CN211350613U - 单片衬底用工艺夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工艺夹具，尤其是一种单片衬底用工艺夹具，属于衬底加工的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述单片衬底用工艺夹具，包括能支撑衬底的衬底托盘以及与所述衬底托盘固定连接的托盘手柄，在所述衬底托盘内设置若干漏液孔，所述漏液孔贯通衬底托盘；通过托盘手柄能带动衬底托盘上的衬底进行所需的运动，通过漏液孔加速液体流动，以平衡浸没在溶液内衬底上的液体压力。本实用新型结构紧凑，能满足单片衬底的手工处理需求，提高工艺中对衬底上薄膜结构的压力平衡保护，提高对单片衬底的手工处理便捷性，减少衬底在工艺中产生污染，提高对单片衬底处理的可靠性。

Description

单片衬底用工艺夹具

技术领域

本实用新型涉及一种工艺夹具，尤其是一种单片衬底用工艺夹具，属于衬底加工的技术领域。

背景技术

本技术领域人员周知，在半导体的加工中，需要对衬底进行所需工艺处理，对衬底进行处理的工艺可包括显影工艺、清洗工艺或腐蚀工艺。目前，存在对单片的衬底进行手工处理的工艺场景，而在对单片的衬底进行显影或腐蚀等工艺时，存在手工操作困难，无法有效达到工艺处理的目的，特别是对衬底上具有薄膜结构的情况，在工艺过程中无法有效保护衬底上薄膜结构的压力平衡；同时，在单片工艺过程中，还易污染衬底，进而导致工艺后的衬底无法使用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种单片衬底用工艺夹具，其结构紧凑，能满足单片衬底的手工处理需求，提高工艺中对衬底上薄膜结构的压力平衡保护，提高对单片衬底的手工处理便捷性，减少衬底在工艺中产生污染，提高对单片衬底处理的可靠性。

按照本实用新型提供的技术方案，所述单片衬底用工艺夹具，包括能支撑衬底的衬底托盘以及与所述衬底托盘固定连接的托盘手柄，在所述衬底托盘内设置若干漏液孔，所述漏液孔贯通衬底托盘；通过托盘手柄能带动衬底托盘上的衬底进行所需的运动，通过漏液孔加速液体流动，以平衡浸没在溶液内衬底上的液体压力。

所述衬底托盘呈圆形，在所述衬底托盘的外缘上凸设有手柄连接块，托盘手柄通过手柄连接块与衬底托盘固定连接，托盘手柄的长度方向与衬底托盘所形成的平面相互垂直。

在所述衬底托盘上设置限位环，所述限位环垂直分布在衬底托盘上，在限位环上设置至少一个环孔，所述环孔从限位环的端部垂直向衬底托盘的方向延伸。

所述环孔在限位环上呈对称分布，托盘手柄呈柱状，在托盘手柄上设置柱状手柄槽，托盘手柄的长度为270mm～285mm。

所述衬底托盘呈方形，在所述衬底托盘内设置若干盘体槽，在每个盘体槽的底部设置漏液孔，所述漏液孔贯通盘体槽的槽底。

所述盘体槽呈方形状，托盘手柄与衬底托盘的一侧固定，托盘手柄呈长条状。

托盘手柄邻近衬底托盘一端的厚度大于托盘手柄远离衬底托盘一端的厚度，在托盘手柄上设置条形手柄槽。

所述衬底包括硅衬底、SOI衬底或玻璃衬底。

所述衬底托盘以及托盘手柄均采用特氟龙制成。

本实用新型的优点：通过衬底托盘能对衬底进行支撑，通过托盘手柄能方便对衬底托盘进行操作，实现对衬底托盘上的衬底进行晃动，搅拌等操作，通过托盘手柄能避免对衬底进行工艺处理时，可以避免操作者与化学药剂的直接接触，既可以保证安全，又能避免污染衬底。漏液孔贯通衬底托盘，对衬底进行工艺处理时，需要将衬底完全浸没在溶液中；对具有薄膜结构的衬底，通过漏液孔能加速液体的流动，保持液体压力平衡；加速液体的流动可以让化学药剂快速扩散，提高反应效果，压力平衡是保护衬底上薄膜结构的重要条件，通过漏液孔对液体的流动，可以平衡衬底上下液体的压力，即能满足单片衬底的手工处理需求，提高工艺中对衬底上薄膜结构的压力平衡保护，提高对单片衬底的手工处理便捷性，减少衬底在工艺中产生污染，提高对单片衬底处理的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施结构示意图。

