CN114210636B - 一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置及方法，涉及硅片加工技术领域，包括加工箱，加工箱的两侧通过气缸固定连接有盖板，且加工箱的内部固定连接有加工池，盖板的下表面固定连接有分隔架，分隔架的下表面转动连接有原料架，原料架的侧面安装有若干个原料卡板，原料架的内部安装有与若干个原料卡板相对应的锁紧架，分隔架的内部安装有水平调整结构，水平调整结构的输出端安装有驱动调整结构。本发明通过驱动调整结构，可以将装置在锁紧硅片和带动原料价旋转之间进行切换，并且在切换成旋转状态后，可以将硅片与加工池之间的清洗液之间发生旋转，从而可以实现扰动的目的，进而可以方便调整硅片氧化膜的腐蚀速率。

Description

一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置及方法

技术领域

本发明涉及硅片加工技术领域，具体为一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置及方法。

背景技术

在硅片的加工过程中，需要通过清洗工艺将硅片的氧化膜进行去除，在清洗工艺中，通常采用各种酸充当清洗液对氧化膜进行反应，在清洗的过程中，通过控制清洗液的温度和扰动程度，从而可以控制氧化膜的腐蚀速率。

经检索，中国专利公开了一种用于硅片表面制样的表面处理及腐蚀的工艺和装置（公开号：CN103165407B），该专利的工艺中含有臭氧进入密封的腐蚀腔体内，与硅片表面接触，将硅片表面氧化成致密的氧化膜工序。装置中包括：腐蚀腔体(1)、盖罩(2)，腔体内设有硅片台(4)及通臭氧或氮气入口(1-1)、由氮气作为载体的HF气体入口(1-2)、以及排气孔(1-4)，还包括外设的HF容器(5)，所述的通臭氧或氮气的入口(1-1)串接阀门V2、流量调节阀MFC1，MFC1的另一端接三通，三通的一端接氮气管路，三通的另一端接臭氧管路的出口。

现有的硅片的氧化膜在去除时，所使用的装置不方便在清洗液和硅片之间制造扰动，导致不方便针对需求调节氧化膜的调节速率，并且现有装置的硅片安装部位较少，并且安装硅片的效率较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置及方法，解决以下技术问题：

如何在清洗液与硅片之间制造可调节的扰动，从而提高硅片养护膜的腐蚀速率；

如何快速将多个硅片与装置进行组装，进而提高装置的加工效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置，包括加工箱，所述加工箱的两侧均固定连接有若干个气缸，且加工箱的内部固定连接有加工池，所述加工箱内部靠近加工池的侧面安装有清洗液供应结构和清洗液排放结构，用于将清洗液注入到加工池中，若干个所述气缸的输出端之间固定连接有盖板，所述盖板的下表面固定连接有分隔架，所述分隔架的下表面转动连接有延伸至加工池内部的原料架，所述原料架的侧面安装有若干个原料卡板，所述原料架的内部安装有锁紧架，锁紧架与对应的原料卡板相配合，可以将硅片进行夹持，所述分隔架的内部安装有水平调整结构，所述水平调整结构的输出端安装有驱动调整结构，所述驱动调整结构可在原料架与锁紧架之间进行调节，在与锁紧架相连接时，用于将硅片与原料卡板和锁紧架进行拆卸，在与原料架相连接时，用于带动原料架进行转动，从而在清洗液与硅片之间制造可控的扰动。

作为本发明进一步的方案：该腐蚀装置还包括若干个支撑架，所述支撑架包括组装板，所述组装板的侧面固定连接有若干个竖直分布的衬托板，且组装板的侧面固定连接有把手，所述衬托板的上表面均嵌入连接有吸附件。

作为本发明进一步的方案：若干个所述原料卡板呈若干列等距分布在原料架的外侧，支撑架中的衬托板通过吸附件与每列原料架的下表面吸附连接，从而将各个原料架的下侧空间进行阻隔，并且方便将硅片进行放置。

作为本发明进一步的方案：所述驱动调整结构包括与水平调整结构输出端相连接的液压杆，液压杆的输出端朝下且固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有第三驱动轴，所述第三驱动轴的外侧滑动连接有连接轴，且第三驱动轴与连接轴之间固定连接有第一弹性件。

作为本发明进一步的方案：所述驱动调整结构还包括第一驱动轴和第二驱动轴，所述第一驱动轴与原料架固定连接，所述第二驱动轴与锁紧架相连接，分别方便驱动调整结构操控原料架和锁紧架的转动，所述第一驱动轴和第二驱动轴的顶端均开设有卡槽。

