一种高速率去硅的蚀刻装置的制作方法

本实用新型涉及硅蚀刻技术领域，具体为一种高速率去硅的蚀刻装置。

背景技术：

微机电系统是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，采用以硅为主的材料，电气性能优良，因为硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨，因此具有极佳的物体特性，它可以被用作在多功能的微型系统中，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

因为硅材料的重要性，所以在微机电系统的制作过程中必不可少的硅蚀刻流程，现有技术中的硅蚀刻装置的种类较多，但是它们在实际使用中存在以下弊端：

1.在气相蚀刻过程中，气体与硅晶片的表面反应后会形成滞留的气相沉积膜，这种气相沉积膜对蚀刻表面有一定的妨碍作用，降低了气相蚀刻的接触反应效率；

2.因为硅晶片的制品形状较小，整体强度不高，导致装夹定位过程中容易使硅晶体受损，或者装夹不到位导致蚀刻效果不理想，降低了蚀刻的成品率；

3.气相蚀刻过程中产生气相沉积膜后，需要将这层气相沉积膜去除后才能继续进行蚀刻，在去除气相沉积膜的过程中需要释放掉蚀刻腔体内的蚀刻气体，降低了蚀刻气体的循环利用率，并且造成了大量的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高速率去硅的蚀刻装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高速率去硅的蚀刻装置，包括支撑架、支撑架下端所设的底板、支撑架上端所设的顶板、顶板下端所设的下压座、下压座下端所设的蚀刻板、底板上端所设的弹性支撑版与弹性支撑版上端所设的硅晶片托盘，所述支撑架的主体为C形板状结构，且在支撑架的下端设有方形板状结构的底板，所述底板的上端设有方形槽体结构的安装槽I，且在安装槽I的槽底向底板的下端面引有圆柱形孔状结构的通气孔I，所述底板上端面的四角处对称设有四个圆柱形结构的导向销I，所述安装槽I内插配有方形板状结构的弹性支撑版，所述弹性支撑版的上端设有方形槽体结构的安装槽III，且在安装槽III内插配有方形板状结构的硅晶片托盘；

所述支撑架的上端设有方形板状结构的顶板，且在顶板的中间设有方形凸台结构的安装板，所述安装板的上端匹配安装有液压缸，所述安装板的两侧对称设有两个圆柱形孔状结构的导向孔，所述液压缸下端的活塞杆贯穿于顶板的上下两端面并且与下压座匹配连接在一起，所述下压座的主体为方形板状结构的下压板，且在下压板上端面中心位置的两侧对称设有两个与导向孔相滑动套配的圆柱形结构的导向柱，所述下压板上端面的四个对角处对称设有两个气泵与两个气瓶，所述气瓶的上端与气泵通过气管相连通，且两个气瓶的上端同样通过气管相连通，并且在此气管中间配设有过滤器，所述下压板的四角位置处对称设有四个与导向销I相套配的圆柱形孔状结构的导向孔II，且在下压板的下端面上设有十字形槽体结构的安装槽II，所述安装槽II槽底的中间向下压板的上端面引有两个对称设置的圆柱形孔状结构的过孔I，所述安装槽II槽底的对角位置处对称设有两个圆柱形结构的导向销II，所述安装槽II内插配有方形板状结构的蚀刻板。

优选的，所述底板下端面的四角位置处对称设有四个圆柱形结构的支撑脚，且在底板底面的中间位置处设有与通气孔I相连通的真空泵。

优选的，所述弹性支撑版的下端设有与安装槽I相插配的方形凸台结构的定位凸台，且在安装槽III的槽底均布设有圆柱形孔状结构的通气孔II，所述通气孔II与安装槽I底部的通气孔I相连通，所述弹性支撑版四角位置处对称式设有四个与导向销I相套配的圆柱形孔状结构的导向孔III。

优选的，所述硅晶片托盘的上端面上设有槽体结构的定位槽，所述硅晶片托盘厚度方向的中间位置处设有方形腔体结构的连接腔I，所述连接腔I与定位槽的槽底通过圆柱形孔状结构的通气孔III相连通，所述硅晶片托盘的底部向连接腔I内引有圆柱形孔状结构的通气孔V，且通气孔V与安装槽III底部的通气孔II相连通。

优选的，所述蚀刻板的上端面上设有位置与定位槽相对应的槽体结构的蚀刻槽，所述蚀刻板厚度方向的中间位置处设有方形腔体结构的连接腔II，所述连接腔II与蚀刻槽的底面通过圆柱形孔状结构的通气孔IV相连通，所述蚀刻板底面的中间位置处对称设有两个与连接腔II相连通并且与过孔I相套配的圆柱形管状结构的导管，所述导管的上端与气泵通过气管相连通，且在此气管上配设有单向阀，所述蚀刻板底面的对角位置处对称设有两个与导向销II相插配的圆柱形孔状结构的导向孔IV。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

