[發明專利]降低硅凹陷的光阻去除工藝

有效

• 申請號: 201310613082.2
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103824770A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 李芳;劉文燕;方精訓
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/02;G03F7/42
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種降低硅凹陷的光阻去除工藝。

背景技術

在半導體器件制造工藝中，利用光刻過程將印在光掩模上的圖形結構轉移到襯底的表面上。在光刻過程中，首先將光阻旋轉涂布在襯底上，然后對其進行軟烘干，接著對涂布有光阻的晶片進行光刻和顯影，然后采用干法刻蝕對襯底進行蝕刻，使得光阻上的圖形深入到襯底中。在完成襯底蝕刻之后，已經不再需要光阻作保護層，可以將其除去。傳統會采用灰化加濕法清洗的工藝將該光阻的去除，但該方法會對所接觸到的固有的硅層造成損害，即硅凹陷（Si?Recess）。隨著器件尺寸的越來越小，硅凹陷帶來的影響越來越大，尤其是對于類似輕摻雜漏（LDD）的制程，在40nm以下的邏輯器件的制造過程中，由于LDD制程造成的硅凹陷已經會對器件的穩定性造成相當大的影響，同時，隨著關鍵尺寸的減小，灰化工藝已經到達其工藝極限。需要尋找新的光阻去除工藝，以達到穩定且性能高的器件。

例如圖1a-1c所示的傳統典型的輕摻雜漏（LDD）光阻去除的基本過程，在襯底1上不需要進行離子摻雜的區域覆蓋光阻2，首先通過離子注入技術對未被光阻2覆蓋區域進行離子摻雜，在摻雜完畢后，需要對光阻2進行去除，去除光阻2會先后采用灰化（asher）和濕法清洗的步驟。灰化中使用的主要氣體是氧氣，在灰化過程中，沒有被光阻覆蓋的區域的硅層暴露在氧氣中，于是，表面的硅層被氧化或出現晶格破壞現象。在整個摻雜漏制程處理中，源漏區的硅都會出現氧化和晶格破壞（如圖1b所示）；灰化處理后，需要進行的濕法清洗步驟對于氧化物有較強的去除能力，于是，該氧化的硅層就會在濕法清洗步驟中被消除，從而造成了硅凹陷和摻雜損失（如圖1c所示）。一般地，在整個摻雜漏過程中會造成的硅凹陷可達到3～4nm.隨著關鍵尺寸40nm以下技術節點的半導體工藝而言，這種程度的硅凹陷和摻雜損失已經會明顯地影響器件的特性和可靠性。

中國專利（公開號：CN102427039A）公開了一種光阻去除方法，應用于MIM電容制作工藝，該光阻去除方法包括：在晶片表面形成光阻層，并對覆蓋光阻層的晶片進行曝光和顯影；當需要去除所述光阻層時，采用至少一種有機溶劑對所述光阻層進行濕法刻蝕，以去除晶片表面的光阻層。該發明光阻去除方法改變了傳統工藝中的干法刻蝕去除光阻的步驟，避免了產品表面形成不易刻蝕的氧化物，此外能夠更加有效地去除光阻，從而提高了產品良率。

中國專利（公開號：CN102135733A）公開了一種光阻去除方法,所述半導體結構包括：由低k和/或超低k材料構成的中間介電層、在所述中間介電層上方形成的ODL底部抗反射層、在所述ODL底部抗反射層上形成的基于硅的抗反射層Si-ARC層，以及在所述Si-ARC層上方形成的光刻膠層，該方法包括：用等離子體方法去除光刻膠層；用CF4等離子體去除Si-ARC層，其中在去除過程中,CF4的氣體流量和偏置功率中的至少一個隨時間而降低；以及用等離子體方法去除ODL底部抗反射層。該發明還提供了通過上述方法獲得的半導體結構、半導體器件，以及包含這樣的半導體器件的電子設備。利用該發明的光阻去除方法，可以在重加工過程中清除不理想的光阻，減少殘余，并且減小光阻去除過程對低k/超低k材料構成的介電層的損害。

上述兩件專利均公開了光阻去除方法，但與本發明所公開的光阻去除工藝所采取的技術方案并不相同，另外，上述兩件專利并未解決現有技術中進行光阻去除時會引起硅凹陷，從而影響器件的特性和可靠性的問題。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明公開一種降低硅凹陷的光阻去除工藝，以克服現有技術中進行光阻去除時采用灰化加清洗的步驟會引起較多的硅凹陷，從而影響器件的特性和可靠性的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種降低硅凹陷的光阻去除工藝，在對襯底表面的光阻進行去除時，采用洗凈溶液對所述襯底表面的光阻進行濕法去除工藝；

其中，所述洗凈溶液包括H₂SO₄溶液和H₂O₂溶液，預先加熱H₂SO₄溶液至其溫度高于150℃，然后向光阻噴灑溫度高于150℃的H₂SO₄溶液的同時，向光阻噴灑H₂O₂溶液。