作为本发明进一步的方案：所述第三驱动轴和两组卡槽均为棱柱形，且第三驱动轴的尺寸与两组卡槽的尺寸相适配。

作为本发明进一步的方案：所述锁紧架包括与第二驱动轴相连接的连接辊和若干个滑动卡板，若干个所述滑动卡板均与原料架滑动连接且分别设置在对应原料卡板的一侧。

作为本发明进一步的方案：所述连接辊的侧面转动连接有若干个传动杆，所述传动杆远离连接辊的一端均转动连接有转动管，若干个所述转动管分别滑动连接在对应滑动卡板的外侧，且若干个转动管与对应的滑动卡板之间均固定连接有第二弹性件，通过设置转动管和第二弹性件，可以在各个传动杆运动轨迹相同时，改变对应滑动卡板的滑动轨迹。

作为本发明进一步的方案：若干个所述滑动卡板位于原料架内部一端的外侧均固定连接有限位件，限位件用于限制滑动卡板的移动长度，从而方便将硅片进行夹持。

作为本发明进一步的方案：所述加工箱内部靠近加工池的一侧固定连接有输送机构，所述输送机构的输出端固定连接有连接管，所述连接管的顶端固定连接有耐腐蚀管，所述耐腐蚀管的底端延伸至加工池内部底端的一侧，从而方便将加工池内部的清洗液进行扰动，将其转换为螺旋流动的状态，从而提高氧化膜腐蚀的速率。

作为本发明进一步的方案：所述加工池的内部设置有梯形的裙板，用于减少加工池内壁上的清洗液滞留，所述裙板的侧面开设有若干个汇聚槽，且汇聚槽侧面位于两组汇聚槽之间的部位均设置向两侧倾斜的倾斜面，用于将清洗液进行汇聚。

本发明还公开了一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的方法，包括以下步骤：

步骤一：将各个支撑架分别与每列的原料卡板进行组装，再将各个硅片放置在支撑架与原料卡板之间；

步骤二：将驱动调整结构中的连接轴与第二驱动轴进行组装，带动各个滑动卡板移动，将硅片夹持在滑动卡板与原料卡板之间，再将支撑架与各个原料卡板进行分离；

步骤三：将驱动调整结构中的连接轴与第一驱动轴进行组装，再启动气缸，将原料架下降至加工池中；

步骤四：将清洗液输送至加工池中，启动输送机构和驱动调整结构，将清洗液与硅片之间制造旋转扰动。

本发明的有益效果：

本发明中装置设置有若干个原料卡板和滑动卡板，可以同时将若干个硅片进行夹持，从而方便同时对多个硅片进行处理，并且本发明中还设置有与原料卡板配对的支撑架，支撑架可以将各个原料卡板的下侧进行支撑，从而方便将若干个硅片与原料卡板进行组装，并且在组装完成后，通过将驱动调整结构与第二驱动轴进行组装，即可带动各个滑动卡板将硅片进行夹持，综上所述，本发明可以更加方便同时对多个硅片进行组装，并且在组装时，可以防止硅片与装置脱落；

另一方面，通过驱动调整结构，可以将装置在锁紧硅片和带动原料价旋转之间进行切换，结构简单，切换方便，并且在切换成旋转状态后，可以将硅片与加工池之间的清洗液之间发生旋转，从而可以实现扰动的目的，进而可以方便调整硅片氧化膜的腐蚀速率；

进一步的，在加工池的内部一侧设置有耐腐蚀管，可以带动加工池内部的清洗液发生旋转，从而可以进一步的增大扰动幅度，并且扰动幅度均在可控范围内，调节更加方便。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明中原料架的剖视图；

图4是本发明中驱动调整机构的连接示意图；

图5是本发明中锁紧架的俯视图；

图6是本发明中支撑架的立体图；

图7是本发明中裙板的局部剖视图。

图中：1、加工箱；2、气缸；3、盖板；4、分隔架；5、水平调整结构；6、驱动调整结构；7、原料架；8、原料卡板；9、加工池；10、锁紧架；11、裙板；12、连接管；13、耐腐蚀管；14、输送机构；15、支撑架；61、驱动电机；62、第三驱动轴；63、连接轴；64、第一弹性件；65、卡槽；66、第一驱动轴；67、第二驱动轴；101、连接辊；102、滑动卡板；103、限位件；104、转动管；105、第二弹性件；106、传动杆；151、组装板；152、衬托板；153、吸附件；154、把手；111、汇聚槽；112、倾斜面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2所示，本发明为一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置，包括加工箱1，加工箱1的两侧均固定连接有若干个气缸2，且加工箱1的内部固定连接有加工池9，加工箱1内部靠近加工池9的侧面安装有清洗液供应结构和清洗液排放结构，用于将清洗液注入到加工池9中，若干个气缸2的输出端之间固定连接有盖板3，盖板3的下表面固定连接有分隔架4，分隔架4的下表面转动连接有延伸至加工池9内部的原料架7，原料架7的侧面安装有若干个原料卡板8，原料架7的内部安装有锁紧架10，锁紧架10与对应的原料卡板8相配合，可以将硅片进行夹持，分隔架4的内部安装有水平调整结构5，水平调整结构5的输出端安装有驱动调整结构6，驱动调整结构6可在原料架7与锁紧架10之间进行调节，在与锁紧架10相连接时，用于将硅片与原料卡板8和锁紧架10进行拆卸，在与原料架7相连接时，用于带动原料架7进行转动，从而在清洗液与硅片之间制造可控的扰动。

