專利名稱：一種通孔的刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通孔的刻蝕方法。
背景技術(shù)：
自九十年代中期用銅工藝取代鋁工藝以來，銅工藝的優(yōu)點基本保持不變:銅電阻小，具有良好的導(dǎo)電性，低電阻可以提高芯片速度，降低RC延遲，使得內(nèi)連接導(dǎo)線在具有同等甚至更強電流承載能力的同時可以做得更小更密集。此外，還可以將銅導(dǎo)線做得更薄，從而減小相鄰導(dǎo)線之間的互相干擾。銅工藝是采用嵌入式工藝得到圖形化的導(dǎo)線的，上下層銅導(dǎo)線之間通過微通孔連接。為了得到這些通孔，需要另外一層光刻和刻蝕步驟，業(yè)界通常處理的方式是在對銅金屬進行平坦化處理和清洗后，再沉積上一層氮化硅或碳化硅介電材料層，然后沉積一層氧化硅層或多層層疊的氧化硅/氮化硅，以作為上下銅導(dǎo)線的層間介質(zhì)層。由于氮化硅或碳化硅形成的介電材料層是一種物理、化學(xué)性能都非常優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料，該介電材料層可以用作絕緣層、表面鈍化層和結(jié)構(gòu)功能層，還可以作為后續(xù)微通孔刻蝕的硬掩膜層，因此也可以是刻蝕停止層。最后經(jīng)刻蝕，在刻蝕停止層和層間介質(zhì)層中刻蝕出通孔。我們知道，高功率的偏壓和大量的含氟氣體可以提高刻蝕速率。在半導(dǎo)體制造工藝中，常用等離子體刻蝕工藝來去除由氮化硅或碳化硅形成的刻蝕停止層。在現(xiàn)有技術(shù)的刻蝕過程中，能夠產(chǎn)生氟、氯活性基的含氟氣體均可以作為刻蝕氣體，比如CF4, SF6, NF3等，特別是碳氟化合物為常用的刻蝕氣體，這些刻蝕氣體可以與刻蝕停止層中的硅發(fā)生反應(yīng)生成氟化硅等揮發(fā)性氣體，且可以通過抽真空離開反應(yīng)腔，從而達到對刻蝕停止層刻蝕的目的。并且，含氟氣體的比例越大，刻蝕速率越大，越有利于刻蝕的進行，同時，光刻膠的刻蝕速率也隨含氟比例的增加而增大，這是因為含氟氣體的含量增加，在光刻膠表面生成的聚合物減少，對光刻膠的轟擊和刻蝕增強。同時，氮氣也作為刻蝕氣體通入反應(yīng)腔中，因為含氟氣體易與氮化硅或碳化硅反應(yīng)生成聚合物，氮氣可以起到去除刻蝕的側(cè)壁上的聚合物和稀釋氣體的目的。因此，在刻蝕光刻膠和刻蝕停止層時，常通入大比例含量的含氟氣體的混合氣體，從而促進刻蝕的進行，該混合氣體常采用含氟氣體、氮氣、氬氣或氧氣的混合氣體，其中含氟氣體的比例較大，比如含氟氣體與氮氣和氧氣的比例為2:2:1等。然而，隨著銅導(dǎo)線圖形線寬越來越小，采用上述工藝方法在進行小直徑的通孔的刻蝕工藝過程中，會導(dǎo)致在實際的刻蝕過程中造成刻蝕不均勻的現(xiàn)象出現(xiàn)，即導(dǎo)致在刻蝕停止層的有些區(qū)域被刻穿，某些區(qū)域還未被刻穿，被刻穿的區(qū)域提前暴露出底部的銅金屬。如圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的通孔的刻蝕過程中所形成截面結(jié)構(gòu)示意圖，在半導(dǎo)體襯底I’上包含有銅金屬層2’，刻蝕停止層3’覆蓋于銅金屬層2’上，在刻蝕停止層3’上還覆蓋有層間介質(zhì)層4’，以及在刻蝕過程中，在層間介質(zhì)層4’上涂覆的光刻膠5’。采用常規(guī)的刻蝕方法，在對刻蝕停止層3’刻蝕過程中，在層間介質(zhì)層4’和刻蝕停止層3’之間形成通孔6’，從圖1中可以看到銅金屬層2’有一部分暴露出來。由于要將刻蝕停止層3’去除掉，所以在銅金屬層2’暴漏出來后，刻蝕過程在繼續(xù)進行，銅金屬層2’長時間暴露在等離子體中，會導(dǎo)致銅金屬的濺射，造成對反應(yīng)腔的污染，進一步造成刻蝕停止層3’的刻蝕速率的大幅度波動，以及刻蝕過程的不穩(wěn)定，影響后續(xù)的工藝順利進行。