[发明专利]去除高剂量离子注入后的光刻胶层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及一种去除高剂量离子注入后的光刻胶层的方法。

背景技术

目前，集成电路已经从60年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可包含约10亿个器件，集成电路之所以能飞速发展，光刻技术的支持起到了极为关键的作用。因为它直接决定了单个半导体器件的物理尺寸，因此光刻技术的水平已经成为决定半导体器件集成度的最重要的因素之一。

光刻技术的基本工艺通常包括涂胶、曝光和显影三大步骤。涂胶工艺的目的是在晶片表面建立薄而均匀、没有缺陷的光刻胶层。曝光是通过曝光灯或其他辐射光源将光掩模上的图形转移到光刻胶层上。曝光后，器件或电路图形以曝光和未曝光区域的形式记录在光刻胶层上。显影后光掩模的图案就固定在光刻胶层上。

在光刻工艺之后即可以光刻胶层为掩模进行刻蚀工艺或者是离子注入工艺。

湿法刻蚀、干法刻蚀或离子注入后，晶片表面的光刻胶都需要去除。

光刻胶层是一层有机物层其经常用于集成电路的制造，其可以使用有机溶剂，例如丙酮、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等来去除。但是在高剂量的离子注入工艺步骤之后，其很难用以上的方法来去除。

现有技术中也有将在高剂量的离子注入步骤之后的光刻胶层去除的尝试。例如使用含氧气体灰化光刻胶层和湿刻蚀的方法。其中湿刻蚀所使用的化学溶剂包括硫酸和过氧化氢的混合物(Sulfuric-peroxide mixture（SPM）)或NMP。但是在用本方法来去除光刻胶时晶片的表面会受到含氧气体的损害，此外由于LDD区域十分接近于晶片的表面，所以这样的损害需要避免。

也有使用具有高体积比的SPM溶液来去除高剂量的离子注入后的光刻胶的尝试。但是该方法对光刻胶层的去除耗时较长、需要很高的反应温度且收效甚微。所以需要一种能把经过高剂量离子注入后的光刻胶彻底去除的方法。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种去除高剂量离子注入后的光刻胶层的方法，包括步骤：a)在半导体衬底上依次形成保护层、掩膜层和光刻胶层；b)图案化所述光刻胶层以定义离子注入区域并暴露部分所述掩膜层；c)湿法去除所述暴露的掩膜层；d)对所述衬底执行离子注入；e)进一步湿法去除位于保护层和所述光刻胶层之间的掩膜层以暴露所述光刻胶层的内部区域；f)湿法去除所述光刻胶层。

进一步，其特征在于使用氮化物形成所述保护层，

进一步，其特征在于所述形成的保护层具有厚度10-20埃。

进一步，其特征在于使用氧化物形成所述掩膜层，

进一步，其特征在于所述形成掩膜层的方法是LTCVD，

进一步，其特征在于所述形成的掩膜层具有厚度200-300埃。

进一步，其特征在于使用DHF执行步骤c)和步骤e)中掩膜层的湿法去除。

进一步，其特征在于步骤c)中使用100:1DHF。

进一步，其特征在于步骤e)中使用300:1DHF，反应时间为40秒。

进一步，其特征在于使用SPM执行步骤f)中光刻胶层的湿法去除，反应温度为125摄氏度。

进一步，其特征在于还包括在步骤f)之后，湿法去除所述掩膜层和所述保护层。

进一步，其特征在于使用H3PO4执行步骤f)之后掩膜层的湿法去除，反应温度为160摄氏度。

进一步，其特征在于使用DHF执行所述步骤f)之后保护层的湿法去除。

进一步，其特征在于所述湿法去除在同一个湿制程机台中进行。

本发明可以在一个湿刻蚀步骤中把受到高剂量离子注入的光刻胶通过其内部区域把之彻底去除，由于省略了现有技术中在含氧气氛中灰化的步骤，所以不会对晶片造成损害。

本发明还具有可以在较低的温度条件下执行所述湿刻蚀以及湿法去除的多个步骤在一个湿制程机台中执行从而减少晶片搬运次数的优点。

附图说明

图1-4是本发明各个工艺步骤的器件剖面图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。