CN217007078U - 刻蚀硅片用保持装置以及刻蚀硅片用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刻蚀硅片用保持装置，其包括用于分别容纳硅片的多个容纳部(110)，每个容纳部(110)包括：壳体，壳体界定用于容纳硅片的内部空间，所述壳体设置有至少一个第一开口(113)，第一开口(113)构造成将内部空间与外界连通，并且第一开口(113)的尺寸确定成允许刻蚀用液体经其通过但阻止硅片经其通过；和供硅片进出所述内部空间的第二开口(114)。本实用新型的保持装置由于包括多个容纳部，因此，可将多个不同的硅片分别放入不同的容纳部中进行刻蚀。此外，本实用新型还涉及一种刻蚀硅片用系统，其包括用于盛装刻蚀期间所用液体的至少一个浴池和能可分离地配装在每个所述浴池上的、上述的刻蚀硅片用保持装置。

Description

刻蚀硅片用保持装置以及刻蚀硅片用系统

技术领域

本实用新型涉及扫描电子显微镜制样领域，更具体地，涉及一种刻蚀硅片用保持装置以及一种刻蚀硅片用系统。

背景技术

目前，在扫描电子显微镜制样领域中，硅片的刻蚀是利用普通烧杯作为保持装置或容器来进行的，并且对于硅片的测试而言，平均一次测试需要对多个(例如5个)不同的硅片进行刻蚀。对于这些硅片，可针对不同的硅片采用不同的烧杯同时进行刻蚀，或者也可以在一个硅片刻蚀完成后再对另一硅片进行刻蚀。

在针对不同的硅片采用不同的烧杯进行刻蚀的情况下，以5个硅片为例，首先将每个硅片切成约8mm*8mm的大小，然后将这5个硅片分别放入5个不同的烧杯中并对烧杯进行编号，之后依次地向这5个烧杯中倒入HNO₃溶液进行刻蚀并且在刻蚀后对硅片进行清洗，将这两个步骤循环操作多次后，再依次向这5个烧杯中倒入HF溶液进行刻蚀并且之后对硅片进行清洗，其中，将这两个步骤也循环操作多次，然后将清洗后的硅片烘干并且用导电碳胶将烘干后的硅片粘贴在样品台上。

或者，也可以采用以下步骤针对每个硅片进行刻蚀：

A.将硅片切成约8mm*8mm的大小；

B.例如用镊子将切割好的硅片放入HNO₃溶液中进行刻蚀，并且在刻蚀后将硅片取出到烧杯中；

C.用纯水清洗经HNO₃溶液刻蚀的硅片；

D.多次重复步骤B和C；

E.将清洗后的硅片放入HF溶液中进行刻蚀，并且在刻蚀后将硅片取出到烧杯中；

F.用纯水清洗经HF溶液刻蚀的硅片；

G.多次重复步骤E和F；

H.将清洗后的硅片烘干；以及

I.用导电碳胶将烘干后的硅片粘贴在样品台上。

无论采用以上哪种方式同时对多个硅片进行刻蚀均存在缺陷。例如，采用这两种方式进行刻蚀，由于需要同时针对多个不同的烧杯进行操作，其刻蚀过程是十分繁琐复杂的。另外，采用这两种方式还存在安全隐患，这是因为，HNO₃溶液和HF溶液都是强酸、易腐蚀，若同时在多个烧杯中都充填HNO₃溶液和HF溶液来进行刻蚀，则实验人员在操作过程中需格外小心，否则很容易造成危险。为此，一般不建议同时准备多份HNO₃溶液和HF溶液进行操作，而是建议在一个硅片刻蚀完成后再对另一个硅片进行刻蚀。

然而，在一个硅片刻蚀完成后再对另一个硅片进行刻蚀显然将耗费大量样品制备时间，因为样品制备时间取决于样品的数量，其中，样品的数量越多，则所需的刻蚀时间就越长。例如，若1个硅片的制备时间为10分钟，则5个硅片的制备时间将达到50分钟。

另外，在依次手动操作不同的多个硅片时，镊子取放硅片的时间难以保证完全相同，并且因此刻蚀的时间难以精确控制，无法针对每次刻蚀而完全统一时间变量这一要素。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的缺陷中的至少一部分缺陷。

