气系统；2、药液槽冷却系统；3、药液槽进液管路；4、冷水机组；5、循环过滤器；6、循环冷却系统；7、循环泵浦；8、排废液口；9、锁紧拨钮；10、电机端齿轮；11、滚动调速马达；12、传动皮带；13、支座端齿轮；14、第一传动齿轮；15、翻转支座；16、第二传动齿轮；17、滑槽；18、锁紧杆；19、第一固定架；20、第二固定架。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，包括药液槽，药液槽为上开口的容器，开口处设有排气系统1，用于排出药液槽内挥发出来的药液成分，药液成分具有腐蚀性或者毒性时，排气系统1负责对药液成分进行降毒、降腐蚀等处理，将处理后的符合环境标准的气体排放到空气中。药液槽内部设有旋转装置，用于承载硅片并将之在药液内进行旋转。
药液槽的四周内壁上设有药液槽冷却系统2，药液槽冷却系统由若干冷却盘组成。每个冷却盘管路的入口和出口均与设置在药液槽旁边的冷水机组4相连。冷水机组4内盛有冷水，冷水通过冷却盘管路的入口进入，流经冷却盘所有管路后从冷却盘管路出口流回冷水机组4内。在这个过程中对药液槽内的药液进行冷却。冷水机组4内设有冷却机构，用于将流回冷却机组的热水进行冷却，以保证冷水机组4内冷水的温度。
药液槽底部设有药液槽进液系统3，药液槽进液系统3的顶部设有均匀的孔用于进液，并保证进液的均匀性。药液槽外部设有循环冷却系统6，循环冷却系统6包括一个冷却槽。循环冷却系统6的冷却槽与药液槽相连，药液槽内药液通过连接管路进入冷却槽中。冷却槽内均匀设有冷水管路，冷水管路的进口和出口均与冷水机组4相连。冷水机组4内的冷水通过冷水管路入口进入冷水管路，沿冷水管路流经冷却槽后由冷水管路出口流回冷水机组4，从而达到冷却冷却槽内药液的目的。循环冷却系统6与冷水机组4的之间的冷却连接方式，除了上述将冷水通过管路流经冷却槽达到冷却药液的方式外，还可以将药液通过管路流经冷水机组的冷水区达到冷却药液的目的。
循环冷却系统6的冷却槽底部设有出口，出口通过连接管路与循环过滤器5相连，循环过滤器5通过连接管路与药液槽进液系统3相连。循环冷却系统6与循环过滤器5之间的连接管路上设有循环泵浦7，用于为整个药液的循环提供动力。循环过滤器5对外出循环的药液进行过滤，保证药液的纯净，进而保证药液槽内反应的稳定性。
各连接管路上视情况可都设有阀门，用于根据不同的需要进行流量的调节。
挖沟槽均匀腐蚀的槽体通过药液在药液槽及冷却槽之间不断的循环达到药液浓度及药液热场均匀的目的。采用均匀打孔的进液系统使药液在槽内更加均匀，流场稳定，不会产生局部药液浓度过高及局部药液过热等现象。排气系统1在设备进行刻蚀反应过程中及时抽出药液槽酸气，降低反应槽表面产生的热量。
如图2-3所示，旋转装置包括分别垂直设置在药液槽底部两端的第一固定架19和第二固定架20。两个固定架均固定在药液槽底部，且第一固定架19设于第二固定架20的外侧。药液槽侧壁上设有过孔侧壁外部设有滚动调速马达11，滚动调速马达11的转轴穿过过孔后与电机端齿轮10固定连接。第一固定架19上设有第一过孔，第一过孔的两侧分别设有两个齿轮，分别为外侧的第一传动齿轮14和内侧的第二传动齿轮16，第一传动齿轮14和第二传动齿轮16固定通过第一过孔固定连接。第一传动齿轮14与电机端齿轮10通过传动皮带12连接。第二固定架20上设有第二过孔。第二过孔的外侧设有支座端齿轮13，内侧设有连接板，连接板与支座端齿轮13通过第二过孔固定连接，连接板的底端与翻转支座15固定连接。支座端齿轮13与第二传动齿轮16相互啮合，翻转支座15为水平设置。
药液槽左右两端为对称结构。
当药液槽两端的滚动调速马达11同时动作时，带动电机端齿轮10转动，传动皮带12将动力传递给第一传动齿轮14，使其转动。由于第一传动齿轮14与第二传动齿轮16的固定连接结构，第二传动齿轮16随着第一传动齿轮14转动。又由于第二传动齿轮16与支座端齿轮13相互啮合，带动支座端齿轮13进行转动，从而带动连接板及翻转支座15进行翻转。
如图4所示，旋转装置还包括锁紧机构。锁紧机构包括滑动设置在翻转支座15上的滑动杆，滑动杆的下端设有滑块。两个翻转支座15的偏外侧位置均设有滑条17，滑条17内放有上述的滑块。滑块上垂直设有滑动杆，滑动杆的上端与锁紧拨钮9穿过设于连接板上的水平条形孔连接。两端的滑动杆之间设有若干锁紧杆。滑条17的两端分别设有一套锁紧机构。
挖沟槽时，将盛有硅片的长方体形容器置于旋转装置两端的翻转支座15上，通过移动锁紧拨钮带动锁紧杆前后移动，从而将硅片容器夹紧。滑块与滑条之间为高摩擦滑动，两端的摩擦力大于硅片及容器重力与药液槽内药液浮力相作用后的向下的力，以保证翻转动作时硅片及容器不会掉落。高摩擦滑动可以通过结构上的压紧设置以及滑条滑块接触面的粗糙度来调节。滑块与滑条17的内壁紧贴设置；滑块与滑条17的接触面均为粗糙面。
本申请的有益效果是：