因此，改進刻蝕停止層的刻蝕方法是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于，避免在對刻蝕停止層進行刻蝕的過程中，由于刻蝕不均勻而造成的銅金屬的暴露，從而避免銅金屬暴露對反應(yīng)腔造成的污染，以及改善刻蝕速率的大幅度波動和刻蝕過程不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明提供一種通孔的刻蝕方法，所述刻蝕方法包括:步驟SOl:將從下到上依次層疊的含有銅金屬層的半導(dǎo)體襯底、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層的表面涂覆光刻膠，并放入反應(yīng)腔內(nèi)；步驟S02:對所述光刻膠和所述層間層介質(zhì)進行刻蝕；步驟S03:經(jīng)終端探測系統(tǒng)探測到所述層間介質(zhì)層刻蝕完畢后，調(diào)整偏壓功率為零，通入含氟氣體和輔助氣體的混合氣體作為刻蝕氣體；步驟S04:對所述刻蝕停止層進行刻蝕，直至去除所述銅金屬層表面的所述刻蝕
停止層。優(yōu)選地，所述含氟氣體與輔助氣體的比例不大于15%。優(yōu)選地，步驟S02包括:對所述層間介質(zhì)層的主刻蝕工藝過程和過刻蝕工藝過程；其中，所述主刻蝕工藝過程是僅對層間介質(zhì)層進行的刻蝕過程，所述過刻蝕過程是指主刻蝕過程之后刻蝕到刻蝕停止層的刻蝕過程。優(yōu)選地，所述主刻蝕工藝過程采用第一刻蝕工藝氣體，所述過刻蝕工藝過程采用第二刻蝕工藝氣體，其中，所述第一刻蝕工藝氣體的刻蝕比高于第二刻蝕工藝氣體的刻蝕比。優(yōu)選地，所述第一刻蝕工藝氣體包括氧氣、IS氣和CF4,所述第二刻蝕工藝氣體包括氧氣、氬氣和C4F8。優(yōu)選地，第一刻蝕氣體中CF4與氬氣的比例為1:1，CF4與氧氣的比例小于1/3。優(yōu)選地，第二刻蝕氣體中C4F8與氬氣的比例為1:1，C4F8與氧氣的比例小于1/10。優(yōu)選地，所述主刻蝕工藝過程刻蝕所述層間介質(zhì)層厚度的70% 80%。優(yōu)選地,所述混合氣體的總流量大于等于350sccm。優(yōu)選地，所述的含氟氣體為CF4。優(yōu)選地，所述輔助氣體為氮氣。優(yōu)選地，所述刻蝕停止層的刻蝕過程中采用的反應(yīng)壓強為50_100mTorr，源功率為小于等于500W。優(yōu)選地，所述刻蝕停止層的刻蝕過程中采用的源功率的頻率為60MHz。優(yōu)選地，所述的刻蝕停止層的材料為氮化硅或碳化硅。本發(fā)明提供的刻蝕停止層的刻蝕方法，在刻蝕過程中采用大量的氮氣和少量的含氟氣體所形成混合氣體作為刻蝕氣體，含氟氣體起到主要的刻蝕作用，氮氣起到移除刻蝕的側(cè)壁上的聚合物和稀釋氣體的目的，這樣在進行刻蝕的同時，將側(cè)壁上的聚合物及時移除；同時配合零偏壓功率，降低刻蝕速率，這樣可以有效避免刻蝕過程中刻蝕不均勻的現(xiàn)象，不僅可以克服銅金屬的暴露對反應(yīng)腔造成的污染，還可以減小刻蝕速率和刻蝕過程的不穩(wěn)定，從而提高刻蝕工藝的效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通孔的刻蝕過程中所形成刻蝕停止層截面結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的一個較佳實施例的帶有刻蝕停止層和層間介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底的結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明的一個較佳實施例的通孔的刻蝕方法的流程示意4-6為本發(fā)明的一個較佳實施例的通孔的刻蝕方法的各制備步驟所形成的截面結(jié)構(gòu)示意7圖為采用本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法進行刻蝕工藝的過程中，分別在反應(yīng)腔受污染和未受污染時所對應(yīng)的刻蝕速率的曲線圖