图2为本实用新型的另一种实施结构示意图。

附图标记说明：1-托盘手柄、2-衬底托盘、3-漏液孔、4-手柄连接块、5-环孔、6-限位环、7-柱状手柄槽、8-盘体槽以及9-条形手柄槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

为了能满足单片衬底的手工处理需求，提高工艺中对衬底上薄膜结构的压力平衡保护，提高对单片衬底的手工处理便捷性，减少衬底在工艺中产生污染，提高对单片衬底处理的可靠性，本实用新型包括能支撑衬底的衬底托盘2以及与所述衬底托盘2固定连接的托盘手柄1，在所述衬底托盘2内设置若干漏液孔3，所述漏液孔3贯通衬底托盘2；通过托盘手柄1能带动衬底托盘2上的衬底进行所需的运动，通过漏液孔3加速液体流动，以平衡浸没在溶液内衬底上的液体压力。

具体地，衬底包括硅衬底、SOI((Silicon-On-Insulator))衬底或玻璃衬底，衬底的类型可以根据需要进行选择，即为需要进行手工处理的衬底一般均可。通过衬底托盘2能对衬底进行支撑，一般地，衬底托盘2尺寸大于所支撑衬底的外径，以便衬底的整体能位于衬底托盘2上。托盘手柄1与衬底托盘2固定连接，通过托盘手柄1能方便拿持或带动衬底托盘2进行所需的运动，通过托盘手柄1能避免对衬底进行工艺处理时，可以避免操作者与化学药剂的直接接触，既可以保证安全，又能避免污染衬底。漏液孔3贯通衬底托盘2，一般地，对衬底进行工艺处理时，需要将衬底完全浸没在溶液中，对于具有薄膜结构的衬底，通过漏液孔3能加速液体的流动，保持液体压力平衡；加速液体的流动可以让化学药剂快速扩散，提高反应效果，压力平衡是保护衬底上薄膜结构的重要条件，通过漏液孔3对液体的流动，可以平衡衬底上下液体的压力。

本实用新型实施例中，由于衬底托盘2上存在大量的漏液孔3，且在对衬底进行处理时，存在晃动衬底的情况，因此，必定会存在至少一个漏液孔3未被衬底封堵的情况，利用未被封堵的漏液孔3即可实现对液体的流动，达到平衡衬底上下液体的压力的目的。

进一步地，所述衬底托盘2以及托盘手柄1均采用特氟龙制成。本实用新型实施例中，衬底托盘2以及托盘手柄1采用特氟龙(聚四氟乙烯)制成后，具有耐高温，抗酸碱，抗各种有机溶剂的特性，从而使得衬底托盘2以及托盘手柄1能适用于衬底显影、衬底的有机清洗、无机清洗以及腐蚀等过程中。一般地，衬底托盘2与托盘手柄1间可以采用螺纹连接，或螺丝连接等形式实现所需的固定连接，具体固定连接的形式可根据需要进行选择，此处不再赘述。

如图1所示，为衬底托盘2以及托盘手柄1间的具体配合的一种实施情况，具体地，所述衬底托盘2呈圆盘状，在所述衬底托盘2的外缘上凸设有手柄连接块4，托盘手柄1通过手柄连接块4与衬底托盘2固定连接，托盘手柄1的长度方向与衬底托盘2所形成的平面相互垂直。

本实用新型实施例中，衬底托盘2呈圆盘状，衬底托盘2的大小与所要支撑的衬底适配，即衬底托盘2要略大于所支撑的衬底7的外径。为了便于衬底托盘2与托盘手柄1间的连接，在衬底托盘2的外缘上凸设有手柄连接块4，托盘手柄1与手柄连接块4固定连接，如在手柄连接块4内设置螺接孔，托盘手柄1与手柄连接块4通过螺纹连接固定，从而能实现托盘手柄1与衬底托盘2间的连接。

