旋转锗片/硅片碱腐蚀工艺及其专用设备制造技术

本发明专利技术公开了旋转锗片/硅片碱腐蚀工艺及其专用设备，设备中设有横梁，所述的横梁下方设有：搅拌机构：所述的横梁下方垂直设有转轴和反应槽，所述的转轴游离端连接转头；所述的转头为柱状，沿着其轴向延伸方向依次设有若干连接孔，所述的连接孔中可拆卸设有支撑杆，支撑杆为L型，游离端向下伸入反应槽内，并且通过连接柱连接承载器；升降机构：所述的横梁下方垂直设置升降杆，所述的升降杆下方连接升降立柱，立柱底部设有用于支承的基底。本发明专利技术使得反应碱腐蚀体系始终处于均匀状态，旋转木马结构突破了腐蚀对象的尺寸、形状的限制，且合理的空间设计保证产量最大化。通过调整碱腐蚀的原始工艺，使碱腐蚀系统具备大量生产任意形状、尺寸锗片/硅片的能力，以及避免人工操作带来的腐蚀不均匀问题，从而大大提高了锗片/硅片表面质量合格率和加工流程的效率。

Alkaline etching technology for rotating germanium wafers and silicon wafers and special equipment thereof

The invention discloses a rotary germanium / silicon base corrosion process and a special equipment, and a beam is provided in the equipment. A mixing mechanism is provided below the crossbeam: a rotating shaft and a reaction slot are vertically arranged below the cross beam, and the free end of the rotating shaft is connected to the head, and the turning head is a column shape and is arranged in the direction of the axial extension. There are several connecting holes which can be disassembled in the connecting hole, the support rod is L type, the free end is extended down into the reaction slot, and the loader is connected through the connecting column; the lifting mechanism is vertically arranged below the cross beam, the lifting column is connected under the lifting rod, and the bottom of the upright post is provided for support. The base. The invention makes the reaction alkali corrosion system always in the uniform state, and the structure of the Trojan horse breaks through the limitation of the size and shape of the corrosion object, and the reasonable space design ensures the maximum output. By adjusting the original process of alkali corrosion, the alkali corrosion system has the ability to produce a large amount of arbitrary shape, size of germanium / silicon, and avoid the inhomogeneous corrosion caused by manual operation, thus greatly improving the surface quality of the germanium sheet / silicon wafer and the efficiency of the processing flow.

