[发明专利]光刻胶去除方法

说明书

本发明公开了一种光刻胶去除方法，包括：步骤一、在硅衬底表面形成光刻胶，光刻打开半导体器件的离子注入区域，以光刻胶为掩膜进行离子注入；步骤二、采用灰化工艺去除光刻胶，在灰化工艺中，将光刻胶分成由底部区域和顶部区域叠加而成的结构，在去除顶部区域之后，对底部区域进行去除时灰化工艺的气体采用非氧含氮气体；利用非氧含氮气体中的含氮气体去除底部区域，在去除底部区域时光刻胶残余会和硅衬底的硅相接触，利用非氧含氮气体的不含氧的特征防止氧在光刻胶残余和硅接触的条件下和硅反应形成球状缺陷。本发明能防止去胶过程中形成球状缺陷，特别能消除28nm以下的技术节点中的球状缺陷，还具有光刻胶的去除速率高以及工艺简单的优点。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别涉及一种光刻胶去除方法。

背景技术

进入28nm和20nm技术节点以后，由于工艺复杂性提高，在先前技术节点对良率没有影响的缺陷可能进入28nm技术节点以后会对良率有着杀伤性的影响；集成电路制造工艺中的技术节点对应于特征尺寸。以球状缺陷为例，厚光阻即光刻胶由于粘度大，对干刻灰化要求比较高。因此，干刻灰化厚光阻需要在相对较高的温度和富氧环境下进行。在这种环境下，光刻胶内残余物会与硅衬底接触并形成成核中心，在成核中心处氧气会和硅反应形成球状硅氧化物，最后会形成主要由球状硅氧化物组成的球状缺陷。这种球状氧化物在28nm技术节点前的栅极前离子注入层非常常见，在40nm和45nm技术节点及其以前，采用HF湿法去除栅极氧化层，所以球状缺陷在栅极氧化层的去除过程中会随着氧化层的去除一起从衬底表面脱离，因此不会对良率有影响。

进入28nm技术节点以后，为了减少浅沟槽绝缘层(STI)与硅片衬底之间的阶梯高度(step high)对光阻形貌产生的光学效应的影响，采用气相法去除栅极氧化层。其工作原理主要是通过在低压下NH₃和HF混合气体与SiO₂发生反应，然后通过升温升压使得反应产物挥发的过程。这样产生的step high不会对光刻胶形貌产生影响。但是整个去除栅极氧化层的过程中硅片衬底没有与化学液体中的接触，从而先前生成的球状缺陷在这种氧化层的去除过程中并不能随之去除。这样随之而来带来的问题是先前产生的球状缺陷会相应的转移到后续的工艺层，从而对良率会产生严重的影响。

根据以上分析，可以看出在28nm技术节点由于栅极氧化层的去除方式和40nm技术节点的方式不尽相同，从而导致球状缺陷在栅极氧化层去除后，仍残存于衬底表面，经过后续对多晶硅栅极干刻蚀后，这些缺陷会转移到多晶硅栅极层和多晶硅线切割层，导致相应的图形失效，最终造成器件硬性失效,严重影响器件良率。基于以上机理，进入28nm技术节点后，前段产生的球状缺陷的去除十分有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光刻胶去除方法，能防止在去胶过程中在硅衬底表面形成球状缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供的光刻胶去除方法包括如下步骤：

步骤一、在硅衬底表面形成光刻胶，对所述光刻胶进行曝光和显影打开半导体器件的离子注入区域，以所述光刻胶为掩膜进行离子注入。

步骤二、采用灰化工艺去除所述光刻胶，在所述灰化工艺中，将所述光刻胶分成由底部区域和顶部区域叠加而成的结构，在去除所述顶部区域之后，对所述底部区域进行去除时，所述灰化工艺的气体采用非氧含氮气体，利用所述非氧含氮气体中的含氮气体去除所述底部区域，在去除所述底部区域时光刻胶残余会和所述硅衬底的硅相接触，利用所述非氧含氮气体的不含氧的特征防止氧在所述光刻胶残余和硅接触的条件下和硅反应形成球状缺陷。

进一步的改进是，步骤二的所述灰化工艺中，在去除所述顶部区域时，所述灰化工艺的气体采用含氧气体，利用所述含氧气体提高所述光刻胶的去除速率，所述光刻胶的厚度由所述底部区域和顶部区域的厚度叠加而成。