專利名稱：高摻雜注入光刻膠的剝離工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，尤其是一種光刻膠的剝離工藝，該光刻膠特指用于高摻 雜注入的光刻膠。
背景技術(shù)：
光刻膠是一種常見的用于半導(dǎo)體基底高摻雜注入的掩模，常用于以下幾種半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)的形成過程源/漏、淺摻雜漏極(Lightly Doped Drain，簡稱LDD)、倍擴散漏極 (Doubled Diffused Drain，簡稱DDD)等。以光刻膠為掩模完成基底的高摻雜注入之后，一 般利用氧以及/或者氮的等離子體進行干法刻蝕以剝離光刻膠，該方法又稱灰化法。然而， 對于高摻雜注入光刻膠的剝離工藝(High Dose Implantation Strip，簡稱HDIS)來說，面 臨較大的挑戰(zhàn)。參見附圖1，當以圖形化的光刻膠2為掩模對基底1進行離子注入時，光刻膠的頂 部以及側(cè)部由于受到離子的轟擊而得到強化，形成了質(zhì)地相對較為致密的外殼21，而被外 殼21包圍的內(nèi)層22由于未受到離子轟擊而仍然保持原來的強度，質(zhì)地相對較為疏松。顯 而易見，在進行光刻膠剝離時，外殼21的剝離速度相對內(nèi)層22要緩慢一些，為了徹底去除 光刻膠、避免殘留，工程師通常會引入過刻蝕工藝以去除所有的光刻膠2。整個剝離過程會 導(dǎo)致基底的損傷，造成基底中功能器件的破壞，較常見的一種損傷是基底內(nèi)硅或者硅鍺的 過度缺失，而硅或者鍺都是導(dǎo)電體，當其缺失之后會引起電阻的變化，嚴重影響器件的電學(xué) 性能以及良率指標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何在高摻雜注入光刻膠的剝離工藝中盡量減輕 基底內(nèi)硅或者硅鍺的缺失。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是一種高摻雜注入光刻膠的剝離工 藝，在所述剝離工藝之前，包括如下工藝(a)提供基底，在基底上形成圖形化的光刻膠； (b)以所述圖形化的光刻膠為掩模對基底進行高摻雜注入；所述剝離工藝為(c)采用灰化 法一步剝離所有光刻膠，且在該步驟中，光刻膠的去除速率大于等于20000A/min。本發(fā)明具有的優(yōu)點是通過提高光刻膠的去除速率可以達到一步剝離所有光刻膠 的目的，而不需要采用過刻蝕的步驟，由此可以減小基底上硅、硅鍺的損失，例如可以減小 23 ~ 30A的基底損失；可以提高器件良率，例如可以將器件的良率提高10% 20%。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按 實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為圖形化的光刻膠在進行離子注入時受到強化的示意圖2為高摻雜注入光刻膠剝離之后基底損傷示意圖；圖3為高摻雜注入以及剝離工藝的原理圖。
具體實施方式
本發(fā)明的主旨可以應(yīng)用到各種高摻雜注入光刻膠的剝離工藝中，典型的高摻雜注 入工藝包括CMOS器件或者功率MOS器件的源/漏極注入工藝。在該剝離工藝之前，包括以下工藝(a)提供基底，在基底上形成圖形化的光刻 膠；(b)以所述圖形化的光刻膠為掩模對基底進行高摻雜注入。所述基底可以為硅襯底或者是硅鍺襯底，也可以是已經(jīng)形成了柵極等圖案的襯 底。在基底上旋涂液態(tài)的光刻膠，軟烘，曝光，顯影，形成圖形化的光刻膠，所述圖形化的光 刻膠出露部分基底。以圖形化的光刻膠為掩模對基底進行高摻雜注入，所述高摻雜注入為 現(xiàn)有技術(shù)中的常見工藝，對于本發(fā)明來說，高摻雜注入主要是指摻雜濃度大于1015/cm2，摻 雜能量10 IOOKeV或者更高。參見圖1，以光刻膠2為掩模對基底1進行高摻雜注入時，光刻膠2受到離子的轟 擊而具有強化的頂部及側(cè)部，所述強化的頂部及側(cè)部構(gòu)成光刻膠2的外殼21，而包裹在外 殼21內(nèi)的內(nèi)層22的光刻膠則因為未被強化而保留原始質(zhì)地(高摻雜注入之前光刻膠的質(zhì) 地)，質(zhì)地較疏松。其中，外殼21與內(nèi)層22之間有一質(zhì)地漸變的過渡區(qū)，而并不是階躍的； 在某些場合中，可以將具有原始質(zhì)地2倍或者3倍硬度的光刻膠2定義為外殼21。由于外 殼21與內(nèi)層22的刻蝕速率不相同，因此高摻雜注入光刻膠的剝離工藝成為困擾業(yè)界工程 師的難題。并且，當摻雜濃度較大、摻雜能量較高時會導(dǎo)致光刻膠的外殼21更為致密，外殼 21與內(nèi)層22的刻蝕速率差別會更大。為了徹底去除光刻膠2，工程師往往引入過刻蝕工藝， 那么在整個的剝離光刻膠的過程中，基底1的暴露部分將受到長時間的刻蝕而導(dǎo)致高度的 缺失。本實施例采用如下工藝剝離高摻雜注入光刻膠(C)采用灰化法一步剝離所有光 刻膠，且在該步驟中，光刻膠的去除速率大于等于20000A/min。在現(xiàn)有工藝中，高摻雜注入光刻膠的去除速率一般小于10000A/min,而本發(fā)明 將該速率大幅提高至大于等于20000A/min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過增大光刻膠的去除速率之 后，僅通過主刻蝕步驟即能去除所有光刻膠而沒有光刻膠剩余，因此并不需要引入過刻蝕 工藝。究其原因可能是光刻膠的去除速率增大之后，對于外殼21與內(nèi)層22的刻蝕速率差 別減小。發(fā)明人采用實驗的方式驗證了該剝離工藝的有益效果。實驗一準備兩片硅襯底晶圓A、B，在A、B上的多處(例如30 100處)采用同樣的工藝形 成圖形化的光刻膠、以所述光刻膠為掩模對硅襯底進行高摻雜注入，此時被摻雜的硅襯底 (暴露的硅襯底)與未被摻雜的硅襯底(被光刻膠覆蓋的硅襯底)是等高的。對A采用平 均速率為22821 A/min的光刻膠剝離工藝，剝離速率分布范圍是21381 ~23892A/min,
