CN109659231B - 光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，包括：提供一具有非有源区和有源区的衬底，使有源区上表面暴露，并使非有源区覆盖光刻胶；使有源区上表面氧化，形成自然氧化层；将自然氧化层氮化形成第一钝化层，用于抑制自然氧化层的生长；提供等离子体，用等离子体去除光刻胶；去除所述光刻胶后，所述第一钝化层成为第二钝化层。该方法阻止有源区深度氧化，保证有源区的氧化物厚度的均一性，从而提高器件的均一性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别是涉及一种光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法。
背景技术
浅掺杂层的离子注入对氧化物厚度和均一性均要求较严格。但光刻胶剥离工艺中常常出现因等离子体分布不均匀或者温度、光刻胶去除难易不同而导致有源区表面的氧化厚度不同，从而表现出在器件方面的均一性差的现象。离子注入光刻胶剥离工艺中因等去胶速度不均(可由离子体密度分布不均或者温度均一性差或者离子注入过程导致的光刻胶硬化程度不同)而导致在硅晶圆表面上有源区的氧化厚度不同，掺杂离子经湿法去除工艺表现出不程度的损失，从而影响失影响到器件的均匀性。
而去胶机相对简单，工艺可调参数较少。在特定的机台或者特定的化学成分的等离子体几乎无可调均一性的空间。
于是影响影响到器件有源区均匀性的问题亟待解决。
发明内容
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光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，用于解决现有技术中因等离子体分布不均匀或者温度、光刻胶去除难易不同而导致有源区表面的氧化厚度不同，从而表现出在器件方面的均一性差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，该方法至少包括：步骤一、提供一具有非有源区和有源区的衬底，使所述有源区上表面暴露，并且使所述非有源区覆盖光刻胶；步骤二、使所述有源区上表面氧化，形成自然氧化层；步骤三、将所述自然氧化层氮化形成第一钝化层，用于抑制所述自然氧化层的生长；步骤四、提供等离子体，用所述等离子体去除所述光刻胶；步骤五、去除所述光刻胶后，所述第一钝化层成为第二钝化层。
优选地，所述步骤一中的非有源区包含凸起的多晶硅结构以及位于所述多晶硅结构顶部的硬质掩模层，所述多晶硅结构和所述硬质掩膜层的侧壁具有氧化硅、依附于所述氧化硅上的氮化硅以及覆盖于所述硬质掩膜层和所述氮化硅之上的氧化层。
优选地，所述步骤三中的第一钝化层为氮化层。
优选地，所述步骤三中的第一钝化层为氮氧化层。
优选地，所述步骤四中的等离子体中含有氮、氢和氧三种元素。
优选地，所述步骤二中形成的自然氧化层的厚度为10埃。
优选地，所述步骤二中形成的自然氧化层的3Sigma值为0.35埃。
优选地，所述步骤五中第二钝化层的厚度为20埃。
优选地，所述步骤五中第二钝化层的3Sigma值为0.39埃。
优选地，所述步骤一中的有源区和非有源区相互间隔形成于所述衬底上。
优选地，所述步骤一中的有源区和非有源区相互间隔形成于所述衬底上。
优选地，所述有源区有两个。
优选地，所述非有源区有三个。
优选地，所述步骤三中形成所述第一钝化层和所述步骤四中提供等离子体去除所述光刻胶的操作在一台机器中分步完成。
如上所述，本发明的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，具有以下有益效果：通过在光刻胶去胶过程中增加含氮的等离子处理阻止深度氧化，保证有源区的氧化物厚度的均一性，从而提高器件的均一性。
附图说明
图1显示为本发明的去光刻胶前的有源区和非有源区的结构示意图。
图2显示为本发明的去光刻胶后的有源区和非有源区的结构示意图。
图3显示为本发明中光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法流程图。
元件标号说明
1 衬底
2 氧化层
3 硬质掩模层
4 氧化硅
5 氮化硅
6 多晶硅结构
7 自然氧化层
8 光刻胶
9 等离子体
10 第二钝化层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1和图3所示，图1显示为本发明的去光刻胶前的有源区和非有源区的结构示意图；图3显示为本发明中光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法流程图。本实施例中，光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，该方法的步骤如下：
步骤一、提供一具有非有源区和有源区的衬底1，在所述衬底1上形成的所述非有源区和有源区，所述有源区用于制作器件结构，而非有源区用于隔离所述有源区之间的器件。进一步地，该步骤中的非有源区包含凸起的多晶硅结构6以及位于所述多晶硅结构6顶部的硬质掩模层3，所述多晶硅结构6和所述硬质掩膜层3的侧壁具有氧化硅4、依附于所述氧化硅上的氮化硅5以及覆盖于所述硬质掩膜层和所述氮化硅之上的氧化层2。
本实施例中，所述有源区有两个；而所述非有源区有三个。所述有源区和非有源区相互间隔形成于所述衬底上。如图1所示，所述两个有源区分别位于所述三个非有源区之间，如上所述，所述非有源区用于隔离所述有源区，因此，在每两个所述非有源区之间会形成一个有源区，该有源区用于形成器件结构。