加工箱1内部靠近加工池9的一侧固定连接有输送机构14，输送机构14的输出端固定连接有连接管12，输送机构14可采用液体或者气体中的任一状态介质，在采用液体时，可采用与清洗液材质相同的液体，在采用气体时，可采用任一惰性气体，连接管12的顶端固定连接有耐腐蚀管13，耐腐蚀管13的底端延伸至加工池9内部底端的一侧，从而方便将加工池9内部的清洗液进行扰动，将其转换为螺旋流动的状态，从而提高氧化膜腐蚀的速率。

请参阅图3-图5所示，驱动调整结构6包括与水平调整结构5输出端相连接的液压杆，液压杆的输出端朝下且固定连接有驱动电机61，驱动电机61的输出端固定连接有第三驱动轴62，第三驱动轴62的外侧滑动连接有连接轴63，且第三驱动轴62与连接轴63之间固定连接有第一弹性件64。

驱动调整结构6还包括第一驱动轴66和第二驱动轴67，第一驱动轴66与原料架7固定连接，第二驱动轴67与锁紧架10相连接，分别方便驱动调整结构6操控原料架7和锁紧架10的转动，第一驱动轴66和第二驱动轴67的顶端均开设有卡槽65。

第三驱动轴62和两组卡槽65均为棱柱形，且第三驱动轴62的尺寸与两组卡槽65的尺寸相适配。

锁紧架10包括与第二驱动轴67相连接的连接辊101和若干个滑动卡板102，若干个滑动卡板102均与原料架7滑动连接且分别设置在对应原料卡板8的一侧。

连接辊101的侧面转动连接有若干个传动杆106，传动杆106远离连接辊101的一端均转动连接有转动管104，若干个转动管104分别滑动连接在对应滑动卡板102的外侧，且若干个转动管104与对应的滑动卡板102之间均固定连接有第二弹性件105，通过设置转动管104和第二弹性件105，可以在各个传动杆106运动轨迹相同时，改变对应滑动卡板102的滑动轨迹。

若干个滑动卡板102位于原料架7内部一端的外侧均固定连接有限位件103，限位件103用于限制滑动卡板102的移动长度，从而方便将硅片进行夹持，限位件103侧面的弧度与原料架7内壁的弧度相同，用于方便两者进行贴合。

请参阅图6所示，该腐蚀装置还包括若干个支撑架15，支撑架15包括组装板151，组装板151的侧面固定连接有若干个竖直分布的衬托板152，且组装板151的侧面固定连接有把手154，衬托板152的上表面均嵌入连接有吸附件153，原料卡板8的材质采用具有磁性的金属材质，用于与吸附件153进行吸附连接

若干个原料卡板8呈若干列等距分布在原料架7的外侧，支撑架15中的衬托板152通过吸附件153与每列原料架7的下表面吸附连接，从而将各个原料架7的下侧空间进行阻隔，并且方便将硅片进行放置，原料卡板8与滑动卡板102之间对应的部位均开设有用于卡接硅片的连接部位，用于增大硅片在夹持时的稳定度，并且支撑架15中的衬托板152的上表面设置有凸出部位，凸出部位的高度与对应连接部位的高度相同，从而方便将安装的硅片保持在水平状态，从而方便滑动卡板102将其进行夹持。

请参阅图7所示，加工池9的内部设置有梯形的裙板11，用于减少加工池9内壁上的清洗液滞留，裙板11的侧面开设有若干个汇聚槽111，且汇聚槽111侧面位于两组汇聚槽111之间的部位均设置向两侧倾斜的倾斜面112，用于将清洗液进行汇聚。

本发明的工作原理：

将各个支撑架15分别与每列的原料卡板8进行组装，在组装时，将支撑架15中的各个衬托板152分别与各列的原料卡板8通过吸附进行组装，通过各个衬托板152，即可对各个原料卡板8下侧的空间进行支撑，再将各个硅片放置在支撑架15与原料卡板8之间，在放置时，通过衬托板152，即可将对应的硅片进行支撑；

