小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法。
【背景技术】
[0002]半导体制造工艺中，某些离子注入层具有极高的离子注入量，这就需要极厚的离子注入阻挡层(最高厚度可达3微米以上)，目前的技术是光刻使用一层光刻胶，显影后形成离子注入线宽。但是光刻胶达到一定的厚度时，离子注入的线宽将受到限制，不能达到较小的线宽，如0.2微米以下，光刻胶的厚度与线宽的比例达到1:15，如图1所示。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够解决极高的离子注入阻挡层和较小的离子注入线宽的问题的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法。
[0004]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，包括:
[0005]首先，在硅片上涂布一层离子注入阻挡层；
[0006]随后，在离子注入阻挡层上然后涂布一层蚀刻阻挡层；
[0007]随后，在蚀刻阻挡层上涂布一层光刻胶；
[0008]随后，在光刻机设备上通过曝光工艺，在光刻胶上形成具有预定线宽的光刻胶图案；
[0009]随后，通过蚀刻工艺，利用光刻胶图案在蚀刻阻挡层中刻出与光刻胶图案相应的蚀刻阻挡层图案，随后去除光刻胶；
[0010]随后，通过蚀刻工艺，利用蚀刻阻挡层图案在离子注入阻挡层中刻出与蚀刻阻挡层图案相应的离子注入阻挡层图案，随后去除蚀刻阻挡层；
[0011]最后，利用形成有离子注入阻挡层图案的离子注入阻挡层对硅片执行离子注入。
[0012]优选地，离子注入阻挡层的厚度为3微米以上。
[0013]优选地，蚀刻阻挡层的厚度为100纳米以上。
[0014]优选地，光刻胶的厚度为100纳米。
[0015]优选地，离子注入阻挡层的厚度与预定线宽之比不小于1:10。
[0016]优选地，预定线宽为0.2微米以下。
[0017]优选地，光刻机设备是I线光刻机。
[0018]优选地，光刻机设备是KrF光刻机。
[0019]优选地，光刻机设备是ArF光刻机。
[0020]优选地，光刻机设备是ArF沉浸式光刻机或极紫外光刻机。
[0021]对于要求超高的光刻胶厚度、小线宽的离子注入层的情况，仅仅依靠单层光刻胶不能解析小线宽尺寸，通过本发明使用超厚注入阻挡层，蚀刻阻挡层，光刻胶三层光刻工艺，能够解析极小的线宽尺寸，有足够厚的注入阻挡层阻挡离子注入。
【附图说明】
[0022]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0023]图1示意性地示出了根据现有技术的离子注入阻挡层工艺。
[0024]图2至图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法的各个步骤。
[0025]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0027]本发明使用三层光刻工艺(离子注入阻挡层，蚀刻阻挡层，光刻胶)，使得离子注入阻挡层可以达到3微米以上，离子注入的线宽由光刻胶决定，如果需要小的线宽，光刻胶厚度可以根据需要减小从而满足较小线宽的要求。其中，曝光使用的光刻机设备根据线宽大小可以是I线(1-line)光刻机、KrF光刻机、ArF光刻机、ArF沉浸式光刻机、极紫外光刻机。
[0028]下面将参考附图来描述本发明的具体优选实施例。
[0029]图2至图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法的各个步骤。
[0030]如图2至图8所示，根据本发明优选实施例的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法包括:
[0031]首先，在硅片10上涂布一层离子注入阻挡层20 ;优选地，离子注入阻挡层的厚度为3微米以上，如图2所示。
[0032]随后，在离子注入阻挡层20上然后涂布一层蚀刻阻挡层30 ;优选地，考虑离子注入阻挡层的厚度，蚀刻阻挡层的厚度为100纳米以上，如图3所示。
[0033]随后，在蚀刻阻挡层30上涂布一层光刻胶40，如图4所示。优选地，考虑蚀刻阻挡层的厚度，光刻胶的厚度为100纳米，光刻胶的厚度可以为100纳米以上。
[0034]随后，在光刻机设备上通过曝光工艺，在光刻胶40上形成具有预定线宽(即所需要的线宽)的光刻胶图案41，如图5所示。预定线宽可以是较小的线宽，如0.2微米以下。
[0035]随后，通过蚀刻工艺，利用光刻胶图案41在蚀刻阻挡层中刻出与光刻胶图案41相应的蚀刻阻挡层图案31，随后去除光刻胶40，如图6所示。
[0036]随后，通过蚀刻工艺，利用蚀刻阻挡层图案31在离子注入阻挡层20中刻出与蚀刻阻挡层图案31相应的离子注入阻挡层图案21，随后去除蚀刻阻挡层30，如图7所示。
[0037]最后，利用形成有离子注入阻挡层图案21的离子注入阻挡层对硅片10执行离子注入，如图8所示。
[0038]本发明通过较小的光刻胶厚度达到较小的线宽，通过蚀刻的离子注入阻挡层可以达到极高的阻挡厚度。本发明可以实现超厚注入阻挡层和线宽比在1:10以上(即，离子注入阻挡层的厚度与预定线宽之比不小于1:10)。
[0039]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0040]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于包括: 首先，在硅片上涂布一层离子注入阻挡层； 随后，在离子注入阻挡层上然后涂布一层蚀刻阻挡层； 随后，在蚀刻阻挡层上涂布一层光刻胶； 随后，在光刻机设备上通过曝光工艺，在光刻胶上形成具有预定线宽的光刻胶图案； 随后，通过蚀刻工艺，利用光刻胶图案在蚀刻阻挡层中刻出与光刻胶图案相应的蚀刻阻挡层图案，随后去除光刻胶； 随后，通过蚀刻工艺，利用蚀刻阻挡层图案在离子注入阻挡层中刻出与蚀刻阻挡层图案相应的离子注入阻挡层图案，随后去除蚀刻阻挡层； 最后，利用形成有离子注入阻挡层图案的离子注入阻挡层对硅片执行离子注入。2.根据权利要求1所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，离子注入阻挡层的厚度为3微米以上。3.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，蚀刻阻挡层的厚度为100纳米以上。4.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，光刻胶的厚度为100纳米。5.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，离子注入阻挡层的厚度与预定线宽之比不小于1:10。6.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，预定线宽为0.2微米以下。7.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，光刻机设备是I线光刻机。8.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，光刻机设备是KrF光刻机。9.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，光刻机设备是ArF光刻机。10.根据权利要求1或2所述的小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，其特征在于，光刻机设备是ArF沉浸式光刻机或极紫外光刻机。
【专利摘要】本发明提供了一种小线宽超高离子注入阻挡层工艺方法，包括：在硅片上涂布一层离子注入阻挡层；在离子注入阻挡层上然后涂布一层蚀刻阻挡层；在蚀刻阻挡层上涂布一层光刻胶；在光刻机设备上通过曝光工艺，在光刻胶上形成具有预定线宽的光刻胶图案；通过蚀刻工艺，利用光刻胶图案在蚀刻阻挡层中刻出与光刻胶图案相应的蚀刻阻挡层图案，随后去除光刻胶；通过蚀刻工艺，利用蚀刻阻挡层图案在离子注入阻挡层中刻出与蚀刻阻挡层图案相应的离子注入阻挡层图案，随后去除蚀刻阻挡层；利用形成有离子注入阻挡层图案的离子注入阻挡层对硅片执行离子注入。
【IPC分类】H01L21/266, H01L21/02
【公开号】CN105206510
【申请号】CN201510662264
【发明人】王剑, 耿金鹏, 戴蕴青
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月14日