[发明专利]一种光刻胶去除方法及半导体生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种离子注入工艺之后的光刻胶去除方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的数据存储量以及更多的功能，半导体晶片朝向更高的元件密度、高集成度方向发展。CMOS器件的特征尺寸已经进入纳米阶段，栅极宽度变得越来越细且长度变得较以往更短。这就使得半导体器件的发展产生了两个新的要求：低掺杂浓度控制和超浅结。

离子注入克服了化学扩散工艺的限制，同时也提供了额外的优势。离子注入过程中没有侧向扩散，工艺在接近室温下进行，杂质原子被置于晶圆表面的下面，同时使得宽范围内的掺杂成为可能，有了离子注入，可以对晶圆内掺杂的位置和数量进行更好的控制。另外，光刻胶与通常的二氧化硅层一样可以作为掺杂的掩膜。基于这些优点，先进电路的主要掺杂步骤都采用离子注入来完成。

图1是现有的实现离子注入的各步骤器件剖面图。如图所示，在半导体衬底10上形成氧化层11后，在氧化层11上涂布一层光刻胶层12，然后对光刻胶层12进行图形化工艺，将需要进行离子注入的衬底区域上方的光刻胶刻蚀掉。然后以剩余光刻胶层为掩模进行离子注入。在这个过程中，由于会有一部分具有一定的轰击能量的杂质离子注入到光刻胶12中，与表层的光刻胶反应而在光刻胶12的表层形成一层硬质表层13。

随后，需要将上述具有硬质表层13的光刻胶12除去。以往的做法是先通过等离子体干法刻蚀去除大部分光刻胶，然后在配合湿法刻蚀对残余光刻胶进行清除。但是在去除光刻胶12的过程中，由于硬质表层13的存在，要求干法刻蚀工艺中的等离子具有比较高的轰击能量，并加长时间的清洗液清洗以彻底去除残留物。当器件特征尺寸进入65nm以下工艺节点之后，氧化层11变得越来越薄。等离子能量控制不当的话极易破坏衬底10中的硅，导致器件损坏，并且干法刻蚀很容易在器件表面形成辐射损伤。而如果不进行干法刻蚀工艺，单纯使用湿法清洗去除硬质表层13的光刻胶12，虽然能减少对硅表面破坏的机会，但是当离子注入能量较高而使形成的硬质表层13较厚时，单纯的湿法清洗难以完全去除光刻胶和硬质表层，从而在衬底10表面留下光刻胶残留物14。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光刻胶的去除方法以及一种半导体制作方法，该光刻胶去除方法能够彻底地去除光刻胶并避免在去胶过程中对衬底形成损坏，同时该半导体制作方法能够保证在离子注入工艺后，光刻胶层被有效的去除，从而减少因光刻胶残留物引起的缺陷对半导体器件的损坏。

根据本发明的目的提出的一种光刻胶去除方法，包括步骤：

1)软化工艺，利用去离子水对光刻胶表面的硬质层进行快速冲洗；

2)干法去胶工艺，利用等离子体对光刻胶进行轰击，以去除软化之后的硬质层和部分光刻胶；

3)湿法去胶工艺，利用清洗液去除剩余光刻胶。

可选的，所述去离子水的温度为55℃-65℃。

可选的，所述软化工艺的持续时间为9-10分钟。

可选的，所述干法去胶工艺使用的等离子体由微波、射频和臭氧源共同作用产生。

可选的，所述湿法去胶工艺使用的清洗液为硫酸和氧化剂溶液。

本发明还提供了一种包含本发明所述光刻胶去除方法的半导体生产方法，其包括步骤：

1)提供一半导体衬底，在该半导体衬底上线后形成氧化侧和光刻胶层；

2)对光刻胶层进行图形化工艺，在光刻胶表面形成用以进行离子注入工艺的图形；

3)离子注入工艺，以上述图形化工艺之后的光刻胶为掩模进行离子注入，使部分半导体衬底形成杂志区；

4)光刻胶去除工艺，所述光刻胶去除工艺包括：

4.1、软化工艺，利用去离子水对光刻胶表面的硬质层进行快速冲洗；

4.2、干法去胶工艺，利用等离子体对光刻胶进行轰击，以去除软化之后的硬质层和部分光刻胶；

4.3、湿法去胶工艺，利用清洗液去除剩余光刻胶；

5)栅氧制作工艺，在去除完光刻胶之后的氧化层上，继续制作新的氧化层，以形成栅氧；以及

6)栅极制作工艺，在栅氧上制作多晶硅层，形成栅极。

上述的光刻胶去除方法以及半导体制作方法中，由于在干法去胶工艺之前加入了去离子水软化工艺，使得原本因离子注入的高能离子引起的光刻胶硬质层被软化，然后利用干法去胶和湿法去胶的结合，有效的去除光刻胶层，于现有技术比较起来，具有如下的技术效果：