该步骤中，使所述有源区上表面暴露，并且使所述非有源区覆盖光刻胶；如图1所示，所述有源区在所述两个非有源区之间，呈凹型，而且其上表面直接暴露在空气中，因此所述有源区的上表面和空气直接接触容易被氧化。
步骤二、使所述有源区上表面氧化，形成自然氧化层7；如图1所示，所述有源区的上表面被空气氧化后形成自然氧化层7，该自然氧化层渗透所述有源区内靠近其上表面的浅层区域，如果用等离子体进行去光刻胶，所述有源区上表面被氧化的程度也会不同，因此，所述自然氧化层7在所述有源区内渗透的越深则氧化的程度越厉害。进一步地，本实施例中该步骤中形成的自然氧化层的厚度为10埃，其3Sigma值为0.35埃。
步骤三、将所述自然氧化层7氮化形成第一钝化层，用于抑制所述自然氧化层的生长；该步骤中利用氮化氧化层的技术，所述自然氧化层7被进一步氮化形成第一钝化层，该第一钝化层可以是所述自然氧化层7被完全氮化后生成的氮化层，也可以是该自然氧化层7被不完全氮化后形成的氮氧化层。
见图3，本发明的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法还包括步骤四、提供等离子体，用所述等离子体去除所述光刻胶；本实施例中的所述等离子体为含有氮、氢和氧三种元素的等离子气体。该等离子气体将图1中的所述光刻胶8完全去除。本实施例中，所述步骤三中形成所述第一钝化层和所述步骤四中提供等离子体去除所述光刻胶的操作在一台机器中分步完成。形成所述第一钝化层和去除光刻胶在一台机器中完成具有集成度高的特点，减少操作程序。形成所述第一钝化层和去除光刻胶虽然在同一机台中完成，但需要分两步进行：现将所述自然氧化层钝化形成所述第一钝化层，然后再利用等离子体将所述光刻胶去除。
步骤五、去除所述光刻胶后，所述第一钝化层成为第二钝化层。完全去除光刻胶8的过程中，形成于所述有源区的第一钝化层会因因等离子体分布不均匀或者温度、光刻胶去除难易不同而改变。见图2，图2显示为去光刻胶后的有源区和非有源区的结构示意图。进一步地，本实施例中，形成所述第二钝化层10的厚度为20埃，其3Sigma值为0.39埃。而如果不对自然氧化层进行氮化，进行了等离子刻蚀后，所述有源区的氧化层厚度为23.4埃。通过本发明对所述自然氧化层氮化后，所述有源区的氧化层厚度为20埃，改善了器件的均一性。
综上所述，本发明的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法通过在光刻胶去胶前增加氮化自然氧化层的处理阻止有源区深度氧化，保证有源区的氧化物厚度的均一性，从而提高器件的均一性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于，该方法至少包括：
步骤一、提供一具有非有源区和有源区的衬底，使所述有源区上表面暴露，并且使所述非有源区覆盖光刻胶；
步骤二、使所述有源区上表面氧化，形成自然氧化层；
步骤三、将所述自然氧化层氮化形成第一钝化层，用于抑制所述自然氧化层的生长；
步骤四、提供等离子体，用所述等离子体去除所述光刻胶；
步骤五、去除所述光刻胶后，所述第一钝化层成为第二钝化层。
2.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤一中的非有源区包含凸起的多晶硅结构以及位于所述多晶硅结构顶部的硬质掩模层，所述多晶硅结构和所述硬质掩膜层的侧壁具有氧化硅、依附于所述氧化硅上的氮化硅以及覆盖于所述硬质掩膜层和所述氮化硅之上的氧化层。
3.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤三中的第一钝化层为氮化层。
4.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤三中的第一钝化层为氮氧化层。
5.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤四中的等离子体中含有氮、氢和氧三种元素。
6.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤二中形成的自然氧化层的厚度为10埃。
7.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤二中形成的自然氧化层的3Sigma值为0.35埃。
8.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤五中第二钝化层的厚度为20埃。
9.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤五中第二钝化层的3Sigma值为0.39埃。
10.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤一中的有源区和非有源区相互间隔形成于所述衬底上。
11.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述有源区有两个。
12.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述非有源区有三个。
13.根据权利要求1所述的光刻胶剥离工艺中改善器件均一性的方法，其特征在于：所述步骤三中形成所述第一钝化层和所述步骤四中提供等离子体去除所述光刻胶的操作在一台机器中分步完成。
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