【技术实现步骤摘要】
旋转锗片/硅片碱腐蚀工艺及其专用设备
本专利技术涉及锗片/硅片生产加工方法，具体来说，涉及一种旋转锗片/硅片碱腐蚀工艺。
技术介绍
锗片/硅片常用于太阳能电池衬底或集成电路基底，由锗单晶/硅单晶经过切片、研磨、腐蚀、化学机械抛光、清洗工艺等工序获得。其中腐蚀工艺是晶片加工中重要的一环，起到承前启后的作用。经切片、研磨工序后，一方面锗片/硅片的内部积累了一定的机械应力，另一方面锗片/硅片的表面层布满了微裂纹和细微切料颗粒，即通常所说得损伤层，这些因素最终导致锗片/硅片的强度较低和粗糙度较大。如果对切片、研磨工序后的锗片/硅片不采取相应的工艺处理，而直接进入抛光工序，会大幅度提高碎片率，降低生产效率，增加生产成本。因此，腐蚀工艺处理极为必要，一方面可以去除晶片前道工序造成的损伤层，另一方面去除残留在锗片/硅片内部的应力，从而提高锗片/硅片的强度和降低粗糙度，满足后道工序晶片加工的技术要求。目前，锗片/硅片的腐蚀方法有两种，一种是HF/HNO3酸法腐蚀体系，一种是NaOH或KOH或NaOH/H2O2碱法腐蚀体系。在国家重视环境保护、公民环保意识提高的大氛围下，由于HF的剧毒性、HNO3挥发NOx的污染性，以及废液后处理困难等缺点，HF/HNO3酸法腐蚀体系逐渐被“无毒、无污染、易处理”的碱法腐蚀体系替代。碱法腐蚀过程中，一般通过手工操作或圆片滚动机(如图1所示)来实现，手工操作时，每次操作只能腐蚀一清洗花篮，腐蚀晶片数量少，生产效率低下。另外，人工操作并不能实现反应全过程溶液的均匀性，使得晶片腐蚀后，表面易出现花纹的问题；圆片滚动机在一定程度上，增加了圆形腐蚀晶片量，提高了生产效率。但是圆片滚动机也有自身的限制，即只能滚动圆形的晶片或短参考边晶片，而不能滚动小尺寸晶片、方形晶片或长参考边晶片，腐蚀对象范围窄。根据以往的实践经验，搅拌机可以用于搅拌和混料，使得混合粉料或反应液均匀。旋转木马结构不仅可以最大程度上利用空间，而且对所载对象的外形没有限制。在锗片/硅片腐蚀工艺中，结合搅拌机和旋转木马两者的工作原理，设计一种旋转腐蚀工艺，既满足腐蚀体系均匀，又对锗片/硅片形状没有要求，且能在纵向和横向上加大腐蚀晶片数量，满足后道工序对产量和质量的生产需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，设有横梁，所述的横梁下方设有：搅拌机构：横梁下方垂直设有转轴和反应槽，所述的转轴游离端连接转头；所述的转头为柱状，沿着其轴向延伸方向依次设有若干连接孔，所述的连接孔中可拆卸设有支撑杆，支撑杆为L型，游离端向下伸入反应槽内，并且通过连接柱连接承载器；支撑杆和转轴等形成旋转木马式结构。升降机构：所述的横梁下方垂直设置升降杆，所述的升降杆下方连接升降立柱，立柱底部设有用于支承的基底。所述的承载器设有承载器盖子和承载器基底，所述的承载器盖子和承载器基底之间通过若干支撑立柱连接，所述的承载器盖子顶部设有孔，用于与连接柱相连。承载器用于放置装有研磨片的清洗花篮，使混合辅料或者反应液均匀。所述的连接孔分行与列排列，同行的连接孔圆心在同一圆周线上，同列的连接孔圆心在同一高线上。对锗片/硅片形状没有要求，且能在纵向和横向上加大腐蚀晶片数量。本专利技术中，连接孔也可以交错设置。所述的升降杆和转轴平行设置，用于控制转轴的升降，且升降杆和升降立柱之间设有安全限位杆。所述的转轴通过驱动电机驱动。本专利技术还公开了使用上述专用设备进行旋转锗片/硅片碱腐蚀的工艺，包括如下步骤：1)首先将升降杆升高到一定高度，预留出安装支撑杆和承载器的空间；2)将支撑杆通过连接孔安装在转头上；3)然后在反应槽中配制碱腐蚀液，将装有研磨片的清洗花篮放入承载器中，再将承载器安装在支撑杆上；4)最后下降晶片清洗花篮浸入碱腐蚀溶液中，同时转轴开始工作，旋转速度设定为1转/分钟至10转/秒，旋转碱腐蚀1分钟至10分钟后，提升转动杆，冲洗晶片30秒至180秒；5)取下承载器，对锗片/硅片进行清洗、甩干、送检验。所述的步骤3)中，碱腐蚀液由溶质，氧化剂和助剂组成，所述的溶质占碱腐蚀液的重量百分比范围为1％～29.99％，氧化剂所占碱腐蚀液的重量百分比范围为0～15％；助剂所占碱腐蚀液的重量百分比范围为0～15％，余量为去离子水。所述的溶质为NaOH或KOH，所述的氧化剂为H2O2或NaClO3，所述的助剂为异丙醇或乙醇或丙酮。本专利技术通过在转头连接支撑杆，支撑杆连接承载器，形成旋转木马式的搅拌器，将待处理的晶片放入承载器中随着转头旋转，并同时受反应槽中的碱腐蚀液腐蚀，使得反应碱腐蚀体系始终处于均匀状态，旋转木马结构突破了腐蚀对象的尺寸、形状的限制，且合理的空间设计保证产量最大化。通过调整碱腐蚀的原始工艺，使碱腐蚀系统具备大量生产任意形状、尺寸锗片/硅片的能力，以及避免人工操作带来的腐蚀不均匀问题，从而大大提高了锗片/硅片表面质量合格率和加工流程的效率。普通的搅拌机构只是针对溶液的搅拌，清洗花篮只能静置于槽中。搅拌结束时，如果采用取出清洗花篮的方式，则不能同时保证所有清洗花篮片子取出，会造成腐蚀不均匀，后取出的清洗花篮比先取出的清洗花篮腐蚀更深，严重的话，会造成废片(腐蚀过量所导致)；如果采用排液的方式，则一方面排液时间不好把握，另一方面排液期间，静止的溶液会使底部晶片表面生成一层白色的沉淀或边缘位置有花篮印(越是底部的晶片，现象越明显)。本专利技术中特有的旋转木马结构则可以保证所有清洗花篮同步取出，取出的同时保证晶片表面溶液处于动态，最终使得晶片腐蚀量一致性以及表面质量好。附图说明图1为本专利技术现有技术圆片滚动机的结构示意图；图2为本专利技术专用设备的结构示意图；图3为本专利技术承载器的结构示意图；图4为本专利技术清洗花篮的结构示意图。其中1-立柱，2-升降杆，3-驱动电机，4-安全限位杆，5-横梁，6-转轴，7-转头，8-连接孔，9-支撑杆，10-连接柱，11-承载器，11-a-承载器盖子，11-b-承载器基底，11-c-支撑立柱，11-d-孔，12-反应槽，13-基底，14-排液口。具体实施方式本专利技术中，清洗花篮为常规规格市售，不仅仅局限于本申请附图中的形状和尺寸。搅拌机构中，转轴和转头材质为不锈钢，支撑杆材质为聚酰胺或玻纤增强尼龙66，反应槽的材质为尼龙。承载器材质全部为聚四氟乙烯。下面结合说明书附图对本专利技术进行进一步详述：实施例1：本专利技术涉及一种旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，设有横梁5，横梁5下方设有：搅拌机构：具体来说，横梁5下方垂直设有转轴6和反应槽12，转轴6游离端连接转头7；转头7为柱状，沿着其轴向延伸方向依次设有若干连接孔8，连接孔8中可拆卸设有支撑杆9，支撑杆9为L型，游离端向下伸入反应槽12内，并且通过连接柱10连接承载器11；升降机构：横梁下方5垂直设置升降杆2，升降杆2下方连接升降立柱1，立柱1底部设有用于支承的基底13。承载器设有承载器盖子11-a和承载器基底11-b，承载器盖子11-a和承载器基底11-b之间通过若干支撑立柱11-c连接，承载器盖子11-a顶部设有孔11-d，用于与连接柱10相连。连接孔8分行与列排列，同行的连接孔8圆心在同一圆周线上，同列的连接孔8圆心在同一高线上。升降杆2和转轴6平行设置，用于控制转轴6的升降，且升降杆2和升降立柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，设有横梁(5)，其特征在于：所述的横梁(5)下方设有：搅拌机构：所述的横梁(5)下方垂直设有转轴(6)和反应槽(12)，所述的转轴(6)游离端连接转头(7)；所述的转头(7)为柱状，沿着其轴向延伸方向依次设有若干连接孔(8)，所述的连接孔(8)可拆卸设有支撑杆(9)，支撑杆(9)为L型，游离端向下伸入反应槽(12)内，并且通过连接柱(10)连接承载器(11)；升降机构：所述的横梁下方(5)垂直设置升降杆(2)，所述的升降杆(2)下方连接升降立柱(1)，立柱(1)底部设有用于支承的基底(13)。

