CN111627831B - 一种半导体芯片生产制备系统的加热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，设置有X方向左边结构、X方向右边结构和Y方向左边结构、Y方向右边结构两组，分别设置在硅片的四周且每组相对设置；加热工作时，硅片放置在加热结构部分之上，通过举起机构将加热结构部分举起完成作业要求，由此可以看出本发明加热结构部分是本发明结构特征不可或缺的一个技术特征点，是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。

Description

一种半导体芯片生产制备系统的加热结构
技术领域
本发明涉及半导体加工和制造领域，具体为一种半导体芯片生产制备系统的加热结构。
背景技术
半导体硅材料的现状，在当今全球超过2000亿美元的半导体市场中，95％以上的半导体器件和99％以上的集成电路(LSI)都是用高纯优质的硅抛光片和外延片制作的。在未来30-50年内，它仍将是LSI工业最基本和最重要的功能材料。半导体硅材料以丰富的资源、优质的特性、日臻完善的工艺以及广泛的用途等综合优势而成为了当代电子工业中应用最多的半导体材料，它还是可获得的纯度最高的材料之一，其实验室纯度可达12个“9”的本征级，工业化大生产也能达到7～11个“9’的高纯度。产品应用半导体或芯片是由硅生产出来的。晶圆片上刻蚀出数以百万计的晶体管，这些晶体管比人的头发要细小上百倍。半导体通过控制电流来管理数据，形成各种文字、数字、声音、图象和色彩。它们被广泛用于集成电路，并间接被地球上的每个人使用。这些应用有些是日常应用，如计算机、电信和电视，还有的应用于先进的微波传送、激光转换系统、医疗诊断和治疗设备、防御系统和NASA航天飞机。
加工硅芯片的工艺包括长晶、切割、抛光、清洗等等工序，集成电路制造中的重复工艺步骤如下扩散→薄膜淀积→光刻→刻蚀→离子注入→CMP→金属化→热处理→测试等等细节步骤，其中离子注入过程到扩散在实际应用过程中进行检测并重复若干次是常态，在制备过程中因所需环境为洁净室要求极高，每个工位的机械化、自动化生产器材占用场地及其复杂和昂贵，此制备流程又较为复杂，成本相当高；就拿台积电在16nm和10nm技术上的投资预估要在115亿至120亿美元之间，为此如何节约成本是本领域技术面临革新的首要问题。
一种半导体芯片生产制备系统，能够将裸硅晶圆片原料在一个工作腔体内实现重复的加工步骤，且最终完成符合产品要求质量及规格的半导体硅芯片，从而可以节省晶圆制造和加工工具的成本，也可以降低工厂厂房的占地面积及成本的一种半导体芯片生产制备系统，在设备中加热部分设置在第三操作腔体内，实现半导体芯片的加热。
发明内容
本发明的目的在于如何提供一种半导体芯片生产制备系统的加热结构。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，其特征在于：半导体芯片生产制备装置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；第三操作腔体内以上结构分别完成湿式清洗光面硅片、底部抗反射材料涂布及洗边制成工艺、光刻胶涂布及洗边制成工艺、硅片光刻胶显影制成工艺、旋涂介电材料制成工艺、旋涂玻璃材料制成工艺、旋涂碳材料制成工艺、旋转湿式蚀刻硅片正面及反面制成工艺及执行电镀铜制成工艺。
作为优选，所述加热结构部分设置有X方向左边结构、X方向右边结构和Y方向左边结构、Y方向右边结构两组，分别设置在硅片的四周且每组相对设置。
作为优选，所述加热结构部分的X方向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、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或降温速率；
X方向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、光刻胶层加热盘、非接触式热对流加热光刻胶层，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率。
作为优选，所述加热结构部分的Y方向左边结构由上至下依次包括供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘、底部抗反射层加热盘、非接触式热对流加热底部抗反射层，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率；
Y方向右边结构由上至下依次包括供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘、光刻胶层加热盘、非接触式热对流加热光刻胶层，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率。
作为优选，所述加热结构部分设置有两组，分别设置在硅片的四周且每组相对设置。
作为优选，所述供电浆辅助化学气相沉积镀膜的电阻加热盘和供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘材料均是316不锈钢的静电吸附载盘。
作为优选，所述供低压、有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘和供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘材料是石墨。
作为优选，所述加热结构部分通过射频电源及机械传动机构实现移动。
工作过程中，加热工作时，硅片放置在加热结构部分之上，通过举起机构将加热结构部分举起完成作业要求，由此可以看出本发明加热结构部分是本发明结构特征不可或缺的一个技术特征点，是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。
附图说明
图1为本发明制备系统X方向结构示意图；
图2本发明加热结构部分X方向示意图；
图3为本发明加热结构部分Y方向示意图；
图4为本发明硅片在硅片载盘及硅片举起机构间转移之流程图；
附图标记：
