改善离子注入层光刻胶形貌的方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种改善离子注入层光刻胶形貌的方法。

背景技术：

1、在22/28纳米技术节点制程工艺流程中，轻掺杂源漏极工艺是被安排在栅极侧墙生长之后的，侧墙是由含氮的化合物组成的，因此在后续的光刻工艺时，由于侧墙中氮化物含有较强的碱性，会使得光刻工艺曝光时产生的光酸被中和，从而使得光刻胶产生中毒现象，导致光刻胶显影不完全，发生scumming(浮渣)和footing(足部效应缺陷，即在光刻胶的底部，出现曝光不足，使显影后底部有明显的光刻胶残留)，对后续的离子注入工艺产生较大的影响。并且由于sram区nmos、pmos的pitch(周期)要明显小于逻辑区域，所以对于sram区，footing带来的风险更大。

2、目前解决的方案是通过氧气的表面改性方式在侧墙表面形成一层较薄的中性氧化层隔离住侧墙中的碱性基团。然而由于sram区表面较为复杂的有源区和浅沟槽隔离区的结构，使得sram区的反射率较高，从而产生底部过曝的现象，光刻胶会变成明显的undercut(底切效应缺陷，指在蚀刻过程中，由于反应物的限制作用，导致掩膜下方的材料被蚀刻掉，从而形成掩膜下方凹陷的现象)形貌，甚至会出现底部完全消失的情况，这对后续的离子注入工艺会带来明显的影响。而通过单纯的调整o2处理的方式，无论如何改变剂量，表面氧化层很容易发生饱和，从而起到极好的抗footing效果。

3、为解决上述问题，需要提出一种新型的改善离子注入层光刻胶形貌的方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善离子注入层光刻胶形貌的方法，用于解决现有技术中通过氧气的表面改性方式在侧墙表面形成一层较薄的中性氧化层隔离住侧墙中的碱性基团，以解决光刻胶的footing形貌，若器件区的反射率较高，会产生底部过曝的现象，光刻胶会变成明显的undercut形貌，这对后续的离子注入工艺会带来明显的影响，通过单纯的调整o2处理的方式无法使得光刻胶为较为垂直形貌的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善离子注入层光刻胶形貌的方法，包括：

3、步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有浅沟槽隔离以定义出有源区，所述有源区上形成有栅极叠层结构，在所述栅极叠层结构的侧壁形成氮化物侧墙，所述衬底上的图形形貌会影响光刻工艺中的底部反射量，所述底部反射量会造成底切效应；

4、步骤二、利用载气和h2的混合气体在光刻工艺前对所述衬底表面进行处理，所述载气为化学性质不活泼的气体，使得所述氮化物侧墙表面的强碱性氮化物基底被氢化，以减弱衬底碱性，所述衬底碱性与足部效应缺陷相关；

5、步骤三、形成覆盖所述层间介质层的光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层以定义出所需轻掺杂漏离子注入的区域，获取显影后量测数据；

6、步骤四、判断所述光刻胶层是否需要返工；

7、若是，则去除所述光刻胶层，之后执行步骤二中的方法；

8、若否，则进行离子注入形成轻掺杂漏，之后去除所述光刻胶层；

9、优选地，步骤一的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

10、优选地，步骤一中的浅沟槽隔离的材料为旋涂玻璃、高密度等离子体化学气相沉积形成的致密氧化物、二氧化硅或者采用二氧化硅和氮化硅两种材料的双重填充。

11、优选地，步骤一中的所述栅极叠层结构由自下而上依次堆叠的栅极介质层、栅极多晶硅层、氮化硅硬掩膜层、二氧化硅硬掩膜层组成。

12、优选地，步骤一中的所述氮化物侧墙的材料为氮化硅。

13、优选地，步骤一中的所述有源区为sram器件的有源区。

14、优选地，步骤二中的所述载气为氮气。

15、优选地，步骤三中利用电子显微镜量测的方法获取所述显影后量测数据。

16、优选地，步骤四中利用灰化工艺和湿法清洗的方法去除所述光刻胶层。

17、优选地，步骤四中的所述判断所述光刻胶层是否需要返工的方法包括：根据所述显影后量测数据判断显影后的所述光刻叫层是否为较为垂直的光刻胶形貌；若是，则不返工；若否，则返工。

18、如上所述，本发明的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，具有以下有益效果：

19、本发明利用h2处理侧墙可以减弱衬底碱性，衬底碱性与足部效应缺陷相关，可以抵消光刻工艺中的底部反射量使光刻胶显影后具有较为垂直的形貌。

技术特征：

1.一种改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤一的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

3.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤一中的浅沟槽隔离的材料为旋涂玻璃、高密度等离子体化学气相沉积形成的致密氧化物、二氧化硅或者采用二氧化硅和氮化硅两种材料的双重填充。

4.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤一中的所述栅极叠层结构由自下而上依次堆叠的栅极介质层、栅极多晶硅层、氮化硅硬掩膜层、二氧化硅硬掩膜层组成。

5.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤一中的所述氮化物侧墙的材料为氮化硅。

6.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤一中的所述有源区为sram器件的有源区。

7.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤二中的所述载气为氮气。

8.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤三中利用电子显微镜量测的方法获取所述显影后量测数据。

9.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤四中利用灰化工艺和湿法清洗的方法去除所述光刻胶层。

10.根据权利要求1所述的改善离子注入层光刻胶形貌的方法，其特征在于：步骤四中的所述判断所述光刻胶层是否需要返工的方法包括：根据所述显影后量测数据判断显影后的所述光刻叫层是否为较为垂直的光刻胶形貌；若是，则不返工；若否，则返工。

技术总结本发明提供一种改善离子注入层光刻胶形貌的方法，提供衬底，衬底上形成有浅沟槽隔离以定义出有源区，有源区上形成有栅极叠层结构，在栅极叠层结构的侧壁形成氮化物侧墙，衬底上的图形形貌会影响光刻工艺中的底部反射量，底部反射量会造成底切效应缺陷；利用载气和H2的混合气体在光刻工艺前对衬底表面进行处理，载气为化学性质不活泼的气体，使得氮化物侧墙表面的强碱性氮化物基底被氢化，以减弱衬底碱性，衬底碱性与足部效应缺陷相关；形成覆盖层间介质层的光刻胶层，光刻打开光刻胶层以定义出所需轻掺杂漏离子注入的区域，获取显影后量测数据；判断光刻胶层是否需要返工。本发明可抵消光刻工艺中的底部反射量使光刻胶显影后具有较为垂直的形貌。技术研发人员：司晓萌,雷雨受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25