一种可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具的制作方法

本实用新型涉及半导体单晶晶片材料蚀刻加工技术领域，具体为一种可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具。

背景技术：

碳化硅是继第一代半导体si、第二代半导体gaas之后发展起来的重要的第三代半导体材料，它具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高载流子饱、高抗辐射能力及良好的化学稳定性等的优越特性，因其本身具有的特性，第三代半导体技术应用将在节能减排、信息技术、国防科技三大领域催生上万亿元潜在市场，近年来迅速渗透到照明、电子电力器件、微波射频等领域的各个角落，市场规模快速提升，在新能源汽车、汽车灯照、通用照明、电动车、5g通讯应用等领域有着广泛的应用市场，将成为未来新能源发展的方向之一。

碳化硅材料作为外延芯片的衬底材料，对其晶体质量具有很强的需求，而通过蚀刻加工，可使sic晶片(衬底跟籽晶)在蚀刻过后使得晶体缺陷表征出现，通过体现的表征情况可以有效地判断晶体的质量的主要途径。

现有sic晶片(衬底跟籽晶)的蚀刻工艺方法，主要是采用单晶片蚀刻。将晶片放置在固定的托架上，(每个治具只有一个托架)，待蚀刻溶液到达预定的蚀刻温度时，将放有sic晶片的托架放入到药液中，让药液完全没过晶片使晶片完全接触反应，经过工艺时间，大概约为10分钟，后将治具完全提出。将提出的治具放置常温下让其冷却，待冷却后将晶片进行清洗，然后拿到金相显微镜下进行观察晶片缺陷质量。由于蚀刻单位时长较长且无法灵活应用片数，所以造成了现有技术蚀刻效率低下，单位产能低，蚀刻数量不灵活等现象，对于生产的衔接与生产排程的设立都存在较大的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具，解决了蚀刻加工单位时间产能低及耗费时间长的问题，可灵活蚀刻数量及尽可能缩短加工时间，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具，包括平行排列的支撑柱a和支撑柱b，所述支撑柱a和支撑柱b之间通过工装固定块连接固定，所述工装固定块上设置有托架，所述托架的下端面安装有限位杆，所述托架通过限位杆插入工装固定块内并采用紧固机构固定在工装固定块上；

所述紧固机构包括基座、固定座、伸缩弹簧、伸缩导向柱、滑块、导向块、插杆和推拉把手，所述基座安装在工装固定块上，所述基座的内壁安装有固定座，所述固定座通过伸缩弹簧和伸缩导向柱连接有滑块，所述滑块通过导向块安装在基座上，所述滑块上安装有插杆，所述插杆插进工装固定块延伸至限位杆内，所述滑块上还安装有推拉把手，所述推拉把手穿过基座延伸至基座的外侧。

优选的，所述托架呈弧形结构，托架的两端均设置有定位挡板。

优选的，所述支撑柱a和支撑柱b的上端均设置有治具挂钩。

优选的，所述托架上放置有晶片。

优选的，所述工装固定块上设置有供限位杆插入且与限位杆匹配的安装槽，限位杆上设置有供插杆插入且与插杆匹配的卡槽。

优选的，所述工装固定块上设置有供插杆插入且与插杆匹配的插槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具，传统蚀刻工装治具蚀刻100片晶片时，单位时间产能为6pcs/h，耗费时间为16.66h，采用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具蚀刻100片晶片时，单位时间产能为24pcs/h，耗费时间为4.166h，从上可以看出，采用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具解决了蚀刻加工单位时间产能低及耗费时间长的问题，可灵活蚀刻数量及尽可能缩短加工时间，与传统的蚀刻加工治具相比，其加工时间缩短了4倍，此外在改变蚀刻坩埚尺寸的情况下，可以将晶片托架拓展，从而对产能的提升，人员的需求有着巨大的帮助。

附图说明

图1为本实用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具的正视图；

图2为本实用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具的侧视图；

图3为本实用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具的俯视图；

图4为本实用新型的a处放大图；

图5为本实用新型的图4的剖面图；

图6为本实用新型的工装固定块的剖面图；

图7为本实用新型的限位杆的剖面图。

图中：1、支撑柱a；2、支撑柱b；3、工装固定块；31、安装槽；32、插槽；4、托架；41、限位杆；411、卡槽；42、定位挡板；5、紧固机构；51、基座；52、固定座；53、伸缩弹簧；54、伸缩导向柱；55、滑块；56、导向块；57、插杆；58、推拉把手；6、治具挂钩；7、晶片。