1-第一操作腔体；2-第二操作腔体；3-第三操作腔体；4-加热结构部分；4.1-供电浆辅助化学气相沉积镀膜的电阻加热盘；4.2-底部抗反射层加热盘；4.3-非接触式热对流加热底部抗反射层；4.4-供低压、有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘；4.5-光刻胶层加热盘；4.6-非接触式热对流加热光刻胶层；4.7-供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘；5-冰粒平坦化制程结构部分；6-旋转蚀刻结构部分；7-射频电源及机械传动机构；8-硅片举起机构；a-硅片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明实施例中，一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，其特征在于：半导体芯片生产制备装置由上至下设置有第一操作腔体(1)、第二操作腔体(2)、第三操作腔体(3)；第三操作腔体(3)内部由上至下依次安装设置有加热结构部分(4)、冰粒平坦化制程结构部分(5)、旋转蚀刻结构部分(6)；第三操作腔体(3)内以上结构分别完成湿式清洗光面硅片、底部抗反射材料涂布及洗边制成工艺、光刻胶涂布及洗边制成工艺、硅片光刻胶显影制成工艺、旋涂介电材料制成工艺、旋涂玻璃材料制成工艺、旋涂碳材料制成工艺、旋转湿式蚀刻硅片正面及反面制成工艺及执行电镀铜制成工艺。
具体实施过程中，加热结构部分(4)设置有X方向左边结构、X方向右边结构和Y方向左边结构、Y方向右边结构两组，分别设置在硅片的四周且每组相对设置。
具体实施过程中，加热结构部分(4)的X方向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(4.1)、底部抗反射层加热盘(4.2)、非接触式热对流加热底部抗反射层(4.3)，上下电热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率；
X方向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(4.4)、光刻胶层加热盘(4.5)、非接触式热对流加热光刻胶层(4.6)，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率。
具体实施过程中，加热结构部分(4)的Y方向左边结构由上至下依次包括供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘(4.7)、底部抗反射层加热盘(4.2)、非接触式热对流加热底部抗反射层(4.3)，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率；
Y方向右边结构由上至下依次包括供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘(4.8)、光刻胶层加热盘(4.5)、非接触式热对流加热光刻胶层(4.6)，上下加热盘之间可增加热交换机制来节省电能及加快升温或降温速率。
具体实施过程中，供电浆辅助化学气相沉积镀膜的电阻加热盘(4.1)和供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘(4.7)材料均是316不锈钢的静电吸附载盘。
具体实施过程中，供低压、有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘(4.4)和供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘(4.8)材料是石墨。
具体实施过程中，加热结构部分(4)通过射频电源及机械传动机构(7)实现移动。
具体实施过程中，如图4所示，加热工作时硅片放置在加热结构部分(4)之上，通过举起机构将加热结构部分(4)举起完成作业要求，具体流程步骤如下：
步骤1，硅片a由硅片举起机构(8)支撑
步骤2，硅片a由加热结构部分(4)的加热盘举起
步骤3，硅片a举起机构(8)离开加热结构部分(4)的加热盘区域外；
由此可以看出本发明加热结构部分(4)是本发明结构特征不可或缺的一个技术特征点，是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，其特征在于：半导体芯片生产制备装置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；加热结构部分设置有X方向左边结构、X方向右边结构和Y方向左边结构、Y方向右边结构两组，分别设置在硅片的四周且每组相对设置；
加热结构部分的X方向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、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增加热交换机制来节省电能及加快升温.降温速率；
X方向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、光刻胶层加热盘、非接触式热对流加热光刻胶层，上下加热盘之间增加热交换机制来节省电能及加快升温.降温速率；
加热结构部分的Y方向左边结构由上至下依次包括供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘、底部抗反射层加热盘、非接触式热对流加热底部抗反射层，上下加热盘之间增加热交换机制来节省电能及加快升温.降温速率；
Y方向右边结构由上至下依次包括供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘、光刻胶层加热盘、非接触式热对流加热光刻胶层，上下加热盘之间增加热交换机制来节省电能及加快升温.降温速率。
2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，其特征在于：供电浆辅助化学气相沉积镀膜的电阻加热盘和供变压器藕合电浆反应离子蚀刻使用的电阻加热盘材料均是316不锈钢的静电吸附载盘；
供低压、有机金属化学气相沉积镀膜的电阻加热盘和供内气流产生氧化、快速加热退火、快速加热氧化使用的的电阻加热盘材料是石墨。
3.根据权利要求1所述的一种半导体芯片生产制备系统的加热结构，其特征在于：加热结构部分通过射频电源及机械传动机构实现移动。
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