[发明专利]防酸、碱腐蚀的保护罩及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在湿法腐蚀过程中，用于保护芯片其中一面图形不受到高温、浓酸或浓碱液体的腐蚀所用到的保护罩及其使用方法，尤其是在硅基MEMS器件、硅基MOEMS器件的工艺加工过程中用于保护双面抛光硅片、双面抛光SOI片单面图形的保护罩及其使用方法。

技术背景

湿法腐蚀是半导体器件工艺加工过程中常见的工艺环节，腐蚀液体多为具有腐蚀性的强酸和强碱，在一定的压力、一定的温度下，利用简单的化学反应将所需要的图形制备出来。

在硅基MEMS、MOEMS器件，如加速度计、悬臂梁、压力传感器等的工艺制备过程中，很多是在硅片的正面、背面都做出一定的结构，即采用双面抛光的硅片或者SOI芯片，在正面、背面分别用如干法刻蚀等工艺制作出所需的图形，然后对其中一面进行体硅的各向异性腐蚀，腐蚀液通常采用一定浓度的KOH水溶液，腐蚀温度为40-80摄氏度，利用硅片<100>晶向和<111>晶向腐蚀速率的巨大差异，腐蚀出“倒金字塔”的结构。此时，如果硅片的一面在干法刻蚀等工艺之后有硅暴露出来，而后进行湿法腐蚀另外一面图形的时候，正面硅暴露出来的部分也会被腐蚀掉，从而破坏整体的器件结构。在这个工艺过程中，如何对芯片其中一面进行腐蚀，同时对另外一面的图形进行保护，不能受到腐蚀液的影响，是本发明要解决的技术问题。

发明内容

基于以上原因，本发明提出了一种防酸、碱腐蚀的保护罩的结构及其使用方法。在硅片湿法腐蚀的过程中，将其装在保护罩中，此保护罩把硅片的正面和腐蚀液隔离开来，而将硅片的背面暴露在腐蚀液中，所以在不妨碍硅片背面进行湿法腐蚀的同时，使得硅片正面的图形免于被湿法腐蚀破坏掉。

保护罩的结构：保护罩由顶板、底板、转接柱、提手、提手螺钉、紧固螺钉、玻璃管、O型橡胶圈和芯片几个部分组成。它的核心结构是用顶板和底板将需要图形保护的芯片夹在中间，顶板和底板之间通过紧固螺钉来密封连接；并且顶板、底板和芯片之间分别放置橡胶圈，通过橡胶圈的压缩形变来实现密封；顶板中心上表面一个带台阶的通孔和转接柱相连接，玻璃管插入转接柱的中心通孔中，在玻璃管的外壁上刻有标度尺，用于观察液体表面上升和下降情况；底板中心有一圆形通孔，腐蚀液通过此通孔腐蚀芯片背面；总之，顶板下表面的圆形坑和底板上的圆形凹坑组成了容纳芯片的空间。

防酸、碱腐蚀的保护罩的使用方法：首先把两个O型橡胶圈分别放置于顶板和底板的环形凹槽内，其次把硅片放置于底板的圆形凹坑内，而后将顶板盖在底板的上面进行装配，二者通过紧固螺钉来密封连接；最后将转接柱、玻璃管以及提手、提手螺钉装配在顶板和底板的相应位置上，并且，需将上盖板中心的圆形凹槽内注水，以防腐蚀液渗入胶圈内侧直接腐蚀硅片。

本发明的有益效果是：耐高温(室温-2500C)，耐酸腐蚀，耐碱腐蚀，结构简单，使用方便，通过更换密封圈，可以实现反复使用；将芯片需要保护的一面浸泡在其他液体中，即使O型橡胶圈有泄露，也可以形成浓度差，使得芯片需要保护的一面上的图形免受湿法腐蚀的破坏；整体结构容易拆装，可以通过观察玻璃窗中液面的位置快速终止腐蚀反应。

附图说明

为了进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合附图进一步说明，其中：

图1是保护罩立体结构图。

图2是保护罩截面图及使用方法示意图。

附图标记说明：

1顶板；2底板；3转接柱；4提手；401提手螺钉；5紧固螺钉；6玻璃管；701-703O型橡胶圈；8芯片；9烧杯；901纯水；902腐蚀液。

具体实施方式

一、保护罩结构介绍

本发明设计的保护罩主要由以下几个部分组成：1，顶板、2，底板、3，转接柱、4，提手、5，紧固螺钉、6，玻璃管、7，O型橡胶圈、8，芯片。

下面参照附图1、2分别对各组件的作用进行详细的说明：

图中的1是保护罩的顶板，材料采用可承受高温、耐强酸、耐强碱的材料；1正面中心处有一个凸台，凸台上有带内螺纹的直径较大的通孔，与3一端的外螺纹相配合，在该通孔的下面有凹槽，与703相配合，在往下有一个直径较小的通孔；1正面边缘处均匀分布六个(不限于六个)通孔，5穿过该通孔与2的边缘处的螺纹孔；1正面边缘处还有两个通孔，4通过这些通孔与401和1固定在一起，401在安装时起到定位作用。1背面中心处有一个同心圆形凹坑，该圆形凹坑与8、701形成联通区域；1背面边缘处有同心凹槽，与701相配合；1背面边缘处加工成凸台，凸台直径与8直径相同，与2正面的凹槽相配合。