为此，根据本实用新型的一个方面，提供一种刻蚀硅片用保持装置，其包括用于分别容纳硅片的多个容纳部，每个所述容纳部包括：壳体，所述壳体界定用于容纳硅片的内部空间；和供所述硅片进出所述内部空间的第二开口。本实用新型的保持装置由于包括多个容纳部，因此，可将多个不同的硅片分别放入不同的容纳部中进行刻蚀。因此，可在仅采用一个保持装置或容器的情况下，对多个硅片同时进行刻蚀，而无需反复更换器具，从而简化了这个刻蚀过程，并且节省了刻蚀时间并且能确保针对每个硅片的刻蚀时间基本相同。

优选地，所述壳体设置有至少一个第一开口，所述第一开口构造成将所述内部空间与外界连通，并且所述第一开口的尺寸确定成允许液体经其通过但阻止所述硅片经其通过。这样，可例如将本实用新型的保持装置放置在盛装有刻蚀溶液或清洗液的浴池中，使得诸如刻蚀溶液(例如HNO₃溶液或HF溶液)或纯水的液体可经由至少一个第一开口进入各个容纳部中，并且从而对容纳部中的硅片进行刻蚀。当刻蚀步骤结束后，可通过使刻蚀溶液经由至少一个第一开口流出而排空各个容纳部。由于本实用新型仅采用同一份强酸刻蚀溶液对多个硅片进行刻蚀，进一步确保了操作安全并且确保了简单的操作。此外，本实用新型还能确保刻蚀时间的精确控制，从而进一步确保针对每个硅片的刻蚀时间基本相同。

在一个具体的实施例中，所述壳体包括底壁和自所述底壁延伸出的筒状的侧壁，所述底壁和所述侧壁一起限定出所述内部空间，所述侧壁的远离所述底壁的一端限定出所述第二开口，其中，所述壳体在以下位置上设置有至少一个所述第一开口：在所述底壁上；和/或在所述侧壁的至少与所述底壁连接的部分上。这里，术语“与所述底壁连接的部分”是指所述侧壁的靠近所述底壁的部分。

通过将至少一个第一开口设置在所述壳体的底壁上和/或在所述侧壁的至少与所述底壁连接的部分上，可以简单地通过将容纳部的至少一个第一开口浸入刻蚀所用液体中，而实现对硅片的刻蚀和清洗过程，并且能够通过简单地将容纳部提升到所述液体的上方而使位于各容纳部中的液体能仅在重力的作用下便经由相应的第一开口全部离开相应的容纳部。这进一步简化了刻蚀操作过程并且进一步保证了操作安全。

优选地，所述保持装置包括呈筛网形式的基板，其中，每个所述壳体的底壁形成为所述基板的一部分。

在一个具体的实施例中，多个所述容纳部彼此相邻地排布，相邻的两个所述容纳部的侧壁具有公共的侧壁部分，其中，每个所述侧壁具有设置在其上的多个所述第一开口。

在一个具体的实施例中，所述容纳部具有方体结构。

优选地，所述保持装置还包括用于将所述保持装置可拆卸地配装在刻蚀所用的浴池上的安装件，所述浴池用于盛装刻蚀用液体。这样，可方便地将保持装置安装在所述浴池上以及自所述浴池上分离。

优选地，所述安装件是构造成钩挂在所述浴池的边缘上的钩件。

优选地，所述保持装置由聚四氟乙烯制成。

根据本实用新型的另一方面，提供一种刻蚀硅片用系统，其包括用于盛装刻蚀用液体的至少一个浴池和能可拆卸地配装在每个所述浴池上的上述刻蚀硅片用保持装置。

根据本实用新型的刻蚀硅片用保持装置和相应的刻蚀硅片用系统的有益效果在于，其因包括用于容纳硅片的多个容纳部而可以同时对多个不同的硅片进行刻蚀，并且因此其操作简单安全并且可大量节约刻蚀时间，并且还可使不同硅片的强酸刻蚀时间基本相同。

附图说明

下面参照附图经由示例性实施例对本实用新型进行详细描述，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的刻蚀硅片用保持装置的示意图。

