一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝 落的離子注入方法。
【背景技術(shù)】
[0002] MOS電路中靜電（ESD)保護(hù)器件的N型摻雜，采用裸硅表面，經(jīng)高能量大劑量的砷 或磷注入以形成歐姆接觸。高能量（80KeV以上）大劑量（lE15ions/cm2以上）的離子注 入會(huì)導(dǎo)致硅表層非晶化，后續(xù)去膠工藝過(guò)程中，注入?yún)^(qū)非晶層的邊界處會(huì)因應(yīng)力生成突起 的細(xì)棱，與光刻膠作用導(dǎo)致硅剝落。如大劑量的砷或磷注入，會(huì)使得硅片表層的硅晶格受到 損傷，形成非晶層。在注入之后的去膠過(guò)程中，非晶層獲得能量產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)在注入?yún)^(qū)的邊 界處生成突起的硅棱。如果該細(xì)棱表面粘附有光刻膠，光刻膠在去膠時(shí)的收縮將導(dǎo)致硅細(xì) 棱的剝落，生成表面缺陷，見附圖6~圖8。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法， 以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明通過(guò)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，可在硅片表面生長(zhǎng)超 薄氧化層，避免硅片在去膠過(guò)程中生成上述硅棱，從而避免硅剝落問(wèn)題，減少表面缺陷并提 尚廣品成品率。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1 :對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面生長(zhǎng)氧化層；
[0007] 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆光刻膠；
[0008] 步驟3 :對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入；
[0009] 步驟4 :經(jīng)步驟3處理后去除硅片表面的光刻膠。
[0010] 進(jìn)一步地，所述步驟1中在硅片表面生長(zhǎng)氧化層的具體方法為：首先使硅片升溫 至180~220°C，然后進(jìn)行等離子體氧化，整個(gè)過(guò)程中均通入02。
[0011] 進(jìn)一步地，硅片升溫方式為燈管光照升溫，光照時(shí)間為20~40s。
[0012] 進(jìn)一步地，通入02的流量為4~6SLPM，02的氣壓為3. 5~4. 5Torr。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟1中氧化層的厚度為1〇~丨2A。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟1在干法去膠機(jī)中對(duì)硅片表面進(jìn)行處理。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟2中涂覆光刻膠的厚度為10000~22000A。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟3中離子注入時(shí)注入能量為80~160KeV，注入砷或磷且注入劑量 為 1E15 ~6E15ions/cm2。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟4中先通過(guò)干法去膠，再通過(guò)濕法去膠去除硅片表面的光刻膠。
[0018] 一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟1 :采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片 升溫至200°C，光照時(shí)間為30s，整個(gè)過(guò)程中均通入02，通入02的流量為5SLPM，0 2的氣壓為 4Torr，使硅片表面生長(zhǎng)厚度為11人的氧化層；
[0020] 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為18000A的光刻膠；
[0021] 步驟3 :對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子注入時(shí)注入能量為120KeV，注 入砷且注入劑量為6E15ions/cm2;
[0022] 步驟4 :通過(guò)干法去膠及濕法去膠的方式去除硅片表面的光刻膠。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0024] 本發(fā)明針對(duì)離子注入?yún)^(qū)邊界處產(chǎn)生硅細(xì)棱的問(wèn)題，通過(guò)在光刻前進(jìn)行硅片表面處 理，增加一層超薄的氧化層，對(duì)硅片表面進(jìn)行保護(hù)，徹底避免注入后去膠期間硅細(xì)棱的生 成，解決由于高能量、大劑量離子注入導(dǎo)致注入?yún)^(qū)邊界處的硅在去膠時(shí)剝落的問(wèn)題，從而減 少表面缺陷并提高產(chǎn)品成品率。
[0025] 進(jìn)一步地，因?yàn)楸景l(fā)明中涂覆光刻膠前所生長(zhǎng)的氧化層厚度很?。?0~12A)，對(duì) 于相同的注入能量、劑量條件，可以忽略此氧化層對(duì)注入雜質(zhì)分布以及器件性能的影響，不 必改動(dòng)現(xiàn)有的注入?yún)?shù)設(shè)定，使得該方法具有很強(qiáng)的工藝兼容性。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明的步驟一過(guò)程示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明的步驟二過(guò)程示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明的步驟三過(guò)程示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明的步驟四過(guò)程示意圖；
[0031] 圖6為傳統(tǒng)方法砷離子注入?yún)^(qū)邊界處硅細(xì)棱；
[0032] 圖7為傳統(tǒng)方法中光刻膠的退縮與硅棱的產(chǎn)生；
[0033] 圖8為傳統(tǒng)方法中砷離子注入?yún)^(qū)邊界處硅細(xì)棱的剝落。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0035] 參見圖1至圖5, 一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，包括以 下步驟：
[0036] 步驟1:采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片 升溫至180~220°C，光照時(shí)間為20~40s，整個(gè)過(guò)程中均通入02，通入02的流量為4~ 6SLPM，02的氣壓為3. 5~4. 5Torr，通0 2的過(guò)程中射頻功率為500W，使硅片表面生長(zhǎng)厚度 為10~12人的氧化層；
[0037] 步驟2:在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為1〇〇〇〇~22000A的光刻膠；
