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专利号: 2020102441305
申请人: 山东职业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种半导体芯片生产制备系统,其特征在于,同一设备腔体内由上至下设置有第一操作腔体、第二操作腔体、第三操作腔体;

第一操作腔体顶部位置设置有硅片下降至第一操作腔体、第二操作腔体、第三操作腔体内执行其它工艺过程及抽真空时使用的阀门A,第一操作腔体顶部中间位置设置有曝光基材载台,曝光基材载台之上设置有从上方光刻部件照射的光束;

第一操作腔体内一侧设置有腔内通风管道及阀件a和真空泵接入端及连接件a,第一操作腔体内相对设置有磁控管、溅镀铜靶材、模拟闸阀及曝光片夹持器;磁控管、溅镀铜靶材、模拟闸阀及曝光片夹持器通过外接电源控制其行进、闸阀开闭及夹持功能;

第二操作腔体内一侧设置有通风管道及阀件b和真空泵接入端及连接件b实现腔内破真空及抽真空帮助,另一侧设置有硅片进出腔体的闸门,闸门外设置有载锁真空辅助腔体;

第二操作腔体作为完成湿式清洗光面硅片及执行电镀铜制成工艺的操作腔, 设置有电浆模组;第二操作腔体通过主渠道及阀件分别依次接入超高纯度氮气,三氢化砷,三氢化磷,三氟化硼,氟化碳类特气,氯化氢,氯气,三氯化硼,氮氢混气, 氨气,超高纯度氧气,水气,超高纯度氩气,超高纯度氦气;

第三操作腔体内一侧壁设置有丙醛醇蒸气接入口、真空泵接入口及排气阀c、另一侧壁相对设置有通风管道及阀件c实现腔内破真空、排气、吹扫工作,第三操作腔体内一侧通过管路及阀件分别连接有旋涂介电材料液供应管、旋涂玻璃材料液供应管、旋涂碳材料液供应管、底部抗反射材料液供应管、光刻胶供应管、显影液供应管、碱液供应管、酸液供应管、去离子超纯水供应管;第三操作腔体内部由上至下依次安装设置有加热结构部分、冰粒平坦化制程结构部分、旋转蚀刻结构部分;旋转蚀刻结构部分中间设置有硅片载盘,两侧壁上设置有化学溶液排放捕捉槽作为排放口,分别设置为旋涂介电材料、旋涂玻璃液排放口,旋涂碳材料排放口,底部抗反射材料、光刻胶排放口,三甲基氢氧化氨显影液排放口,碱液排放口,酸液排放口,及旋转刻蚀平坦化工艺的排放口;

第三操作腔体内底部旋转蚀刻结构部分一侧通过管道及阀件连接设置有稀释用纯水接入口,另一侧设置有电镀铜水溶液的帮浦输送管及回流管和排放管。

2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特性在于:电浆模组,通过射频电源及机械传动机构实现移动,其结构由上至下依次设置有O型环、具有石英套筒的磁铁、具偏压格栅一、石英窗、厚圆柱形石英柱状桶环、具偏压格栅二、多孔金属阳极化圆盘且分别与机械传动机构连接,以上结构都是圆形,所述O型环为具有外环线圈的闸阀,所述O型环、具有石英套筒的磁铁、厚圆柱形石英柱状桶环具有石英套筒的感应耦合电浆线圈,在石英窗上方具有偏压格栅的内环铁氧体耦合线圈,所述厚圆柱形石英柱状桶环、具偏压格栅二具有偏压格栅的感应耦合电浆辅助线圈;O型环作为闸阀的密封、开启是利用两腔体间的气压差异。

3.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特性在于:加热结构部分,左边结构由上至下依次包括供电浆辅助化学气相沉积镀膜的电阻加热盘,材料是316不锈钢的静电吸附载盘、底部抗反射层加热盘、非接触式热对流加热底部抗反射层,电阻加热盘和抗反射层加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温、降温速率,右边结构由上至下依次包括供低压/有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘,材料是石墨,光刻胶层加热盘、非接触式热对流加热光刻胶层,供低压/有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘和光刻胶层加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温/降温速率;上述加热机构设置有两组,分别设置在硅片的四周且每组相对设置。

4.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特性在于:硅片在硅片载盘及硅片举起机构间转移流程:第一步硅片由硅片载盘及硅片举起机构支撑,第二步硅片由加热盘举起,第三步硅片举起机构离开加热盘区域外,为了温度均匀度考量,硅片尺寸可以不完全需要与加热盘尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特性在于:冰粒平坦化制程结构部分中间为高压空气输入管路,两侧依次设置为冰珠冰粒输入管路,去离子水输入管路、选择性化学品输入管路,去离子水输入管路与冰珠冰粒输入管路之间设置有热绝缘管路,高压空气输入管路与两侧的冰珠冰粒输入管路之间设置有热绝缘管路,选择性化学品输入管路与去离子水输入管路相连通用于稀释化学品,去离子水输入管路与冰珠冰粒输入管路相连通与冰珠冰粒在冰粒与水雾混合区域混合后通过高压空气喷射嘴的喷出。

6.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特性在于:旋转蚀刻结构部分设置有多组平均分布在硅片载盘及硅片举起机构四周并通过高压吹起结构和电镀结构提供高压空气喷吹气流和执行电镀铜制成工艺,每组旋转蚀刻机构都设置有稀释纯水进水管路冲洗旋转蚀刻工艺产生的化学溶液废液排放捕捉槽区,高压吹起结构分为顶部管路和底部管路,顶部管路高压空气喷吹使得湿液不至于跑到硅片正面,底部管路高压空气喷吹使得硅片在滚轮上悬浮但被带动旋转,高压吹起结构左侧设置有具有缓冲机制的管轮用以使硅片固定在中心位置,右侧开口处之上设置有触控传感器,硅片碰触至触控传感器时停止高压空气喷吹;右侧开口处之下设置有滚轮,由马达控制用以在启动时使硅片转动;

电镀结构从左至右依次设置为参考电机极、惰性电极、铜阳极、电镀阴极,其中参考电极为饱和甘汞电极;惰性电极为白金,铜阳极、电镀阴极之间设置有阳离子交换膜;

硅片载盘正中央外可增加高压空气喷射口来维持液体在硅片正背面流动;旋转蚀刻结构部分四周设置有化学溶液排放捕捉槽。

7.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特征在于,半导体芯片生产制备系统与自动化控制系统连接实现自动化控制。

8.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统,其特征在于,工艺流程步骤如下:

步骤1,光面硅片载入第二操作腔体然后抽真空;

步骤2,湿式清洗光面硅片的表面;

步骤3:将等离子辅助化学气相沉积镀氧化硅薄膜于光面硅片表面:

步骤4:硅片下降至V3腔体涂布光刻胶:

步骤5:硅片移至最上方由光刻术模组曝光:

步骤6:硅片下降到第三操作腔体执行硅片光刻胶显影;

步骤7:硅片上移至第二操作腔体蚀刻氧化硅然后去除光刻胶;

步骤8:将氮化钽及铜种子层溅镀于已图案化之氧化硅上;

步骤9:硅片下降至第三操作腔体之电镀槽执行铜电镀成长;

步骤10:用冰粒喷射抛光来平坦化铜而最后将硅片由匣门退出此设备。