解读全国关键性专利：涵盖的全面性和实用性

在半导体集成电路制作中，有一步骤是通过光刻工艺在半导体衬底上形成光刻胶层，对光刻胶层进行曝光和显影后定义出刻蚀和离子注入的区域，并在完成刻蚀或离子注入后，去除半导体衬底上的光刻胶层。现有技术形成光刻胶层通常在涂布设备中进行，光刻胶层形成的过程：将晶圆传输至涂布腔室，采用旋涂工艺在晶圆表面形成一层光刻胶层；将涂布有光刻胶层的晶圆传输至热处理腔室中或热板（Hot Plate），对光刻胶层进行热处理或软烘（Soft Bake），以蒸发光刻胶层中的部分溶剂；将热处理后的晶圆传输至冷板（Cooling Plate）上进行冷却。

在采用热处理腔室对晶圆进行热处理之前，需要设定热处理腔室（晶圆载板）的温度，而在实际的制作工艺中，由于不同制程或不同类型的产品进行光刻工艺时对光刻胶的型号和厚度要求的不同，相应的对晶圆上涂覆的光刻胶层进行热处理时的温度也不相同，即在针对不同制程或不同类型的产品时，需要对热处理腔室设定不同的温度，当设定温度与实时温度存在差异时，就需要通过升温或降温使得热处理腔室的实时温度等于设定温度。但是，现有技术的热处理腔室在进行升温或降温时需要的时间过长。

中芯国际集成电路制造（北京）有限公司和中芯国际集成电路制造（上海）有限公司于2014 年7 月22 日向中国国家知识产权局提交了名为“热处理腔室和热处理方法、涂布设备”的发明专利申请，解决了以上问题。该申请于2018 年3月9日获得专利授权，授权公告号为CN105336562B。该专利涉及H01J37/32（充气放电管）、H01L21/00（专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备）、H01L21/67（专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适用于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置）等多个IPC 领域。表3.1 展示了CN105336562B 专利附加信息，图3.13 所示为CN105336562B 摘要附图。

表3.1　CN105336562B 专利附加信息

该专利公开了一种热处理腔室和热处理方法、涂布设备，其中所述热处理腔室包括晶圆载板，适于放置待加热晶圆；热源位于晶圆载板下方，适于对晶圆载板进行加热；第一驱动单元与热源相连接，适于驱动所述热源靠近或远离所述晶圆载板。本发明热处理腔室的热源可以在第一驱动单元的作用下远离或靠近所述晶圆载板，因而在对晶圆载板进行升温或降温时，不仅可以通过调节热源的温度来使得晶圆载板的温度上升或下降，而且可以通过调节热源与晶圆载板的距离实现晶圆载板的温度的上升或下降，从而极大地减小了使晶圆载板的温度上升或下降时的调节时间。(www.xing528.com)

图3.13　CN105336562B 摘要附图

该专利权利要求1 记载的内容：一种热处理腔室，其特征包括晶圆载板，适于放置待加热晶圆；热源，位于晶圆载板下方，适于对晶圆载板进行加热；第一驱动单元，与热源相连接，适于驱动所述热源靠近或远离所述晶圆载板；还包括位于晶圆载板周围的冷却单元，在进行热处理之前，对晶圆载板温度进行预设，当晶圆载板的实时温度大于预设温度时，冷却单元向处理腔室内输送冷却气体，当实时温度等于或接近设定温度时，冷却单元停止向热处理腔室内输送冷却气体。

光刻是在晶圆上印制芯片电路图形的工艺，是集成电路制造的最关键步骤，在整个芯片的制造过程中约占据了整体制造成本的35％。光刻也是决定集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代光刻工艺。中芯国际集成电路制造有限公司的这件专利涉及的部分就是光刻过程中的一个环节，目前该专利依然维持有效，并且通过PCT 申请的方式，在美国也拥有多个同族专利，可见公司重视程度颇高，在海外市场展开了积极布局。该公司在集成电路装备的相关领域申请了多项专利，单是国内的申请数量已经相当可观，创新实力不容小觑。