1.通过下压座上端的气泵对蚀刻槽内所形成的气相颗粒进行快速回吸，使得硅晶片的表面不会形成气相沉积膜，使蚀刻槽始终保持良好的接触反应效率，提高了蚀刻的速率；

2.通过真空泵将硅晶片吸附在定位槽内，这种固定方式避免了硬接触，使得硅晶片在被牢固固定的同时不会受损，进而提高了蚀刻的成品率；

3.在回吸过程中，回收到气瓶内的是气相颗粒和部分蚀刻气体的混合体，气相颗粒经过沉降落在气瓶的底部，而蚀刻气体在另一侧气泵的吸力作用下从一侧的气瓶通过气管与气管上的过滤器回收到另一侧的气瓶内，从而使得蚀刻气体被回收循环利用，进而避免了浪费。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构半剖视图；

图3为本实用新型结构上端轴侧爆炸视图；

图4为本实用新型结构下端轴侧爆炸视图；

图5为下压座上端轴侧视图；

图6为下压做下端轴侧视图；

图7为硅晶片托盘上端轴侧视图；

图8为硅晶片托盘下端轴侧视图；

图9为硅晶片托盘半剖视图；

图10为蚀刻板上端轴侧视图；

图11为蚀刻板下端轴侧视图；

图12为蚀刻板半剖视图。

图中：支撑架1、底板2、顶板3、支撑脚4、液压缸5、下压座6、弹性支撑版7、硅晶片托盘8、蚀刻板9、真空泵10、安装槽I 201、导向销I 202、通气孔I 203、安装板301、导向孔302、下压板601、导向柱602、导向孔II 603、过孔I 604、气泵605、单向阀606、气瓶607、过滤器608、安装槽II 609、导向销II 610、安装槽III 701、导向孔III 702、定位凸台703、通气孔II 704、定位槽801、通气孔III 802、连接腔I 803、通气孔V 804、蚀刻槽901、通气孔IV 902、连接腔II 903、导管904、导向孔IV 905。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-12，本实用新型提供一种技术方案：一种高速率去硅的蚀刻装置，包括支撑架1、支撑架1下端所设的底板2、支撑架1上端所设的顶板3、顶板 3下端所设的下压座6、下压座6下端所设的蚀刻板9、底板2上端所设的弹性支撑版7与弹性支撑版7上端所设的硅晶片托盘8，支撑架1的主体为C形板状结构，且在支撑架1的下端设有方形板状结构的底板2，底板2的上端设有方形槽体结构的安装槽I 201，且在安装槽I 201的槽底向底板2的下端面引有圆柱形孔状结构的通气孔I 203，底板2上端面的四角处对称设有四个圆柱形结构的导向销I 202，安装槽I 201内插配有方形板状结构的弹性支撑版7，弹性支撑版7的上端设有方形槽体结构的安装槽III 701，且在安装槽III 701内插配有方形板状结构的硅晶片托盘8；

支撑架1的上端设有方形板状结构的顶板3，且在顶板3的中间设有方形凸台结构的安装板301，安装板301的上端匹配安装有液压缸5，安装板301的两侧对称设有两个圆柱形孔状结构的导向孔302，液压缸5下端的活塞杆贯穿于顶板3的上下两端面并且与下压座6匹配连接在一起，下压座6的主体为方形板状结构的下压板601，且在下压板601上端面中心位置的两侧对称设有两个与导向孔302相滑动套配的圆柱形结构的导向柱602，下压板601上端面的四个对角处对称设有两个气泵605与两个气瓶607，气瓶607的上端与气泵605通过气管相连通，且两个气瓶607的上端同样通过气管相连通，并且在此气管中间配设有过滤器608，与气相颗粒一起回收到到气瓶607内的蚀刻气体可通过气管并且在经过过滤器608的过滤后回到输送蚀刻气体的气瓶607内，下压板601的四角位置处对称设有四个与导向销I 202相套配的圆柱形孔状结构的导向孔II 603，且在下压板601的下端面上设有十字形槽体结构的安装槽II 609，安装槽 II 609槽底的中间向下压板601的上端面引有两个对称设置的圆柱形孔状结构的过孔I 604，安装槽II 609槽底的对角位置处对称设有两个圆柱形结构的导向销II 610，安装槽II 609内插配有方形板状结构的蚀刻板9。

