1.一种制备半导体硅芯片的生产工艺,在同一设备腔体内完成,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:
打开第二操作腔体闸门→将原材料硅片通过机械手臂放置至第二操作腔体内的硅片举起支架上→关闭第二腔体闸门→然后抽真空;
步骤2,湿式清洗光面硅片的表面:
平衡第二操作腔体和第三操作腔体的压力→开启闸阀→硅片载盘上升接住光面硅片→下降至第三操作腔体内化学溶液排放捕捉盘位置→关闭闸阀→将第二操作腔体抽真空→将第三操作腔体泄压至大气压→执行SC1,SC2,BHF及漂净制程工艺;
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:
将第三操作腔体通过丙醇酒精蒸气进行喷刷→将第三操作腔体抽真空→开启闸阀→光面硅片上升至第二操作腔体的硅片举起支架上→关闭闸阀→将第二操作腔体抽真空→平衡第一操作腔体和第二操作腔体的压力→开放无靶闸阀→电浆模组移至第二操作腔体正中央→开始通气等离子镀膜氧化硅;
步骤4:硅片下降至V3腔体涂布光刻胶:
将第二操作腔体硅片举起支架移至腔体正中央→开启闸阀→将硅片下降至第三操作腔体→关闭闸阀→将第三操作腔体破真空至大气压→执行光刻胶涂布制成工艺;
步骤5:硅片移至最上方由光刻术模组曝光:
将第三操作腔体抽真空→开启闸阀→用载盘将硅片上升至第一操作腔体→第一操作腔体晶圆升降器移到中心以保持晶圆→载盘下降至第三操作腔体→关闭闸阀→硅片曝光载台支撑硅片→关闭无靶闸阀→将第二操作腔体抽净真空→将第一操作腔体真空通风至大气压→开放曝光闸阀→执行曝光制成工艺;
步骤6:硅片下降到第三操作腔体执行硅片光刻胶显影
硅片举起支架移至中央撑住硅片 晶圆升降器移到中心以保持晶圆→硅片曝光载台离开硅片→关闭曝光闸阀→将第一操作腔体抽高真空,第一操作腔体泵关闭→开放无靶空闸阀→开启闸阀→硅片由载盘下降至第三操作腔体→关闭闸阀→关闭无靶空闸阀→将第二腔体抽高真空→将第三操作腔体破真空至大气压→执行硅片光刻胶显影制成;
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
将第三操作腔体抽高真空→开放第二操作腔体无靶空闸阀→将第二操作腔体电浆模组移至中央→开放闸阀→用载盘将硅片上移至第二操作腔体→用第二操作腔体硅片举起支架撑起硅片且载盘降至第三操作腔体→关闭闸阀→将第二操作腔体硅片举起支架退回外侧→将第二操作腔体室泵关闭抽高真空→将多孔圆盘退至外围后通气蚀刻氧化硅→将多孔圆盘移至中央后执行光刻胶剥除制程工艺;
步骤8:将氮化钽及铜种子层溅镀于已图案化之氧化硅上
将第二操作腔体电浆模组移出→溅镀遮板移至中央上方→将钽靶移入后溅镀氮化钽→将铜靶移入后溅镀铜;
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
用第二操作腔体之硅片举起支架支撑硅片→开放闸阀;用载盘将硅片降至第三操作腔体→关闭闸阀;将第二操作腔体室泵关闭抽高真空→将第三操作腔体破真空至大气压→铜电镀槽开始循环电镀液→执行电镀铜制成工艺→排放掉电镀废液→用去离子纯水冲洗电镀槽;
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。
2.硅片在用纯水冲洗后旋干→硅片移至化学捕捉槽执行冰粒平坦化制程;
硅片以异丙醇旋转冲洗→开放闸阀→用载盘将硅片升至第二操作腔体→用第二操作腔体的硅片举起支架支撑硅片而后用载盘降至第三操作腔体→关闭闸阀→将第二操作腔体抽高真空→硅片从匣门退出此设备→关闭匣门且将第二操作腔体抽高真空→将第三操作腔体抽高真空。
3.根据权利要求1所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,在同一设备腔体内完成,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,此阀门的开关不限定其开关的方式,可使用现有技术中开关阀门的任意一种方式;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及溅镀铜靶材和模拟闸阀及曝光片夹持器;上述磁控管、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; 因此设置有电浆模组;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。
4.根据权利要求2所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,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。
5.根据权利要求2所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,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。
6.根据权利要求2所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,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。
7.根据权利要求2所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,其特性在于:冰粒喷射抛光平坦化是将参水选择性混合化学溶液的冰粒喷射嘴可在旋转的硅片上,左右前后来回扫描对全晶圆表面做喷砂的动作来平坦化铜、 介电膜.钨,完成制程工艺后,参水冰粒喷射嘴会回到载盘外的停驻位置,参水冰粒喷射嘴的横截面可以是同心圆、同心方形、矩形结构是由高压喷射管的方式进行;其中高压喷射管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。
8.根据权利要求1或2或6任意一项所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,其特性在于:冰粒平坦化制程工艺流程如下:a.选取制程程序后下载
b.参水冰粒喷射嘴移出至硅片载盘上方任意制程程序决定之位置
c.参水冰粒喷射嘴开始以低抛光率前后左右全硅片区域移动喷射参水冰粒来预抛铜表面
d.参水冰粒喷射嘴开始混合制程程序决定之化学溶液而后以高抛光率喷射参水冰粒来加速抛光铜表面e.当目标铜抛光厚度达到后参水冰粒喷射嘴停止供应冰粒及化学溶液但持续以去离子纯水冲洗硅片铜表面至程序决定之时间,是否达到铜抛光厚度可用内建.外部量测机制;
f.参水冰粒喷射嘴停止喷水并退回停泊位置
d.被处理的硅片旋干后退出此装置;
根据权利要求2所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,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;
硅片载盘及硅片举起机构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。
9.根据权利要求1和2任意一项所述的一种制备半导体硅芯片的生产工艺,其特性在于,旋转蚀刻制成工艺流程如下:a.移动手臂伸出抓住硅片
b.化学溶液喷射手臂伸出
c.开始喷射湿式蚀刻化学溶液
d.高压空气同时开始吹气使液体保持在硅片背面向外流动。