[发明专利]降低硅凹陷的光阻去除工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种降低硅凹陷的光阻去除工艺。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，利用光刻过程将印在光掩模上的图形结构转移到衬底的表面上。在光刻过程中，首先将光阻旋转涂布在衬底上，然后对其进行软烘干，接着对涂布有光阻的晶片进行光刻和显影，然后采用干法刻蚀对衬底进行蚀刻，使得光阻上的图形深入到衬底中。在完成衬底蚀刻之后，已经不再需要光阻作保护层，可以将其除去。传统会采用灰化加湿法清洗的工艺将该光阻的去除，但该方法会对所接触到的固有的硅层造成损害，即硅凹陷（Si Recess）。随着器件尺寸的越来越小，硅凹陷带来的影响越来越大，尤其是对于类似轻掺杂漏（LDD）的制程，在40nm以下的逻辑器件的制造过程中，由于LDD制程造成的硅凹陷已经会对器件的稳定性造成相当大的影响，同时，随着关键尺寸的减小，灰化工艺已经到达其工艺极限。需要寻找新的光阻去除工艺，以达到稳定且性能高的器件。

例如图1a-1c所示的传统典型的轻掺杂漏（LDD）光阻去除的基本过程，在衬底1上不需要进行离子掺杂的区域覆盖光阻2，首先通过离子注入技术对未被光阻2覆盖区域进行离子掺杂，在掺杂完毕后，需要对光阻2进行去除，去除光阻2会先后采用灰化（asher）和湿法清洗的步骤。灰化中使用的主要气体是氧气，在灰化过程中，没有被光阻覆盖的区域的硅层暴露在氧气中，于是，表面的硅层被氧化或出现晶格破坏现象。在整个掺杂漏制程处理中，源漏区的硅都会出现氧化和晶格破坏（如图1b所示）；灰化处理后，需要进行的湿法清洗步骤对于氧化物有较强的去除能力，于是，该氧化的硅层就会在湿法清洗步骤中被消除，从而造成了硅凹陷和掺杂损失（如图1c所示）。一般地，在整个掺杂漏过程中会造成的硅凹陷可达到3～4nm.随着关键尺寸40nm以下技术节点的半导体工艺而言，这种程度的硅凹陷和掺杂损失已经会明显地影响器件的特性和可靠性。

中国专利（公开号：CN102427039A）公开了一种光阻去除方法，应用于MIM电容制作工艺，该光阻去除方法包括：在晶片表面形成光阻层，并对覆盖光阻层的晶片进行曝光和显影；当需要去除所述光阻层时，采用至少一种有机溶剂对所述光阻层进行湿法刻蚀，以去除晶片表面的光阻层。该发明光阻去除方法改变了传统工艺中的干法刻蚀去除光阻的步骤，避免了产品表面形成不易刻蚀的氧化物，此外能够更加有效地去除光阻，从而提高了产品良率。

中国专利（公开号：CN102135733A）公开了一种光阻去除方法,所述半导体结构包括：由低k和/或超低k材料构成的中间介电层、在所述中间介电层上方形成的ODL底部抗反射层、在所述ODL底部抗反射层上形成的基于硅的抗反射层Si-ARC层，以及在所述Si-ARC层上方形成的光刻胶层，该方法包括：用等离子体方法去除光刻胶层；用CF4等离子体去除Si-ARC层，其中在去除过程中,CF4的气体流量和偏置功率中的至少一个随时间而降低；以及用等离子体方法去除ODL底部抗反射层。该发明还提供了通过上述方法获得的半导体结构、半导体器件，以及包含这样的半导体器件的电子设备。利用该发明的光阻去除方法，可以在重加工过程中清除不理想的光阻，减少残余，并且减小光阻去除过程对低k/超低k材料构成的介电层的损害。

上述两件专利均公开了光阻去除方法，但与本发明所公开的光阻去除工艺所采取的技术方案并不相同，另外，上述两件专利并未解决现有技术中进行光阻去除时会引起硅凹陷，从而影响器件的特性和可靠性的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开一种降低硅凹陷的光阻去除工艺，以克服现有技术中进行光阻去除时采用灰化加清洗的步骤会引起较多的硅凹陷，从而影响器件的特性和可靠性的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种降低硅凹陷的光阻去除工艺，在对衬底表面的光阻进行去除时，采用洗净溶液对所述衬底表面的光阻进行湿法去除工艺；

其中，所述洗净溶液包括H₂SO₄溶液和H₂O₂溶液，预先加热H₂SO₄溶液至其温度高于150℃，然后向光阻喷洒温度高于150℃的H₂SO₄溶液的同时，向光阻喷洒H₂O₂溶液。