[發明專利]多次離子注入的方法

有效

• 申請號: 201310066357.5
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN104022024A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李志國
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種多次離子注入的方法。

背景技術

離子注入（Implantation）是半導體制造形成器件摻雜區域的重要方法，隨著器件復雜程度越來越高，形成器件摻雜區域所需的離子注入步驟也越來越多，甚至一個器件區域需要連續多個離子注入步驟才能形成。例如，輕摻雜漏區（LDD）一般需要連續2至3個離子注入步驟。

現有技術中，晶圓30上設有隔離層20，所述隔離層20是不希望被注入離子的，而只是在晶圓30的預定離子注入區域40注入離子。在離子注入前，一般先在所述晶圓30以及所述隔離層20上旋涂光阻（Photo?resist），并將所述光阻通過光刻工藝形成圖案化的光阻10，所述圖案化的光阻10具有暴露出所述晶圓30的開口，所述圖案化的光阻10必須遮擋住所述隔離層20。通常情況下，所述圖案化的光阻10的截面尺寸大于隔離層20的截面尺寸，以保證全面覆蓋所述隔離層20（既要覆蓋所述隔離層20的頂面，還要覆蓋所述隔離層20的側面一定厚度），從而利用所述圖案化的光阻10對離子的遮擋達到選擇性注入的目的，如圖1所示。

然而，本申請的發明人在實際生產中發現，進行了多次離子注入步驟之后，實際離子注入的區域往往超出了晶圓30的預定離子注入區域，進而造成半導體器件失效。

發明內容

本發明提出一種多次離子注入的方法，其目的在于防止半導體器件失效。

為了實現上述問題，本發明提出多次離子注入的方法，包括步驟：

提供晶圓，所述晶圓上依次形成有隔離層以及光阻，所述光阻覆蓋所述隔離層，所述光阻的截面尺寸大于所述隔離層的截面尺寸，所述光阻具有圖案開口，所述圖案開口暴露出預定的離子注入區域，所述圖案開口與所述隔離層保持一安全距離；

進行多次離子注入，并限制相鄰離子注入的晶圓的排隊時間。

進一步的，所述排隊時間的計算步驟包括：

測量所述光阻的圖案開口的底部尺寸以及所述光阻的實際厚度，并計算所述光阻的最小厚度；

測量N次離子注入步驟后的所述光阻在冷卻過程中不同時間點的所述光阻的圖案開口的頂部尺寸，其中N為正整數；

使用第一公式計算出不同時間點的每次離子注入區域滲透入至所述光阻的滲入深度，并得出所述滲入深度與冷卻時間的相關曲線；

根據所述相關曲線得出所述滲入深度與冷卻時間的關系，并根據所述滲入深度與冷卻時間的關系計算出每次離子注入區域的滲入深度的最小值；

將每次離子注入步驟后N個滲入深度的最小值相加，計算出N次離子注入步驟后的滲入深度的最小總值；

根據所述滲入深度的最小總值小于等于所述安全距離計算出每次離子注入后的晶圓的排隊時間。

進一步的，所述第一公式為：

d_N=1/2(T-B)*h/H，

所述d_N為第N次離子注入的滲入深度，所述T為所述光阻的圖案開口頂部尺寸，所述B為所述光阻的圖案開口底部尺寸，所述h為所述光阻的最小厚度，所述H為所述光阻的實際厚度。

進一步的，所述滲入深度與冷卻時間的關系為：

d_N=a_Nt_N²+b_Nt_N+c_N，

所述t_N為所述光阻第N次離子注入的冷卻時間，所述a_N、b_N、c_N為常數。

進一步的，并根據所述所述滲入深度與冷卻時間的關系計算出該次離子注入區域的滲入深度的最大值。

進一步的，將多次離子注入步驟后滲入深度的最大值相加，計算出多次離子注入步驟后的滲入深度的最大總值。

進一步的，所述最大總值大于所述滲入深度。

進一步的，將安全距離平均分配給多次離子注入區域的滲入深度，并以此計算出每次離子注入后的排隊時間。

與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在：在多次離子注入時通過限制相鄰離子注入的排隊時間降低每次離子注入后光阻收縮變形的程度，使所述光阻能夠保護所述隔離層，進而防止離子注入區域不斷擴大，避免離子滲透入隔離層造成半導體器件失效。

附圖說明

圖1為離子注入結構示意圖；

圖2為光阻收縮變形后的離子注入結構示意圖；