附图仅是示意性的，且并不一定按比例绘制。它们仅示出为了阐明本实用新型所必需的那些部分，而其它部分可能被省略或仅仅简单提及。除了附图中所示出的部件外，本实用新型还可以包括其它部件。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本实用新型实施例的刻蚀硅片用保持装置。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员来说明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的特征、实施例和优点仅作说明之用，不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的刻蚀硅片用保持装置100，其中，该保持装置100包括12个容纳部110。当然，应当理解，容纳部110的数量可以不同，该数量例如可以是2个至11个中的任一者或者它可以大于12个，这均落入本实用新型的保护范围内。

在所示实施例中，每个容纳部110均包括界定出用于容纳硅片的内部空间的壳体并且包括第二开口114，其中，硅片能经由第二开口114进出所述内部空间。

在本实施例中，在所述壳体上设置有至少一个第一开口113，优选设置有多个第一开口113。第一开口113构造成将所述内部空间与外界连通，并且所述第一开口113的尺寸确定成允许刻蚀用液体经其通过但阻止所述硅片经其通过，从而允许所述液体经其进出内部空间，并且阻止硅片经由第一开口113从内部空间脱出。例如，当将本实用新型的保持装置100放置在盛装有刻蚀所用液体的浴池中时，诸如刻蚀溶液(例如HNO₃溶液或HF溶液)或清洗用液体(例如纯水)的液体可经由至少一个第一开口113进入各个容纳部110中，并且对容纳部110中的硅片进行刻蚀或清洗。当刻蚀或清洗步骤结束后，可通过使所用液体经由至少一个第一开口113流出而将液体从各个容纳部110排出。

优选地，至少一个所述第一开口113设置在所述壳体的底部上。通过将至少一个第一开口113设置在壳体的底部上，可以简单地通过将容纳部110的至少一个第一开口113浸入刻蚀所用液体中，而实现对硅片的刻蚀和清洗过程，并且能够通过简单地将容纳部110提升到所述液体的上方而使位于各容纳部110中的液体能仅在重力的作用下而经由相应的第一开口113全部离开相应的容纳部110。这进一步简化了刻蚀操作过程，并节省了刻蚀时间。

如图所示，在一个具体的示例中，每个容纳部110的壳体均包括底壁111和自底壁111的一侧(在图中为上侧)延伸出的筒状的侧壁112，所述底壁111和所述侧壁112一起限定出所述内部空间，所述侧壁112的远离所述底壁111的一端(在图1中示出为侧壁的上端边缘)限定出所述第二开口114。当然，可以想到的是，该第二开口114也可设置在壳体的主体上，即呈设置在该壳体上的开口的形式。例如，该第二开口可设置在侧壁112上，优选但非限制性地设置在该侧壁的上部部分上。但还可以想到，该第二开口可设置在壳体的任何合适的位置处，只要其能实现硅片进出该容纳部的内部空间，并且不允许硅片在刻蚀过程期间从该保持装置100意外掉出即可。

为方便制造该保持装置并使该保持装置的结构更加简单，优选地，该保持装置100可包括基板120，该基板可呈筛网的形式，且优选呈平坦的筛网的形式。这意味着，基板120上设置有多个第一开口113，这些第一开口113优选均匀地设置在基板120上。这里，每个所述壳体的底壁111均形成为基板120的一部分并且侧壁112从该基板120的一侧(在图中为上侧)自该基板120向外延伸出，优选大致垂直于该基板120地延伸出。在这种情况下，底壁111自身具有多个第一开口113，从而当将容纳部110浸入所用液体中时，液体可直接经由底壁111上的第一开口113进入容纳部110的内部空间中，并且从而使内部空间中的硅片浸入该液体中，以便对硅片进行刻蚀或清洗，并且可通过简单地将保持装置100提升至液体上方而使内部空间中的液体通过重力的作用而经由底壁111上的第一开口113排出，而无需倾斜该保持装置100，这进一步保证了简单且安全的操作。

为了加快液体进出内部空间的速度，优选还可在该侧壁112上设置第一开口113。在这种情况下，该侧壁112优选至少在其靠近底壁111的位置处具有至少一个第一开口113。这样，液体不仅能经由底壁111上的第一开口113而且还能经由侧壁112上的第一开口113进出容纳部110。更优选地，该侧壁112自身也呈筛网的形式，这意味着，该侧壁112在其整体上包括多个第一开口113。更加优选地，这些第一开口113可均匀地分布在侧壁112上，从而，整个保持装置100呈漏网或筐的形式。

