一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注入方法

摘要

本发明公开了一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注入方法，包括以下步骤：首先对硅片表面进行处理，使硅片表面生长氧化层；然后硅片上涂覆光刻胶；接着对硅片进行离子注入；最后去除硅片表面的光刻胶。本发明通过对硅片表面进行处理，可在硅片表面生长超薄氧化层，避免硅片在去胶过程中生成上述硅棱，从而避免硅剥落问题，减少表面缺陷并提高产品成品率。

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种能够防止离子注入区边 界硅棱剥落的离子注入方法。

背景技术

MOS电路中静电(ESD)保护器件的N型掺杂，采用裸硅表面，经高 能量大剂量的砷或磷注入以形成欧姆接触。高能量(80KeV以上)大剂量 (1E15ions/cm²以上)的离子注入会导致硅表层非晶化，后续去胶工艺过程 中，注入区非晶层的边界处会因应力生成突起的细棱，与光刻胶作用导致硅 剥落。如大剂量的砷或磷注入，会使得硅片表层的硅晶格受到损伤，形成非 晶层。在注入之后的去胶过程中，非晶层获得能量产生应力，会在注入区的 边界处生成突起的硅棱。如果该细棱表面粘附有光刻胶，光刻胶在去胶时的 收缩将导致硅细棱的剥落，生成表面缺陷，见附图6～图8。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注 入方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明通过对硅片表面进行处理， 可在硅片表面生长超薄氧化层，避免硅片在去胶过程中生成上述硅棱，从而 避免硅剥落问题，减少表面缺陷并提高产品成品率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注入方法，包括以下步骤：

步骤1：对硅片表面进行处理，使硅片表面生长氧化层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入；

步骤4：经步骤3处理后去除硅片表面的光刻胶。

进一步地，所述步骤1中在硅片表面生长氧化层的具体方法为：首先使 硅片升温至180～220℃，然后进行等离子体氧化，整个过程中均通入O₂。

进一步地，硅片升温方式为灯管光照升温，光照时间为20～40s。

进一步地，通入O₂的流量为4～6SLPM，O₂的气压为3.5～4.5Torr。

进一步地，步骤1中氧化层的厚度为

进一步地，步骤1在干法去胶机中对硅片表面进行处理。

进一步地，步骤2中涂覆光刻胶的厚度为

进一步地，步骤3中离子注入时注入能量为80～160KeV，注入砷或磷且 注入剂量为1E15～6E15ions/cm²。

进一步地，步骤4中先通过干法去胶，再通过湿法去胶去除硅片表面的 光刻胶。

一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注入方法，包括以下步骤：

步骤1：采用干法去胶机对硅片表面进行处理，具体方法为：采用灯管 光照使硅片升温至200℃，光照时间为30s，整个过程中均通入O₂，通入O₂的流量为5SLPM，O₂的气压为4Torr，使硅片表面生长厚度为的氧化层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆厚度为的光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入，离子注入时注入能量为 120KeV，注入砷且注入剂量为6E15ions/cm²；

步骤4：通过干法去胶及湿法去胶的方式去除硅片表面的光刻胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明针对离子注入区边界处产生硅细棱的问题，通过在光刻前进行硅 片表面处理，增加一层超薄的氧化层，对硅片表面进行保护，彻底避免注入 后去胶期间硅细棱的生成，解决由于高能量、大剂量离子注入导致注入区边 界处的硅在去胶时剥落的问题，从而减少表面缺陷并提高产品成品率。

进一步地，因为本发明中涂覆光刻胶前所生长的氧化层厚度很薄 ()，对于相同的注入能量、剂量条件，可以忽略此氧化层对注入杂 质分布以及器件性能的影响，不必改动现有的注入参数设定，使得该方法具 有很强的工艺兼容性。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的步骤一过程示意图；

图3为本发明的步骤二过程示意图；

图4为本发明的步骤三过程示意图；

图5为本发明的步骤四过程示意图；

图6为传统方法砷离子注入区边界处硅细棱；

图7为传统方法中光刻胶的退缩与硅棱的产生；

图8为传统方法中砷离子注入区边界处硅细棱的剥落。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1至图5，一种能够防止离子注入区边界硅棱剥落的离子注入方 法，包括以下步骤：

步骤1：采用干法去胶机对硅片表面进行处理，具体方法为：采用灯管 光照使硅片升温至180～220℃，光照时间为20～40s，整个过程中均通入O₂， 通入O₂的流量为4～6SLPM，O₂的气压为3.5～4.5Torr，通O₂的过程中射频 功率为500W，使硅片表面生长厚度为的氧化层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆厚度为的光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入，离子束与硅片平面法线 夹角为7°，离子注入时注入能量为80～160KeV，注入砷或磷且注入剂量为 1E15～6E15ions/cm²；

步骤4：先通过干法去胶，再通过湿法去胶的方式去除硅片表面的光刻 胶。

下面结合实施例对本发明的实施过程作进一步详细说明：

实施例1

步骤1：采用干法去胶机对硅片表面进行处理，具体方法为：采用灯管 光照使硅片升温至180℃，光照时间为20s，整个过程中均通入O₂，通入O₂的流量为6SLPM，O₂的气压为4.5Torr，使硅片表面生长厚度为的氧化 层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆厚度为的光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入，离子注入时注入能量为 80KeV，注入砷且注入剂量为1E15ions/cm²；

步骤4：先通过等离子干法去胶，再通过湿法去胶去除硅片表面的光刻 胶。

实施例2

步骤1：采用干法去胶机对硅片表面进行处理，具体方法为：采用灯管 光照使硅片升温至220℃，光照时间为40s，整个过程中均通入O₂，通入O₂的流量为4SLPM，O₂的气压为3.5Torr，使硅片表面生长厚度为的氧化 层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆厚度为的光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入，离子注入时注入能量为 160KeV，注入磷且注入剂量为4E15ions/cm²；

步骤4：通过干法去胶及湿法去胶的方式去除硅片表面的光刻胶。

实施例3

步骤1：采用干法去胶机对硅片表面进行处理，具体方法为：采用灯管 光照使硅片升温至200℃，光照时间为30s，整个过程中均通入O₂，通入O₂的流量为5SLPM，O₂的气压为4Torr，使硅片表面生长厚度为的氧化层；

步骤2：在步骤1处理后的硅片上涂覆厚度为的光刻胶；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行离子注入，离子注入时注入能量为 120KeV，注入砷且注入剂量为6E15ions/cm²；

步骤4：通过干法去胶及湿法去胶的方式去除硅片表面的光刻胶。