具体实施时，托盘手柄1的长度方向与衬底托盘2所形成的平面相互垂直，从而通过托盘手柄1能方便带动衬底托盘2的运动，如实现对衬底托盘2上衬底的晃动，搅拌等。

进一步地，在所述衬底托盘2上设置限位环6，所述限位环6垂直分布在衬底托盘2上，在限位环6上设置至少一个环孔5，所述环孔5从限位环6的端部垂直向衬底托盘2的方向延伸。

本实用新型实施例中，限位环6垂直分布在衬底托盘2上，通过限位环6能在衬底托盘2上形成一圈围栏结构，漏液孔3贯通衬底托盘2，漏液孔3位于限位环6的内圈。当衬底置于衬底托盘2上时，利用限位环6能阻挡衬底，避免衬底在运动过程中从衬底托盘2上脱离。环孔5从限位环6的端部向衬底托盘2的方向延伸，一般地，环孔5的高度与限位环6的高度相一致，在限位环6上设置环孔5后，浸没衬底的溶液能通过环孔5进行溢流，加快化学药剂的扩散，提高反应效果。

具体实施时，所述环孔5在限位环6上呈对称分布，托盘手柄1呈柱状，在托盘手柄1上设置柱状手柄槽7，托盘手柄1的长度为270mm～285mm。本实用新型实施例中，环孔5呈对称分布，两个环孔5对应，能形成溶液流动的通道。托盘手柄1呈柱状，如圆柱状或棱柱状，以提高握持托盘手柄1的可靠性。柱状手柄槽7位于托盘手柄1远离衬底托盘2的一端，且柱状手柄槽7与衬底托盘2可分别位于托盘手柄1的两侧，利用柱状手柄槽7能便于托盘手柄1的放置与定位。托盘手柄1的长度为270mm～285mm，托盘手柄1的长度能保证衬底工艺处理过程中拿持的便捷性，又能保证操作过程中操作人员不会与溶液直接接触，提高操作人员的安全性。

如图2所示，为衬底托盘2与托盘手柄1间的具体配合的另一种实施情况，具体地，所述衬底托盘2呈方形，在所述衬底托盘2内设置若干盘体槽8，在每个盘体槽8的底部设置漏液孔3，所述漏液孔3贯通盘体槽8的槽底。

本实用新型实施例中，衬底托盘2还可以呈方形，当衬底托盘2呈方形时，在衬底托盘2内凹设有若干盘体槽8，在每个盘体槽8的槽底设置漏液孔3，漏液孔3贯通盘体槽8的槽底，衬底托盘2的尺寸可以根据需要进行选择设定，一般地，衬底托盘2大于衬底的外径，以便能对衬底进行有效支撑。

所述盘体槽8呈方形状，托盘手柄1与衬底托盘2的一侧固定，托盘手柄1呈长条状。本实用新型实施例中，当盘体槽8呈方形时，盘体槽8的边长可以为7mm，漏液孔3的孔径为3mm，具体尺寸可以根据实际需要进行选择，此处不再赘述。为了不影响对衬底的支撑，托盘手柄1位于托盘衬底2的一侧，托盘手柄1呈扁形的长条状，利用托盘手柄1的形状能方便握持托盘手柄1，提高通过托盘手柄1对托盘衬底2操作的便捷性与稳定性。

进一步地，托盘手柄1邻近衬底托盘2一端的厚度大于托盘手柄1远离衬底托盘2一端的厚度，在托盘手柄1上设置条形手柄槽9。本实用新型实施例中，通过对托盘手柄1的厚度设定，既能确保托盘手柄1的强度，又能确保通过托盘手柄1对衬底托盘2操作的便捷性与可靠性。条形手柄槽9与衬底托盘2位于托盘手柄1的同一侧，利用条形手柄槽9能实现对托盘手柄1减重，也能在使用后对托盘手柄1的放置。