进一步的，底板2下端面的四角位置处对称设有四个圆柱形结构的支撑脚4，增加了整装置基底的可调节性，且在底板2底面的中间位置处设有与通气孔I 203相连通的真空泵10，启动真空泵10通过通气孔I 203、通气孔II 704、通气孔V 804、通气孔III 802将定位槽801底部与硅晶片之间的空气吸走，在定位槽801的槽底形成真空负压从而将硅晶片牢固的吸附在定位槽801的槽体内。

进一步的，弹性支撑版7的下端设有与安装槽I 201相插配的方形凸台结构的定位凸台703，且在安装槽III 701的槽底均布设有圆柱形孔状结构的通气孔 II 704，通气孔II 704与安装槽I 201底部的通气孔I 203相连通，保证真空泵10产生的负压吸力能通过通气孔I 203、通气孔II 704最终传递到定位槽 801的槽底，弹性支撑版7四角位置处对称式设有四个与导向销I 202相套配的圆柱形孔状结构的导向孔III 702，这种结构使得弹性支撑版7可以快速准确的插配在底板2上。

进一步的，硅晶片托盘8的上端面上设有槽体结构的定位槽801，硅晶片托盘8厚度方向的中间位置处设有方形腔体结构的连接腔I 803，连接腔I 803与定位槽801的槽底通过圆柱形孔状结构的通气孔III 802相连通，硅晶片托盘8 的底部向连接腔I 803内引有圆柱形孔状结构的通气孔V 804，且通气孔V 804 与安装槽III 701底部的通气孔II 704相连通，这种结构保证从通气孔II 704 传递的负压吸力能够通过通气孔V 804、连接腔I 803、通气孔III 802最终传递到定位槽801的槽底。

进一步的，蚀刻板9的上端面上设有位置与定位槽801相对应的槽体结构的蚀刻槽901，蚀刻板9厚度方向的中间位置处设有方形腔体结构的连接腔II 903，连接腔II 903与蚀刻槽901的底面通过圆柱形孔状结构的通气孔IV 902 相连通，蚀刻板9底面的中间位置处对称设有两个与连接腔II 903相连通并且与过孔I 604相套配的圆柱形管状结构的导管904，导管904的上端与气泵605 通过气管相连通，且在此气管上配设有单向阀606，启动下压座6上端一侧的气泵605与单向阀606，同时下压座6上端另一侧的气泵605与单向阀606处于关停状态，将气瓶607内的蚀刻气体通过气管、单向阀606、导管904、连接腔II 903、通气孔IV 902最终输送到蚀刻槽901内，相应的，关停下压座6上端一侧的气泵605与单向阀606，同时启动下压座6上端另一侧的气泵605与单向阀 606，将蚀刻反应的气相颗粒与部分蚀刻气体一同从蚀刻槽901内经由通气孔IV 902、连接腔II 903、导管904、单向阀606最终回吸到用于回收沉降的气瓶607 内，蚀刻板9底面的对角位置处对称设有两个与导向销II 610相插配的圆柱形孔状结构的导向孔IV 905，这种结构使得蚀刻板9可以快速的在下压座6下端的安装槽II 609内定位安装。

工作原理：真空泵10通过通气孔I 203、通气孔II 704、通气孔V 804、连接腔I 803、通气孔III 802与定位槽801相连通，启动真空泵10将定位槽801槽底与定位槽801内硅晶片底部之间的空气吸除形成真空负压并将硅晶片牢固的吸附在定位槽801内。

启动蚀刻后，通过下压座6上端一侧的气泵605将供应蚀刻气体用的气瓶 607内的蚀刻气体通过气管、导管904、连接腔II 903、通气孔IV 902输送到蚀刻槽901内，此时保证下压座6另一侧的气泵605与单向阀606处于关闭状态，启动回吸后，关停下压座6上端一侧的气泵605与单向阀606，开启下压座 6另一侧的气泵605与单向阀606，气泵605通过气管、导管904、连接腔II 903、通气孔IV 902将蚀刻槽901内的反应形成的气相颗粒吸入到用于回收气相颗粒的气瓶607内沉降，从而避免了气相颗粒在蚀刻槽901内形成气相沉积膜，使蚀刻槽901始终保持良好的接触反应效率，提高了蚀刻的速率。

回收到气瓶607内的是气相颗粒和部分蚀刻气体的混合体，气相颗粒经过沉降落在气瓶607的底部，而蚀刻气体在另一侧气泵605的吸力作用下从用于回收气相颗粒的气瓶607内通过气管与气管上的过滤器608返回到另一侧的用于供应蚀刻气体的气瓶607内，从而使得蚀刻气体被回收循环利用，进而避免了浪费。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。