[发明专利]旋转锗片/硅片碱腐蚀工艺及其专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及锗片/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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明中，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。

本发明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。