[发明专利]一种半导体芯片生产制备系统的光刻术结构

说明书

本发明公开了一种半导体芯片生产制备系统的光刻术结构，是由第一平面固定反射镜、第一凹曲面固定反射镜、第一凸曲面固定反射镜、第二平面固定反射镜、第一平面X方向上下步进反射镜、第一平面X方向斜向步进反射镜、第一平面Y方向水平步进反射镜共七个光学反射镜组成，通过步进光学反射镜组合的移动器件作为反射镜组，这些反射镜组的尺寸仅约需要比每次聚焦曝光面积约5X5～26X33毫米平方区域稍大即可，大幅减轻移动器件的质量，节省器件移动所需之水电气功率消耗，节省机台拥有成本；本发明光刻术结构部分是整机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。

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光刻术结构。

背景技术

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。

现有4:1或5:1的图像缩影式(Image Reduction)光刻成像设备如图2左半部分，图像在芯片正常步进/扫描仪的焦点位置成像，成像位置为实像(Real Image)。早期的1:1的图像光刻成像设备如图2右半部分。这两种光刻术设备间的共同点即是两者均需要安装步进式或扫描式的移动平台来步进完成整个硅片全部面积的曝光。然而，一般移动平台为达成整片200～300毫米硅片都能移动至每次聚焦曝光面积（约5X5～26X33毫米平方）区域，因此移动平台之尺寸非常庞大且质量沉重。此巨大移动平台的存在，导致半导体制程工艺制造程序几已完全无法上下方垂直整合。这对现今营运已非常昂贵的半导体厂房尺寸无法利用降低厂房尺寸来节省营运成本。

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，在设备中光刻术结构设置在第一操作腔体，实现制备工艺第五个步骤中将硅片移至最上方由光刻术模块曝光的作业。

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光刻术结构，通过步进光学反射镜组合的移动器件作为反射镜组，这些反射镜组的尺寸仅约需要比每次聚焦曝光面积（约5X5～26X33毫米平方）区域稍大即可，大幅减轻移动器件的质量，节省器件移动所需之水电气功率消耗，节省机台拥有成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：