[发明专利]一种微纳结构固化方法

说明书

本发明提供一种微纳结构固化方法，所述方法包括，将经显影后具有微纳图形结构的晶圆放置于去离子水的溶液中，用去离子水置换出晶圆上的显影液；将置换完成的晶圆放置在微波干燥腔室内的载片台上，开启真空吸附装置以便将晶圆固定在载片台上；启动微波功率源，通过微波耦合匹配器将微波功率完全施加至微波干燥腔室内，对晶圆上的微纳图形结构进行微波干燥固化；微波功率源开启一段时间后，启动与微波干燥腔室连接的真空泵组，将腔室内的水汽排除至腔室外，直至固化完毕，取出晶圆。本发明微纳固化方法能够有效彻底地清除晶圆上的水分，进而干燥固化微纳结构，并且固化过程不会导致这些微纳结构塌陷。

技术领域

本发明涉及半导体微纳结构制造技术领域，特别涉及一种微纳结构固化方法。

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，晶圆上的微纳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。

半导体微纳结构的一般制造过程通常是先在晶圆上生长薄膜，然后旋涂光刻胶(或称为抗蚀剂)，接着进行光刻曝光，要想获得质量高的微纳结构图形，高分辨率的光刻技术是其必要条件。采用高分辨率光刻技术加工处理后的抗蚀剂微纳图形结构，其后续处理工艺也直接影响着微纳结构图形的质量，尤其是抗蚀剂图形的处理，由于显影过程是湿法工艺，所以晶圆上的微纳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微纳图形结构的塌陷，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。

传统的干燥方法，例如离心甩干，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，然而对微纳图形结构很难彻底清除其内附着的水分。

又如氮气吹扫，它是利用喷出的氮气吹扫晶圆上的微纳结构进行，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，还有一些复合干燥方法，即增加高温干燥过程，利用烘烤的方式来干燥，然而由于甩干或吹扫均无法彻底清除水分，在烘烤过程中，会因附着在微纳图形结构内的水分的表面张力作用，不可避免地会使得微纳图形从内部塌陷，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微纳固化方法，能够有效彻底地清除晶圆上的水分，进而干燥固化微纳结构，并且固化过程不会导致这些微纳结构塌陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微纳固化方法，包括如下步骤：

将经显影后具有微纳图形结构的晶圆放置于去离子水溶液中，用所述去离子水溶液置换出所述晶圆上的显影液；

将置换完成的所述晶圆放置在微波干燥腔室内的载片台上，开启真空吸附装置，将所述晶圆固定在所述载片台上；

启动微波功率源，通过微波耦合匹配器将微波功率完全施加至所述微波干燥腔室内，对所述晶圆上的微纳图形结构进行微波干燥固化；

微波功率源预干燥一段时间后，启动与微波干燥腔室连接的真空泵组，将所述微波干燥腔室内的水汽排除至所述微波干燥腔室外，直至所述晶圆上的微纳图形结构内的水分完全去除，关闭所述微波功率源和所述真空泵组，取出所述晶圆。

进一步地，所述关闭所述微波功率源和所述真空泵组，对所述晶圆进行进一步干燥固化，包括：开启所述微波干燥腔室内的紫外固化灯，通过对所述晶圆上的微纳图形结构进行辐照，对所述晶圆进行进一步干燥固化。

进一步地，所述微波功率源预干燥的时间长度为5分钟至100分钟；所述辐照的时间长度为5分钟至30分钟。