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。

参阅图1-4，一种可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具，包括平行排列的支撑柱a1和支撑柱b2，支撑柱a1和支撑柱b2的上端均设置有治具挂钩6，通过增加治具挂钩6可便于固定工装治具，根据需要蚀刻的晶片7的数量进行添加并安装托架4，从而解决了晶片7单一蚀刻而导致sic晶片7同时蚀刻数量少及蚀刻效率低问题，支撑柱a1和支撑柱b2之间通过工装固定块3连接固定，工装固定块3上设置有托架4，托架4上放置有晶片7，采用镍制的托架4支撑晶片7，托架4的下端面安装有限位杆41，托架4通过限位杆41插入工装固定块3内并采用紧固机构5固定在工装固定块3上，使托架4安装或拆卸便利，通过可拆卸及多层次蚀刻装置设计，可以灵活改变蚀刻晶片7的数量，数倍提升产能，多层设计可以是横制方向也可以是纵制方向，可拆卸托架4形状可以为规则形状，也可以为不规则形状，托架4呈弧形结构，托架4的两端均设置有定位挡板42。

参阅图5-7，紧固机构5包括基座51、固定座52、伸缩弹簧53、伸缩导向柱54、滑块55、导向块56、插杆57和推拉把手58，基座51安装在工装固定块3上，基座51的内壁安装有固定座52，固定座52通过伸缩弹簧53和伸缩导向柱54连接有滑块55，滑块55通过导向块56安装在基座51上，滑块55上安装有插杆57，插杆57插进工装固定块3延伸至限位杆41内，工装固定块3上设置有供限位杆41插入且与限位杆41匹配的安装槽31，限位杆41上设置有供插杆57插入且与插杆57匹配的卡槽411，工装固定块3上设置有供插杆57插入且与插杆57匹配的插槽32，滑块55上还安装有推拉把手58，推拉把手58穿过基座51延伸至基座51的外侧。

托架4的安装过程：通过推拉把手58带动滑块55在导向块56的导向作用下水平移动进而使插杆57也同步移动，此时伸缩弹簧53和伸缩导向柱54均收缩，直至插杆57离开安装槽31，此时托架4通过限位杆41安装在工装固定块3上，松开推拉把手58，由于伸缩弹簧53和伸缩导向柱54不再受到挤压且由于伸缩弹簧53自身的复位作用，伸缩弹簧53和伸缩导向柱54均伸长，进而推动插杆57插进工装固定块3延伸至限位杆41内，此时托架4通过限位杆41插入工装固定块3内并采用紧固机构5固定在工装固定块3上。

托架4的拆卸过程：通过推拉把手58带动滑块55在导向块56的导向作用下水平移动进而使插杆57也同步移动，直至插杆57离开限位杆41，由于限位杆41不再被插杆57固定，此时托架4可从工装固定块3上拆卸下来。

工艺步骤：

1、确认要蚀刻晶片7的数量，将托架4进行拆卸或者安装；

2、托架4安装后将晶片7放置在托架4上；

3、将放好的晶片7与治具放到蚀刻溶液内；

4、蚀刻溶液要完全没过晶片7，让晶片7与溶液完全接触反应；

5、将治具挂钩6放置在坩埚提耳上；

6、待蚀刻时间工艺完成后，治具冷却后，将托架4拆卸下来并对晶片7进行清洗。

综上所述，本实用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具，传统蚀刻工装治具蚀刻100片晶片7时，单位时间产能为6pcs/h，耗费时间为16.66h，采用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具蚀刻100片晶片7时，单位时间产能为24pcs/h，耗费时间为4.166h，从上可以看出，采用新型的可拆卸蚀刻多片碳化硅蚀刻工装治具解决了蚀刻加工单位时间产能低及耗费时间长的问题，可灵活蚀刻数量及尽可能缩短加工时间，与传统的蚀刻加工治具相比，其加工时间缩短了4倍，此外在改变蚀刻坩埚尺寸的情况下，可以将用于支撑晶片7的托架4拓展，从而对产能的提升，人员的需求有着巨大的帮助。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。