将驱动调整结构6中的连接轴63与第二驱动轴67进行组装，在组装时，启动液压杆，将连接轴63移动至第二驱动轴67的上侧，随后启动水平调整结构5，将连接轴63与第二驱动轴67的卡槽65对应，随后启动驱动电机61，带动连接轴63以20r/min的速度进行转动，随后启动液压杆，将连接轴63下降，连接轴63下降后，在未嵌入到卡槽65中时，通过压缩第一弹性件64，可以沿着第三驱动轴62进行滑动，在连接轴63嵌入到卡槽65中后，即可通过第一弹性件64进行延伸，在组装完成后，随后驱动电机61正常转动，驱动电机61输出端的转动角度可根据不同尺寸的锁紧架10进行调整，第二驱动轴67带动连接辊101进行转动后，连接辊101转动后，通过传动杆106带动对应的转动管104进行转动，转动管104在转动后带动对应的滑动卡板102沿着原料架7进行滑动，原料架7在滑动时，若其外侧的限位件103与原料架7的内壁相接触，则停止滑动，同时通过压缩第二弹性件105与转动管104发生相对的滑动，各个滑动卡板102移动后，即可将硅片夹持在滑动卡板102与原料卡板8之间，随后再将支撑架15与各个原料卡板8进行分离；

再重复上述步骤，将驱动调整结构6中的连接轴63与第一驱动轴66进行组装，再启动气缸2，将原料架7下降至加工池9中；

将清洗液输送至加工池9中，启动输送机构14和驱动调整结构6，将清洗液与硅片之间制造旋转扰动，输送机构14在启动后，通过连接管12和耐腐蚀管13，将空气或者清洗液输送至加工池9中，将加工池9内部的清洗液转换为螺旋状态。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置，包括加工箱（1），所述加工箱（1）的两侧均固定连接有若干个气缸（2），且加工箱（1）的内部固定连接有加工池（9），若干个所述气缸（2）的输出端之间固定连接有盖板（3），其特征在于，所述盖板（3）的下表面固定连接有分隔架（4），所述分隔架（4）的下表面转动连接有延伸至加工池（9）内部的原料架（7），所述原料架（7）的侧面安装有若干个原料卡板（8），且原料架（7）的内部安装有与若干个原料卡板（8）相对应的锁紧架（10），所述分隔架（4）的内部安装有水平调整结构（5），所述水平调整结构（5）的输出端安装有驱动调整结构（6）；

该腐蚀装置还包括若干个支撑架（15），所述支撑架（15）包括组装板（151），所述组装板（151）的侧面固定连接有若干个竖直分布的衬托板（152），且组装板（151）的侧面固定连接有把手（154），所述衬托板（152）的上表面均嵌入连接有对应原料卡板（8）连接的吸附件（153）；

所述驱动调整结构（6）包括与水平调整结构（5）输出端相连接的液压杆，液压杆的输出端朝下且固定连接有驱动电机（61），所述驱动电机（61）的输出端固定连接有第三驱动轴（62），所述第三驱动轴（62）的外侧滑动连接有连接轴（63），且第三驱动轴（62）与连接轴（63）之间固定连接有第一弹性件（64）；

所述驱动调整结构（6）还包括第一驱动轴（66）和第二驱动轴（67），所述第一驱动轴（66）与原料架（7）固定连接，所述第二驱动轴（67）与锁紧架（10）相连接，所述第一驱动轴（66）和第二驱动轴（67）的顶端均开设有与连接轴（63）适配的卡槽（65）；

所述锁紧架（10）包括与第二驱动轴（67）相连接的连接辊（101）和若干个滑动卡板（102），若干个所述滑动卡板（102）均与原料架（7）滑动连接且分别设置在对应原料卡板（8）的一侧；

所述连接辊（101）的侧面转动连接有若干个传动杆（106），所述传动杆（106）远离连接辊（101）的一端均转动连接有转动管（104），若干个所述转动管（104）分别滑动连接在对应滑动卡板（102）的外侧，且若干个转动管（104）与对应的滑动卡板（102）之间均固定连接有第二弹性件（105）；

若干个所述滑动卡板（102）位于原料架（7）内部一端的外侧均固定连接有限位件（103）。

2.一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的方法，采用如权利要求1所述的一种提高硅片氧化膜腐蚀速率的腐蚀装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将各个支撑架（15）分别与各个原料卡板（8）进行组装，再将各个硅片放置在支撑架（15）与各个原料卡板（8）之间；

步骤二：将驱动调整结构（6）中的连接轴（63）与第二驱动轴（67）进行组装，带动各个滑动卡板（102）移动，将硅片夹持在滑动卡板（102）与原料卡板（8）之间，再将支撑架（15）与各个原料卡板（8）进行分离；

步骤三：将驱动调整结构（6）中的连接轴（63）与第一驱动轴（66）进行组装，再启动气缸（2），将原料架（7）下降至加工池（9）中；

步骤四：将清洗液输送至加工池（9）中，启动输送机构（14）和驱动调整结构（6），将清洗液与硅片之间制造旋转扰动。

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