用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，包括主體部分，蓋子部分和觀測部分，各部分的要求：（a）主體形狀為正多棱柱形，內腔室為圓柱體；棱柱一側封閉，一側為凹槽形開口結構，凹槽有內螺紋；棱柱頂面開口，有相連的兩個邊長不同的正方形；小正方形側面存在對稱凹槽，用于嵌合觀測部件，大正方形開口為添加溶液位置。（b）蓋子部分為凸臺圓環形；凸臺外側車有外螺紋，用于結合主體部分凹槽螺紋。（c）觀測部件整體大小與主體部分頂部小正方形開口大小一致；側面對稱凸起用于固定觀測部件；下部開有孔洞形通道用于固定LED燈頭。本實用新型模具具有操作簡單，可原位觀測硅片，密封性好等優點。
【專利說明】
用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種單面減薄單晶硅片的模具，具體涉及一種水浴加熱條件下，用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具。
【背景技術】
[0002]化學濕法減薄硅片是減薄硅片的主要方法之一，利用化學刻蝕的方法減薄單晶硅片，不需要大型硅片切割設備，成本低廉，且便于進行大規模生產。
[0003]由于化學減薄方法是在水浴加熱和堿性溶液條件下進行的，反應過程中的微流動和氣泡破裂導致得到的樣品表面質量較差。目前已報導的化學濕法單晶硅減薄工藝都不能實現對減薄硅片表面質量的有效控制;并且已報導的減薄工藝均不能實現對硅片厚度的實時、原位觀測，對操作人員技術要求高，且工藝穩定性差，不利于標準化加工。

【發明內容】

[0004]為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型旨在提供一種新型的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具。該模具通過加裝橡膠密封圈和透明樹脂片，可以有效確保硅片表面質量高的一面實現單面減薄，并且利用該模具減薄硅片，具有對操作人員技術要求低，工藝穩定性好，有利于標準化加工的優點。
[0005]本實用新型為實現上述目的具體采用的技術方案如下:
[0006]用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，包括主體部分，蓋子部分以及觀測部件，各部分的形狀及要求如下:(a)主體部分外部為正八棱柱形，內腔室為圓柱體;棱柱一側封閉，另一側為與腔室同心圓的凹槽形開口結構，開口直徑比內腔室直徑大14mm;凹槽有內螺紋，深度在10-15mm之間，即深度至少包括兩個橡膠墊圈，一個硅片，一個透明樹脂片的厚度;棱柱頂面開口，包括相連的兩個邊長不同的正方形;小正方形部分側面存在左右對稱凹槽，用于緊密結合觀測部件，大正方形開口為添加KOH溶液位置。(b)蓋子部分為凸臺圓環形；凸臺外側車有與主體部分凹槽匹配的外螺紋，可通過螺紋擰緊與主體部分緊密結合;蓋子大圓環外徑與主體八棱柱內切圓直徑相同，蓋子內徑與主體部分內腔室直徑相同。(c)觀測部件整體大小與主體部分頂部小正方形開口尺寸一致;側面存在凸起部分，可以插入小正方形開口兩側凹槽實現固定;觀測部件下部開有孔洞形通道用于放置并固定LED燈頭。本實用新型具有以下有益效果:
[0007]本實用新型針對現有的化學濕法減薄硅片技術，設計出一種操作簡單，成本低廉，流程規范，可進行硅片厚度原位觀測，能夠實現單晶硅片單面減薄的專用模具，在現有的技術中還未見報道。
【附圖說明】
[0008]圖1為實用新型主體部分，內部儲存減薄溶液；
[0009]圖2為實用新型蓋子部分，通過螺紋與主體部分緊密結合；
[0010]圖3為實用新型觀測部件，通過插槽與主體部分嵌合。
[0011]圖1，2，3中序號分別表示:主體部分輪廓I，存儲減薄溶液的內腔室2，頂部的開口凹槽3，內螺紋4，承載硅片位置5，蓋子6，外螺紋7，蓋子凸臺8，觀測部件的側面凸起9，固定LED燈頭的通道10。
【具體實施方式】
[0012]被減薄的單晶硅片直徑為4英寸，模具的具體尺寸為:八棱柱長度為150mm;內切圓直徑120mm;內腔室直徑90mm;側面凹槽形開口直徑104mm，側面凹槽深度為1mm;頂部所開小正方形邊長30mm，其側面左右對稱凹槽寬度和深度均為3mm;頂部所開大正方形邊長50mm ο
