CN111627832B - 一种半导体芯片生产制备系统的冰粒平坦化制程结构 - 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冰粒平坦化制程结构，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喷出；本发明结构简单，可与自动化控制系统连接实现自动化控制，本发明冰粒平坦化制程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冰粒平坦化制程结构
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冰粒平坦化制程结构。
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，在设备中冰粒平坦化制程设置在第三操作腔体内，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、 介电膜或钨，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。
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冰粒平坦化制程结构。
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冰粒平坦化制程结构，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。
作为优选，此工艺设备可以与自动化控制系统连接实现自动化控制；冰粒平坦化铜制程工艺流程如下：
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或外部量测机制；
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。
本发明结构简单，可与自动化控制系统连接实现自动化控制，本发明冰粒平坦化制程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本发明冰粒平坦化制程结构部分结构示意图；
图3本发明具有石英套筒的感应耦合电浆线圈；
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；5-冰粒平坦化制程结构部分；5.1-高压空气输入管路；5.2-冰珠冰粒输入管路；5.3-去离子水输入管路；5.4-选择性化学品输入管路；5.5-热绝缘管路；5.6-冰粒与水雾混合区域；5.7-高压空气喷射嘴；6-旋转蚀刻结构部分。
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1-2，本发明实施例中，一种半导体芯片生产制备系统的冰粒平坦化制程结构，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。
作为优选，所述冰粒平坦化制程结构部分（5）中间为高压空气输入管路（5.1），两侧依次设置为冰珠冰粒输入管路（5.2），去离子水输入管路（5.3）、选择性化学品输入管路（5.4），去离子水输入管路（5.3）与冰珠冰粒输入管路（5.2）之间设置有热绝缘管路（5.5），高压空气输入管路（5.1）与两侧的冰珠冰粒输入管路（5.2）之间设置有热绝缘管路（5.5），选择性化学品输入管路（5.4）与去离子水输入管路（5.3）相连通用于稀释化学品，去离子水输入管路（5.3）与冰珠冰粒输入管路（5.2）相连通与冰珠冰粒在冰粒与水雾混合区域（5.6）混合后通过高压空气喷射嘴（5.7）的喷出。
作为优选，此工艺设备可以与自动化控制系统连接实现自动化控制；冰粒平坦化铜制程工艺流程如下：
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或外部量测机制；
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。
本发明结构简单，可与自动化控制系统连接实现自动化控制，本发明冰粒平坦化制程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。
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 (1)

1.一种半导体芯片生产制备系统的冰粒平坦化制程结构，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；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；
此制备系统可以与自动化控制系统连接实现自动化控制，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。
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