[发明专利]一种纳米图形快速固化装置

说明书

本发明提供一种纳米图形快速固化装置，包括腔体，在腔体内设有旋转夹持机构和微波耦合匹配器，旋转夹持机构包括载片台和旋转电机，旋转电机与载片台以机械方式相连接，进而能够驱使载片台围绕旋转电机的旋转轴转动；微波耦合匹配器通过微波传输导线与微波功率源相连接，微波耦合匹配器包括微波天线、阻抗匹配网络和微波检测器，根据微波检测器的检测结果，阻抗匹配网络自动调整，以使得微波天线能够将微波功率源的输出功率完全施加至腔体内；腔体内还设有开口，其通过导管与外部的真空泵组相连。本发明纳米图形快速固化装置，能够有效彻底地清除晶圆上的水分，进而快速固化纳米图形结构，并且干燥过程不会导致这些结构塌陷。

技术领域

本发明涉及一种固化装置，特别涉及一种纳米图形快速固化装置。

背景技术

现代集成电路工艺不断向着更小特征尺寸和更大晶圆尺寸方向发展，例如特征尺寸进入10纳米以及晶圆直径大于12寸，这对微电子器件制作工艺提出了更大的挑战。因为在微电子器件的制造过程中，随着特征尺寸的进一步减小和结构复杂程度的进一步提高，晶圆上的纳米图形结构的塌陷已成为日益严重的问题。结构塌陷的原因有很多，例如受到外界力的作用、结构自身的应力、较弱的结构材料以及干燥过程中的表面张力等。其中，由于湿法工艺的存在，晶圆上的纳米图形结构内可能存留少量的水分，特别是深沟深槽内，这些水分在干燥过程往往会因表面张力作用而造成纳米图形结构的塌陷，因此，如何快速有效地彻底去除这些水分是避免上述塌陷的关键。

传统的干燥装置，例如离心甩干机，它是利用离心力将水分从晶圆内甩出从而实现干燥，这样方式对宏观结构是有效的，然而对纳米图形结构很难彻底清除其内附着的水分。

又如氮气枪，它是利用喷出的氮气对晶圆上结构进行吹扫，这样方式对宽浅槽结构是有效的，但是对于高深宽比的光刻胶深槽基本无效，甚至还有可能因吹扫力过大而将这些结构吹塌。

此外，还有一些复合干燥装置，即在上述这些装置的基础上增加高温干燥模块，利用烘烤的方式来干燥，然而由于上述装置无法彻底清除水分，在烘烤过程中，会因附着在纳米图形结构内的水分的表面张力作用，不可避免地会使得纳米图形从内部塌陷，造成整个晶圆报废，损失很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米图形快速固化装置，能够有效彻底地清除晶圆上的水分，进而快速固化纳米图形结构，并且干燥过程不会导致这些结构塌陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米图形快速固化装置，包括腔体，在所述腔体内设有旋转夹持机构和微波耦合匹配器；其中，所述旋转夹持机构包括载片台和旋转电机，所述载片台用于承载已显影置换后的晶圆，所述旋转电机与所述载片台采用机械方式相连接，使所述载片台围绕所述旋转电机的旋转轴转动；其中，所述微波耦合匹配器通过微波传输导线与微波功率源相连接，所述微波耦合匹配器包括微波天线、阻抗匹配网络和微波检测器，所述微波检测器用于检测所述微波功率源输出至所述微波耦合匹配器的微波功率信号的入射功率和反射功率，并且根据所述入射功率和所述反射功率，自动调整所述阻抗匹配网络，直至所述微波天线将所述微波功率源的输出功率全部施加至所述腔体内；所述腔体内还设有开口，所述开口通过导管与外部的真空泵组相连，将所述腔体内的水汽排出至所述腔体外。

进一步地，所述腔体内还设有紫外固化灯。

进一步地，所述载片台具有真空吸附装置，通过所述真空吸附装置将所述晶圆固定在所述载片台上。

进一步地，所述微波功率源的频率范围为900MHz至13GHz。

进一步地，所述微波功率源的额定输出功率范围为100W至5000W。

进一步地，所述载片台围绕所述旋转电机的旋转轴转动的速度范围为每分钟100转至每分钟10000转。

进一步地，所述阻抗匹配网络包括微带线和可调电容。