【技术特征摘要】
1.一种旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，设有横梁(5)，其特征在于：所述的横梁(5)下方设有：搅拌机构：所述的横梁(5)下方垂直设有转轴(6)和反应槽(12)，所述的转轴(6)游离端连接转头(7)；所述的转头(7)为柱状，沿着其轴向延伸方向依次设有若干连接孔(8)，所述的连接孔(8)可拆卸设有支撑杆(9)，支撑杆(9)为L型，游离端向下伸入反应槽(12)内，并且通过连接柱(10)连接承载器(11)；升降机构：所述的横梁下方(5)垂直设置升降杆(2)，所述的升降杆(2)下方连接升降立柱(1)，立柱(1)底部设有用于支承的基底(13)。2.如权利要求1所述的旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，其特征在于：所述的承载器设有承载器盖子(11-a)和承载器基底(11-b)，所述的承载器盖子(11-a)和承载器基底(11-b)之间通过若干支撑立柱(11-c)连接，所述的承载器盖子(11-a)顶部设有孔(11-d)，用于与连接柱(10)相连。3.如权利要求1所述的旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，其特征在于：所述的连接孔(8)分行与列排列，同行的连接孔(8)圆心在同一圆周线上，同列的连接孔(8)圆心在同一高线上。4.如权利要求1所述的旋转锗片/硅片碱腐蚀专用设备，其特征在于：所述的升降杆(2)和转轴(6)平行设置，用于控制转轴(6)的升降，且升降杆(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卿伟，房现阁，柯尊斌，
申请(专利权)人：中锗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32