当然可以想到的是，该基板120也可以不呈筛网的形式，其可以具有更少数量的第一开口113，甚至，该基板120可以针对每个容纳部110而仅具有一个第一开口113。还可能的是，该基板120可以不包括任何的第一开口，并且在这种情况下，优选地，在侧壁112上设置有第一开口113。仍然可以想到的是，保持装置100可不包括任何的第一开口113，这样，可通过将液体直接倒入包含硅片的各个容纳部110中，并且之后可例如通过镊子等工具来放置和取出硅片，并且例如可通过倾斜保持装置等合适的方式而将容纳部110中的液体排出，这些均落入本实用新型的保护范围内。

在本实施例中，多个容纳部110可以彼此间隔地设置，从而使得它们不具有公共的侧壁部分。或者，多个容纳部110的可以彼此相邻地排布，例如彼此相邻地布置在所述基板120上，相邻的两个容纳部110的侧壁112具有公共的侧壁部分，并且优选地，每个侧壁112具有设置在其上的多个第一开口113。

为使保持装置100的结构更加简单且更容易制造，优选地，底壁111呈矩形且优选呈正方形，并且所述筒状的侧壁112的垂直于其轴线的横截面(即所述侧壁的沿平行于底壁的方向截取的横截面)呈矩形，优选呈正方形，其中，侧壁112具有与矩形的每个边相对应的侧面，所述公共的侧壁部分为其中一个所述侧面。优选地，所述容纳部具有方体结构。

在一个具体的示例中，所述保持装置100呈在顶面上开口的长方体的形状，所述基板120形成为所述长方体的底面，其中所述长方体的内部经由自所述底面垂直延伸出的至少一个第一隔板和与所述至少一个第一隔板垂直地自所述底面垂直延伸出的至少一个第二隔板分隔成多个正方体，每个所述正方体形成为一个所述容纳部110。尽管在图中示出第一和第二隔板的数量分别为两个和三个，但应当理解，第一隔板和第二隔板的数量可以不同，并且第一隔板和第二隔板也可以不垂直于彼此，并且，由这些第一和第二隔板所分隔成的容纳部的形状也不限于是正方体，其也可呈任何其他合适的形状如长方形等。

但应当理解，所述底壁可呈任何合适的形状并且所述侧壁的沿平行于底壁的方向截取的横截面可以具有任何其他合适形状，包括但不限于呈圆形、椭圆形、星形、心形、月牙型等形状，这均落入本实用新型的保护范围内。作为一种未示出的替代示例，基板可在其上设置多个孔口，这些孔口形成为容纳部的供硅片进出容纳部的第二开口，并且所述壳体的侧壁可围绕各自孔口的周边而远离基板地横向延伸出，并且底壁可在距离该基板的预定距离处与该基板间隔开地设置(例如底壁可沿大致平行于该基板的方向延伸)，从而每个容纳部呈自基板延伸出的井或凹坑的形式。当然还可以想到，所述多个容纳部可按任何合适的图案相对于彼此布置，只要能够实现对多个容纳部中的多个硅片进行同时刻蚀即可。

此外，容纳部110并且优选整个保持装置100可由能耐酸反应的任何材料制成，所述材料包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)。

此外，为方便将保持装置100安装在用于盛装刻蚀所用液体的浴池(未示出)中，所述保持装置100还可包括用于将所述保持装置可分离/可拆卸地配装在浴池上的安装件，所述安装件例如可以是构造成钩挂在所述浴池的边缘上的钩件130的形式。这样，可方便地将保持装置100安装在浴池上以及使其自浴池上分离。

本实用新型还涉及一种刻蚀硅片用系统，其包括用于盛装刻蚀所用液体的至少一个浴池和能可分离地配装在每个所述浴池上的上述刻蚀硅片用保持装置100。

在采用根据本实用新型的保持装置100、优选采用根据本实用新型的刻蚀硅片用系统进行硅片的刻蚀操作时，可例如按照如下步骤同时对多个硅片(例如5个、12个等)进行刻蚀：