通過主刻蝕的步驟即去除所有光刻膠；對B采用平均速率為8209 A/min的光刻膠剝離工 藝，剝離速率分布范圍是7548 ~ 9092A/min,采用主刻蝕的步驟去除大部分光刻膠，剩余 位于光刻膠塊外圍位置的被強化的光刻膠，再引入過刻蝕步驟去除剩余的光刻膠。此時A、 B上被摻雜的硅襯底均出現(xiàn)凹陷，參見圖2。
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對A、B的硅襯底損失進行量測，量測方法是將被摻雜的硅襯底的高度與未被摻雜 的硅襯底的高度進行比較。量測結(jié)果表明，A的硅襯底高度損失平均為33 A,即被摻雜的硅 襯底凹陷33 A; B的硅襯底高度損失平均為62 A,即被摻雜的硅襯底凹陷62 A。從實驗結(jié) 果可知，采用大剝離速率之后，可減小硅襯底的硅缺失。實驗二實驗方法與實驗一大致相同，只是采用硅鍺襯底C、D，對C采用平均速率為 25765A/min的光刻膠剝離工藝，對D采用平均速率為901lA/min的光刻膠剝離工藝。對C、D的硅鍺襯底損失進行量測，量測結(jié)果表明，C的硅鍺襯底高度損失67 A,D 的硅鍺襯底高度損失90 Α,相差23A?？芍?，采用大剝離速率之后，可減小硅鍺襯底的硅鍺 缺失。實驗三將該光刻膠剝離工藝應(yīng)用在某一款CMOS器件的源/漏注入工藝中，傳統(tǒng)方法在 源/漏注入之后采用平均速率小于10000A/min的光刻膠剝離工藝，而本實驗中引入速率 分別為20000、22000、M000J6000、28000A/min的光刻膠剝離工藝。通過實驗可知，傳統(tǒng) 方法的硅襯底高度損失平均為63 A，而采用新工藝之后硅襯底高度損失平均為33A,相差 30人;采用新工藝之后，器件的良率相比傳統(tǒng)方法平均10% 20%。通過上述實驗，表明本發(fā)明的方法在減小硅、硅鍺損失方面，在提高器件良率方面 均有較大成效。為了提高光刻膠的剝離速度，實際生產(chǎn)中可以提高刻蝕離子的濃度。例如可以 采用以下工藝參數(shù)工藝腔壓力300 3000毫托；溫度260 280°C ；氧氣流量3000 4500sccm ；氫氣氮氣混合氣體500 lOOOsccm，其中氮氣占90% 95%體積。在上述工藝 條件下，光刻膠的剝離速率可以達到20000 28000A/min。在某些場合下，通過降低刻蝕 氣體中的氧氣的流量、提高氫氣氮氣混合氣體的流量也可以達到上述剝離速度，此時的工 藝參數(shù)為工藝腔壓力300 3000毫托；溫度260 280°C ；氧氣流量300 800sCCm ；氫 氣氮氣混合氣體4000 5000SCCm，其中氮氣占90% 95%體積。實驗表明，通過采用上述 流量的刻蝕氣體，均能夠起到減小襯底硅、硅鍺損失的效果。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的 保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種高摻雜注入光刻膠的剝離工藝，在所述剝離工藝之前，包括如下工藝(a)提供 基底，在基底上形成圖形化的光刻膠；(b)以所述圖形化的光刻膠為掩模對基底進行高摻 雜注入；其特征在于，所述剝離工藝為(c)采用灰化法一步剝離所有光刻膠，且在該步驟 中，光刻膠的去除速率大于等于20000A/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剝離工藝，其特征在于光刻膠的去除速率為大于等于 20000 A/min且小于等于28000A/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剝離工藝，其特征在于所述剝離工藝的工藝參數(shù)為工藝腔 壓力300 3000毫托；溫度260 280°C ；氧氣流量3000 4500sccm ；氫氣氮氣混合氣體 500 lOOOsccm，其中氮氣占90% 95%體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剝離工藝，其特征在于所述剝離工藝的工藝參數(shù)為工藝 腔壓力300 3000毫托；溫度260 280°C ；氧氣流量300 800sccm ；氫氣氮氣混合氣體 4000 5000sccm，其中氮氣占90% 95%體積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高摻雜注入光刻膠的剝離工藝，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。在所述剝離工藝之前，包括如下工藝(a)提供基底，在基底上形成圖形化的光刻膠；(b)以所述圖形化的光刻膠為掩模對基底進行高摻雜注入；所述剝離工藝為(c)采用灰化法一步剝離全部光刻膠，且在該步驟中，光刻膠的去除速率大于等于本發(fā)明具有的優(yōu)點是通過提高光刻膠的去除速率可以減小基底上硅、硅鍺的損失，可以提高器件良率。
文檔編號H01L21/266GK102148152SQ20101906302
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者孟曉瑩, 沈滿華, 王新鵬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司