[发明专利]离子注入方法

说明书

背景技术

本发明一般涉及电子器件的制造。更具体地，本发明涉及一种在半导体器件中形成离子注入区的方法。

在半导体制造工业中，离子注入常规地用于将具有所需的导电性的杂质(或掺杂剂)引入半导体基材(如硅晶片)中。常用的杂质包括硼(p型)，砷(n型)和磷(n型)。当注入到半导体中时，掺杂剂原子在退火后产生电荷载体。为p型掺杂剂产生空穴并且为n型掺杂剂产生电子，从而允许对半导体材料的导电性进行改良。从而该工艺用于对电子器件(诸如MOSFET)形成和赋予期望的特性。

所述离子注入工艺包括由一个源产生含有离子化形式的掺杂剂的离子束，通常是以气体或固体的形式，其射向所述半导体基材的表面。为了选择性地将杂质原子引入到基材中的预定区域中，通常在离子注入之前在基材表面上形成光刻胶掩模。通过以下方式形成掩模：在基材上涂覆光刻胶层，然后通过图案化的光掩模暴露于活化辐射，然后进行显影，形成光刻胶图案。所述光刻胶图案包括使得下方的基材暴露的开口，所述开口对应所述半导体基材待进行离子注入的区域，所述基材位于所述光刻胶掩模之下的区域受到保护，免于进行注入。注入后，所述光刻胶掩模从基材剥离并且对所述基材进行退火。

随着光刻法技术接近其分辨率极限，在所述基材表面上印刷精细的几何形状是一种挑战。作为当前一代的半导体器件所要求的非常精细的几何形状的结果是，在离子注入工艺中即使很小的变化也可以对形成的器件的电性能产生不利影响。离子注入工艺中的一个不利因素是注入掩模图案化之后，在待注入的基材的一些区域上存在光刻胶的残留物(浮渣)。这种光刻胶浮渣的存在会大大影响器件的产量。

US2011/10174774A1公开了去除图案化光刻胶浮渣的方法。该方法包括提供由图案化光刻胶覆盖的待蚀刻的材料层，用氮等离子体进行清除浮渣操作，以修整该图案化光刻胶的边缘，并使用所述清除浮渣图案化光刻胶作为掩 模蚀刻所述材料层。如该文献中所描述的等离子体清除浮渣工艺不适合用于使用离子注入掩模的应用，例如，由于等离子体蚀刻工艺的复杂性和等离子体对下方的表面引发的破坏，而不适合应用。

在本领域中需要继续改进离子注入和光刻方法以尽量减少或避免与现有技术状况相关联的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了在半导体器件中形成离子注入区的方法。该方法包括：(a)提供具有多个待进行离子注入的区域的半导体基材；(b)在半导体基材上形成光刻胶图案，其中所述光刻胶图案由化学放大型光刻胶组合物形成，所述光刻胶组合物包含具有酸不稳定性基团的基质聚合物、光生酸剂和溶剂；(c)在光刻胶图案上涂覆清除浮渣组合物，其中所述清除浮渣组合物包含：基质聚合物，选自热生酸剂、光生酸剂以及它们的组合的生酸剂，以及一种溶剂；(d)使所述涂覆的半导体基材暴露于一些条件，以在清除浮渣组合物中从所述生酸剂产生酸；(e)使涂覆的半导体基材接触漂洗剂，以从基材去除残留的清除浮渣组合物和浮渣；以及(f)使用光刻胶图案作为注入掩模，对所述半导体基材的多个区域进行离子注入。根据本发明的另一个方面，提供通过本文所述方法形成的电子器件。

附图说明

本发明将参照下面的附图予以描述，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：

图1A-F为根据本发明在半导体器件中形成离子注入区的工艺流程。

具体实施方式

可用于本发明方法的光刻胶清除浮渣组合物包含基质聚合物，选自热生酸剂、光生酸剂以及它们的组合的生酸剂，以及溶剂，并可以包含可选的额外的组分。当涂覆在具有光刻胶注入掩模的半导体基材上时，所述清除浮渣组合物可有利地最大程度减少或消除离子注入之前基材表面上存在的浮渣。其结果是，离子注入掺杂剂曲线不会受到不利影响，由此可以形成具有期望的电性能的器件。