A.将这些硅片切成约8mm*8mm的大小；

B.经由相应的第二开口114将切割好的硅片分别放入保持装置100的相应容纳部110中；

C.将保持装置100可分离地安装在盛装有HNO₃溶液的浴池中进行硅片的刻蚀，并且在刻蚀后将保持装置100提升到浴池中所含溶液的上方，从而通过溶液自身的重力并且必要时通过倾斜容纳部等操作而使溶液自第一开口113从容纳部110的内部空间排空；

D.将保持装置100可分离地安装在盛装有清洁液体如纯水的浴池中，或者可直接用清洁流体冲洗而对经HNO₃溶液刻蚀的硅片进行清洗；

E.多次重复步骤C和D；

F.将清洗后的硅片可分离地安装在盛装有HF溶液的浴池中进行硅片的刻蚀，并且在刻蚀后将保持装置100提升到浴池中所含溶液的上方，从而通过溶液自身的重力并且必要时通过倾斜容纳部而使溶液自第一开口113从容纳部110的内部空间排空；

G.将保持装置100可分离地安装在盛装有清洁流体如纯水的浴池中，或者可直接用清洁流体冲洗而对经HF溶液刻蚀的硅片进行清洗；

H.多次重复步骤F和G；

I.将清洗后的硅片烘干；以及

J.用导电碳胶将烘干后的硅片粘贴在样品台上。

综上所述，本实用新型的保持装置100具有以下优点：

-可将多个不同的硅片分别放入同一保持装置100的不同的容纳部110中以便进行刻蚀，因此，可在仅采用一个保持装置的情况下同时对多个硅片进行刻蚀，而无需反复更换器具，从而简化了刻蚀过程；

-用仅刻蚀一个硅片的时间刻蚀了多个硅片，从而大大节省了刻蚀时间并且还确保了对强酸刻蚀时间的精确控制，从而确保了针对每个硅片的刻蚀时间基本相同；以及

-用同一份强酸同时刻蚀多个不同硅片，从而大大提高了操作安全性。

虽然本实用新型以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种变动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求书所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述保持装置(100)包括用于分别容纳硅片的多个容纳部(110)，每个所述容纳部(110)包括：

壳体，所述壳体界定用于容纳硅片的内部空间，所述壳体设置有至少一个第一开口(113)，所述第一开口(113)构造成将所述内部空间与外界连通，并且所述第一开口(113)的尺寸确定成允许刻蚀用液体经其通过但阻止所述硅片经其通过；和

供所述硅片进出所述内部空间的第二开口(114)。

2.根据权利要求1所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述壳体包括底壁(111)和自所述底壁(111)延伸出的筒状的侧壁(112)，所述底壁(111)和所述侧壁(112)一起限定出所述内部空间，所述侧壁(112)的远离所述底壁(111)的一端限定出所述第二开口(114)。

3.根据权利要求2所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，至少一个所述第一开口(113)设置在所述壳体的底壁上。

4.根据权利要求3所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，在所述侧壁(112)的至少与所述底壁连接的部分上设置有至少一个所述第一开口(113)。

5.根据权利要求4所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述保持装置(100)包括呈筛网形式的基板(120)，其中，每个所述壳体的底壁(111)形成为所述基板(120)的一部分。

6.根据权利要求2所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，多个所述容纳部(110)彼此相邻地排布，相邻的两个所述容纳部(110)的侧壁(112)具有公共的侧壁部分，其中，每个所述侧壁(112)具有设置在其上的多个所述第一开口(113)。

7.根据权利要求6所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述容纳部具有方体结构。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述保持装置(100)还包括用于将所述保持装置(100)可拆卸地配装在浴池上的安装件，所述浴池用于盛装刻蚀用液体。

9.根据权利要求8所述的刻蚀硅片用保持装置(100)，其特征在于，所述安装件是构造成钩挂在所述浴池的边缘上的钩件(130)。

10.一种刻蚀硅片用系统，其特征在于，其包括用于盛装刻蚀用液体的至少一个浴池和能可拆卸地配装在每个所述浴池上的、根据权利要求1-9中任一项所述的刻蚀硅片用保持装置(100)。

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