[发明专利]离子注入区的形成方法

说明书

本发明公开了一种离子注入区的形成方法，包括：步骤一、进行离子注入区的形成区域的定义，包括如下分步骤：步骤11、依次形成ODL层、SHB层和PR层；步骤12、采用光刻工艺对PR层进行图形化；步骤13、以图形化后的所述PR层为掩膜对SHB层进行刻蚀从而将图形转移到SHB层上；步骤14、去除PR层，以SHB层为掩膜对ODL层进行刻蚀将图形转移到ODL层上，离子注入区的形成区域的ODL层全部被去除；步骤二、以图形化后的ODL层和SHB层的叠加层为掩膜进行离子注入形成离子注入区；步骤三、去除SHB层和ODL层。本发明能精确控制离子注入区的CD和结深。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种离子注入(IMP)区的形成方法。

背景技术

离子注入区通过离子注入工艺形成于半导体衬底上的掺杂区域，随着工艺节点的缩小，离子注入区的关键尺寸(CD)和结形貌的控制要求越来越高。现有方法中，离子注入区是通过依次形成底部抗反射涂层(Bottom Anti Reflection Coating,BARC)和光刻胶，光刻胶打开离子注入区域后，穿过BARC层进行离子注入形成所述离子注入区。在一些离子注入工艺中，为了减少离子注入能量，还需要对离子注入区域的BARC层进行减薄，但是减薄会是离子注入区的CD扩大。

例如在NAND闪存(flash)中在存储阵列的外围还包括输入输出器件，相对于存储阵列中的存储单元，输入输出器件为高压(HV)器件，通常为高压N型器件即HVN器件；HVN器件的N型源漏(IOSDN)的离子注入时需要采用的BARC层，因此需要采用高注入能量而高注入能量则会导致更深的离子注入区的结(junction)形貌，同时高能IMP作业会是离子注入区的宽度不易控制，最后会使离子注入区的CD撑大约50％。

为了提升NAND flash的HVN器件性能，故需要降低IMP注入能量，能将BARC层厚度减薄到减薄BARC层时采用干法刻蚀(dry etch)进行，减薄是单独对离子注入区的形成区域的BARC层进行打开并进行干法刻蚀减薄，BARC层的减薄本身会使打开区域的开口扩大，从而依然存在离子注入区的CD撑大约50％的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种离子注入区的形成方法，能精确控制离子注入区的CD和结深。

为解决上述技术问题，本发明提供的离子注入区的形成方法包括步骤：

步骤一、进行离子注入区的形成区域的定义，包括如下分步骤：

步骤11、在需要形成离子注入区的下层结构表面依次形成有机底层结构(OrganicUnder Layer，ODL)层、硅氧基硬掩模中间层结构(Si-O-based Hard Mask，SHB)层和光刻胶(PR)层。

步骤12、采用光刻工艺对所述PR层进行图形化，图形化后的所述PR层将所述离子注入区的形成区域打开以及将所述离子注入区的形成区域外覆盖。

步骤13、以图形化后的所述PR层为掩膜对所述SHB层进行刻蚀从而将所述PR层的图形转移到所述SHB层上。

步骤14、去除所述PR层，以所述SHB层为掩膜对所述ODL层进行刻蚀将所述SHB层的图形转移到所述ODL层上，所述离子注入区的形成区域的所述ODL层全部被去除。

步骤二、以图形化后的所述ODL层和所述SHB层的叠加层为掩膜进行离子注入在所述下层结构中形成所述离子注入区。

步骤三、去除所述SHB层和所述ODL层。

进一步的改进是，步骤11中所述ODL层采用第一碳涂层(Spin-On-Carbon，SOC)，SOC是高碳含量的聚合物。

进一步的改进是，所述SHB层采用硅底部抗反射涂层(Si-BARC)。