[0038]步驟3:對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子束與硅片平面法線夾角為7°， 離子注入時(shí)注入能量為80~160KeV，注入砷或磷且注入劑量為1E15~6E15ions/cm2;
[0039]步驟4:先通過(guò)干法去膠，再通過(guò)濕法去膠的方式去除硅片表面的光刻膠。
[0040] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 步驟1:采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片 升溫至180°C，光照時(shí)間為20s，整個(gè)過(guò)程中均通入02，通入02的流量為6SLPM，0 2的氣壓為 4. 5Torr，使硅片表面生長(zhǎng)厚度為1 〇A的氧化層；
[0043] 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為l〇〇〇〇A的光刻膠；
[0044] 步驟3 :對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子注入時(shí)注入能量為80KeV，注入 砷且注入劑量為lE15ions/cm2;
[0045] 步驟4:先通過(guò)等離子干法去膠，再通過(guò)濕法去膠去除硅片表面的光刻膠。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 步驟1 :采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片 升溫至220°C，光照時(shí)間為40s，整個(gè)過(guò)程中均通入02，通入02的流量為4SLPM，0 2的氣壓為 3. 5T〇rr，使硅片表面生長(zhǎng)厚度為12A的氧化層；
[0048] 步驟2:在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為22000A的光刻膠；
[0049] 步驟3:對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子注入時(shí)注入能量為160KeV，注 入磷且注入劑量為4E15ions/cm2;
[0050] 步驟4:通過(guò)干法去膠及濕法去膠的方式去除硅片表面的光刻膠。
[0051] 實(shí)施例3
[0052] 步驟1:采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片 升溫至200°C，光照時(shí)間為30s，整個(gè)過(guò)程中均通入02，通入02的流量為5SLPM，0 2的氣壓為 4Torr，使硅片表面生長(zhǎng)厚度為iiA的氧化層；
[0053] 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為1 8000A的光刻膠；
[0054] 步驟3:對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子注入時(shí)注入能量為120KeV，注 入砷且注入劑量為6E15ions/cm2;
[0055]步驟4:通過(guò)干法去膠及濕法去膠的方式去除硅片表面的光刻膠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟1 :對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面生長(zhǎng)氧化層； 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆光刻膠； 步驟3 :對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入； 步驟4 :經(jīng)步驟3處理后去除硅片表面的光刻膠。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，所述步驟1中在硅片表面生長(zhǎng)氧化層的具體方法為：首先使硅片升溫至180~ 220°C，然后進(jìn)行等離子體氧化，整個(gè)過(guò)程中均通入0 2。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，硅片升溫方式為燈管光照升溫，光照時(shí)間為20~40s。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，通入〇2的流量為4~6SLPM，O 2的氣壓為3. 5~4. 5Torr。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，步驟1中氧化層的厚度為10~12A。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，步驟1在干法去膠機(jī)中對(duì)硅片表面進(jìn)行處理。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，步驟2中涂覆光刻膠的厚度為10000~22000 A。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，步驟3中離子注入時(shí)注入能量為80~160KeV，注入砷或磷且注入劑量為1E15~ 6E15ions/cm 2。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其 特征在于，步驟4中先通過(guò)干法去膠，再通過(guò)濕法去膠去除硅片表面的光刻膠。10. -種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟1 :采用干法去膠機(jī)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，具體方法為：采用燈管光照使硅片升 溫至200°C，光照時(shí)間為30s，整個(gè)過(guò)程中均通入O2，通入02的流量為5SLPM，0 2的氣壓為 4Torr，使硅片表面生長(zhǎng)厚度為11A的氧化層； 步驟2 :在步驟1處理后的硅片上涂覆厚度為1 8000 A的光刻膠； 步驟3 :對(duì)步驟2處理后的硅片進(jìn)行離子注入，離子注入時(shí)注入能量為120KeV，注入砷 且注入劑量為6E15ions/cm2; 步驟4 :通過(guò)干法去膠及濕法去膠的方式去除硅片表面的光刻膠。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠防止離子注入?yún)^(qū)邊界硅棱剝落的離子注入方法，包括以下步驟：首先對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，使硅片表面生長(zhǎng)氧化層；然后硅片上涂覆光刻膠；接著對(duì)硅片進(jìn)行離子注入；最后去除硅片表面的光刻膠。本發(fā)明通過(guò)對(duì)硅片表面進(jìn)行處理，可在硅片表面生長(zhǎng)超薄氧化層，避免硅片在去膠過(guò)程中生成上述硅棱，從而避免硅剝落問(wèn)題，減少表面缺陷并提高產(chǎn)品成品率。
【IPC分類】H01L21/266
【公開號(hào)】CN104979171
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510259857
【發(fā)明人】李寧, 付鵬, 張思申, 利陽(yáng), 汪小軍
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七一研究所
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日