相较于现有技术仅药液槽四周冷却和内部搅拌的情况，通过药液的外部循环和冷却，保证了药液浓度的均匀性以及药液温度的均匀性，从而更有利于刻蚀的均匀性，减少刻蚀深度的极差；
进液口均匀孔的设计，进一步使得药液浓度和温度更具均匀性；
通过旋转装置带动硅片旋转，不仅可以搅拌挖沟槽槽体内的药液，使之更均匀，还可以将硅片翻转，底部硅片和顶部硅片进行位置调换，使先进入药液的硅片最先取出，从而保证硅片腐蚀时间的一致性；
药液的均匀程度和硅片腐蚀时间的一致性都利于减少沟槽腐蚀深度的极差，从而提高整体挖沟槽品质。
以上对本申请实施例所提供的一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，不同厂商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，包括药液槽，其特征在于：所述药液槽内部设有旋转装置；所述药液槽底部设有药液槽进液系统(3)；所述药液槽外部设有循环冷却系统(6)，所述循环冷却系统(6)的进口与所述药液槽连接；所述循环冷却系统(6)的出口与循环泵浦(7)连接，所述循环泵浦(7)与所述药液槽进液系统(3)连接；所述循环冷却系统(6)与设置在所述药液槽旁边的冷水机组(4)冷却连接。
2.根据权利要求1所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述循环泵浦(7)与所述药液槽进液系统(3)之间设有循环过滤器(5)。
3.根据权利要求1所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述循环冷却系统(6)包括一个冷却槽；所述冷却槽与所述药液槽相连；所述冷却槽内均匀设有冷水管路，所述冷水管路的进口和出口均与所述冷水机组(4)相连。
4.根据权利要求1-3任一所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述药液槽进液系统(3)的顶部设有均匀的进液孔。
5.根据权利要求1所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述药液槽的四周内壁上设有药液槽冷却系统(2)，所述药液槽冷却系统(2)与所述冷水机组(4)相连。
6.根据权利要求6所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述药液槽冷却系统(2)包括若干冷却盘，所述冷却盘由冷却盘管路构成，所述冷却盘管路的入口和出口均与所述冷水机组(4)相连。
7.根据权利要求1所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述旋转装置包括分别设置在所述药液槽底部两端的固定架，所述固定架的内侧均设有翻转支座(15)；所述固定架上均设有传动机构，所述传动机构与对应的所述翻转支座(15)固定连接；所述药液槽两端的侧壁外部均设有滚动调速马达(11)，所述滚动调速马达(11)与对应的所述传动机构传动连接；所述翻转支座(15)的两端分别设有锁紧机构。
8.根据权利要求7所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述固定架包括垂直设置的第一固定架(19)和第二固定架(20)；所述第一固定架(19)设于所述第二固定架(20)的外侧；所述药液槽侧壁上设有过孔，所述滚动调速马达(11)的转轴穿过所述过孔后与电机端齿轮(10)固定连接；所述第一固定架(19)上设有第一过孔；所述第一过孔的外侧设有第一传动齿轮(14)，内侧设有第二传动齿轮(16)；所述第一传动齿轮(14)和所述第二传动齿轮(16)通过所述第一过孔固定连接；所述第一传动齿轮(14)与所述电机端齿轮(10)通过传动皮带(12)连接；所述第二固定架(20)上设有第二过孔；所述第二过孔的外侧设有支座端齿轮(13)，内侧设有连接板；所述连接板与所述支座端齿轮(13)通过所述第二过孔固定连接，所述连接板的底端与所述翻转支座(15)固定连接；所述支座端齿轮(13)与所述第二传动齿轮(16)相互啮合。
9.根据权利要求7所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述锁紧机构包括滑动设置在所述翻转支座(15)上的滑动杆，所述滑动杆的下端设有滑块；所述滑块置于设置在所述翻转支座(15)上的滑条(17)内；所述滑块与所述滑条(17)之间为高摩擦力滑动；所述滑动杆的上端与锁紧拨钮(9)连接；所述槽体两端的滑动杆之间设有若干锁紧杆。
10.根据权利要求9所述利于均匀腐蚀的挖沟槽槽体，其特征在于：所述高摩擦力滑动的具体结构为所述滑块与所述滑条(17)的内壁压紧设置。
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