[0013]預處理硅片以及透明樹脂片:利用丙酮超聲去除油污，去離子水反復沖洗干凈;利用無水乙醇超聲去除殘留丙酮，去離子水反復沖洗干凈;利用去離子水超聲去除剩余污漬，最后去離子水反復沖洗干凈，得到清潔的硅表面。
[0014]硅片組裝:硅片與透明樹脂墊片緊密結合，邊緣用生料帶纏繞，上下面分別用橡膠墊圈承接。
[0015]結合圖1，2，3將組裝好的硅片置于圖1中4處側面凹槽，硅片面朝內放置，透明樹脂片朝外;將圖2蓋子凸起部分通過螺紋與主體部分緊密結合，確保硅片卡緊;將LED燈頭置于圖3孔洞形通道開口處，電線通過孔洞形通道由另一側導出；固定好LED燈頭，方向上確保燈頭射出的光線照射在硅片表面;最后通過插槽，將圖3中9處凸起與圖1中3處凹槽固定好，實驗裝置組裝完成。
[0016]將頂部開口朝上放置，通過開口向主體內部添加KOH溶液，直至溶液將硅片全部浸沒;將加好溶液的主體部分置于水浴加熱條件下，水浴溫度為95攝氏度，確保水面低于主體部分上表面。
[0017]具體的反應時間與水浴溫度有關，在反應接近尾聲時可以在主體外側看到紅色透光，此時硅片厚度約為30個微米。
【主權項】
1.用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，其特征是:共計三個部分，八棱柱形的主體部分，凸臺圓環形蓋子部分，長方體形觀測部件，主體部分:主體部分輪廓外部具體形狀為正八棱柱形，實驗時頂部開口朝上放置;主體部分內部掏空的形狀為圓柱形，用于儲存減薄溶液;棱柱一側封閉，另一側為與腔室同心圓的凹槽形開口結構，開口直徑比存儲減薄溶液的內腔室直徑大14-16mm左右，凹槽深度在10-15mm之間，凹槽深度至少包括兩個橡膠墊圈，一個硅片，一個透明樹脂片的厚度，且凹槽有內螺紋;凹槽形開口位置是放置和固定硅片的位置，需要加橡膠墊圈確保密封性，需要加裝與硅片尺寸一致的透明樹脂片支撐和保護硅片;棱柱頂面開口中的小正方形部分側面存在左右對稱凹槽，用于緊密結合觀測部件，大正方形開口為添加減薄溶液位置;蓋子部分:蓋子大圓環外徑與主體部分輪廓中八棱柱內切圓直徑相同，蓋子總體內徑與主體部分內腔室直徑相同；蓋子小圓環外徑與主體部分側面凹槽形開口直徑一直;小圓環外側，即凸臺外側車有與頂部的開口凹槽匹配的外螺紋，可通過螺紋擰緊與主體部分緊密結合;觀測部件:整體大小與主體部分中頂部的開口中小正方形開口尺寸一致，側面存在左右對稱的凸起，可以與小正方形開口兩側凹槽嵌合;下部開有孔洞形通道用于放置并固定LED燈頭。2.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，承載硅片位置處的直徑可根據硅片尺寸調整，應比被減薄硅片直徑大4-6_。3.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，承載硅片位置處的深度應至少包含組裝硅片的厚度，組裝硅片的結構包括兩個橡膠墊圈，一個硅片，一個透明樹月旨片。4.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，主體部分的承載硅片位置的內螺紋能與蓋子部分外螺紋通過旋轉緊密結合。5.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，外螺紋處蓋子內徑與存儲減薄溶液的內腔室的直徑對應。6.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，觀測部件的正方形截面與主體部分頂部的開口凹槽處所開的小正方形開口尺寸一致。7.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，需要加裝與硅片尺寸一致的透明樹脂片用于在減薄過程中支撐和保護硅片，并加裝橡膠墊圈確保其密封性。8.如權利要求1所述的用于化學濕法單面減薄單晶硅片的模具，其三個部分的材質均為聚四氟乙烯。
【文檔編號】C30B33/10GK205635775SQ201521017456
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月10日
【發明人】李英峰, 羅佑楠, 李美成, 李瑞科, 劉文健
【申請人】華北電力大學