由上述说明可知，利用衬底托盘2以及托盘手柄1可以实现对衬底进行显影、清洗或腐蚀等手工工艺处理，下面对具体的工艺过程进行说明。

显影：将衬底置于衬底托盘2上，并浸没在浓度为2.38％的TMAH(四甲基氢氧化铵)溶液中，对于大部分胶厚较薄的正胶来说，通过晃动、搅拌即可。对于胶厚较厚的负胶以及SU8系列胶，除了晃动搅拌还可选用合适的衬底托盘2将衬底用超声、水浴加热等方法处理以得到良好的显影效果。

清洗：选用合适的衬底托盘2以及器皿，对表面有脏污(残留的光刻胶及其他微粒)的衬底进行有机或无机清洗，通过有机溶液良好的溶解能力以及酸性溶液的氧化性消除脏污。在溶解过程中，浓度差越大，溶解速率越大，通过托盘手柄1在有机清洗过程中晃动溶剂，使得本在衬底附近产生的浓溶液迁移扩散，加大衬底附近溶液和沾污溶质的浓度差，促使溶解过程的进行。无机氧化清洗是化学反应，根据勒夏特列原理，在化学反应平衡时若降低反应产物浓度，则化学反应会趋向升高反应物浓度，即加快氧化沾污。漏液孔3可加快衬底附近溶液扩散，降低反应产物浓度，使化学反应趋向氧化沾污。

腐蚀：在衬底的各向异性腐蚀加工以及其他腐蚀加工过程中，需要用到浓度较高的KOH(49％)溶液和水浴(85℃)加热的环境，H2SO4(＞95％)衬底托盘2以及托盘手柄1具备的耐腐蚀耐高温特性，使其成为一个良好的承载工具。在腐蚀工艺中，反应产物会吸附在衬底表面阻碍反应继续，衬底平放在衬底托盘2中，使反应产物沉积到底部，不阻碍后续反应。

Claims (9)

1.一种单片衬底用工艺夹具，其特征是：包括能支撑衬底的衬底托盘(2)以及与所述衬底托盘(2)固定连接的托盘手柄(1)，在所述衬底托盘(2)内设置若干漏液孔(3)，所述漏液孔(3)贯通衬底托盘(2)；通过托盘手柄(1)能带动衬底托盘(2)上的衬底进行所需的运动，通过漏液孔(3)加速液体流动，以平衡浸没在溶液内衬底上的液体压力。

2.根据权利要求1所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述衬底托盘(2)呈圆形，在所述衬底托盘(2)的外缘上凸设有手柄连接块(4)，托盘手柄(1)通过手柄连接块(4)与衬底托盘(2)固定连接，托盘手柄(1)的长度方向与衬底托盘(2)所形成的平面相互垂直。

3.根据权利要求2所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：在所述衬底托盘(2)上设置限位环(6)，所述限位环(6)垂直分布在衬底托盘(2)上，在限位环(6)上设置至少一个环孔(5)，所述环孔(5)从限位环(6)的端部垂直向衬底托盘(2)的方向延伸。

4.根据权利要求3所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述环孔(5)在限位环(6)上呈对称分布，托盘手柄(1)呈柱状，在托盘手柄(1)上设置柱状手柄槽(7)，托盘手柄(1)的长度为270mm～285mm。

5.根据权利要求2所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述衬底托盘(2)呈方形，在所述衬底托盘(2)内设置若干盘体槽(8)，在每个盘体槽(8)的底部设置漏液孔(3)，所述漏液孔(3)贯通盘体槽(8)的槽底。

6.根据权利要求5所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述盘体槽(8)呈方形状，托盘手柄(1)与衬底托盘(2)的一侧固定，托盘手柄(1)呈长条状。

7.根据权利要求5所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：托盘手柄(1)邻近衬底托盘(2)一端的厚度大于托盘手柄(1)远离衬底托盘(2)一端的厚度，在托盘手柄(1)上设置条形手柄槽(9)。

8.根据权利要求1所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述衬底包括硅衬底、SOI衬底或玻璃衬底。

9.根据权利要求1所述的单片衬底用工艺夹具，其特征是：所述衬底托盘(2)以及托盘手柄(1)均采用特氟龙制成。

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