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的刻蝕停止層的刻蝕方法，所采用的可以但不限于是等離子體刻蝕法和應(yīng)用于等離子體刻蝕工藝腔中，本發(fā)明中，等離子體工藝腔可以采用任何種類的，本發(fā)明對此不作任何限定。現(xiàn)結(jié)合附圖2-6，通過具體實施例對本發(fā)明的一種通孔的刻蝕方法做進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。本發(fā)明的本實施例中，請參閱圖2，圖2是本發(fā)明的一個較佳實施例的帶有銅金屬層、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底的截面結(jié)構(gòu)示意圖，提供一個半導(dǎo)體襯底1，半導(dǎo)體襯底上包含有銅金屬層2作為導(dǎo)線層，銅金屬層2上覆蓋有刻蝕停止層3，刻蝕停止層3上覆蓋有層間介質(zhì)層4，半導(dǎo)體襯底I可以是任意襯底，比如P或N型硅襯底，用于MOS晶體管半導(dǎo)體襯底等，半導(dǎo)體襯底I內(nèi)可以但不限于包含溝槽，本發(fā)明對此不作任何限制。請參閱圖3，圖3是本發(fā)明的一個較佳實施例的通孔的刻蝕方法的流程示意圖。圖4-6為本發(fā)明的一個較佳實施例的通孔的刻蝕方法的各制備步驟所形成的截面結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的通孔的刻蝕方法可以但不限于采用等離子體干法刻蝕。下面以在刻蝕停止層和層間介質(zhì)層中刻蝕出通孔為例進行后續(xù)的對通孔的刻蝕方法的描述，需要說明的是，本發(fā)明的范圍并不限制于此。在完成在半導(dǎo)體襯底I上的銅金屬層2頂部的平坦化后，可以采用但不限于化學(xué)氣相沉積法在半導(dǎo)體襯底I上沉積刻蝕停止層3，然后，再刻蝕停止層3上沉積層間介質(zhì)層4，刻蝕停止層3可以作為后續(xù)刻蝕的硬掩膜層，層間介質(zhì)層4可以作為上下金屬導(dǎo)線層的介質(zhì)層?？涛g停止層3的材料可以是氮化硅或碳化硅，層間介質(zhì)層4的材料可以是單層氧化硅、雙層氧化硅/氮化硅、或多層氧化硅/氮化硅/氧化硅。本實施例以刻蝕停止層3為氮化硅。本實施例的通孔的刻蝕方法，包括以下步驟:步驟SOl:請參閱圖4，以上述圖2中所示的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將從下到上依次層疊的含有銅金屬層2的半導(dǎo)體襯底、刻蝕停止層3和層間介質(zhì)層4的表面涂覆一層光刻膠5，并放入反應(yīng)腔室內(nèi)；這里，光刻膠5與層間介質(zhì)層3之間具有較大的刻蝕選擇比，以保證刻蝕層間介質(zhì)層3的過程中，光刻膠5不被刻蝕掉而影響刻蝕出的通孔的形狀。步驟S02:請參閱圖5，經(jīng)曝光顯影，在光刻膠5上刻蝕出通孔圖案，然后以帶有通孔圖案的光刻膠5為模版對層間介質(zhì)層4進行刻蝕，對層間介質(zhì)層4刻蝕的過程中，所采用的反應(yīng)壓強可以但不限于為50-100mTorr，源功率可以但不限于為0-500W，所采用的偏壓功率可以但不限于為100-1000W，所采用的頻率可以但不限于是60MHz，所采用的刻蝕氣體可以但不限于是含氟氣體、氮氣、氬氣或氧氣的混合氣體，其中含氟氣體的比例較大，比如CF4/CHF3/Ar/02/N2的混合氣體，這不用于限制本發(fā)明的范圍。這里，在對層間介質(zhì)層4刻蝕的過程中，以光刻膠5上的圖案來刻蝕層間介質(zhì)層4，從層間介質(zhì)層4的頂部向下刻蝕，由于采用高含量的含氟氣體，使得對層間介質(zhì)層4的向下的刻蝕速率增大，再配合一定的偏壓功率，進一步加快了向下的刻蝕速率，這是由于在對層間介質(zhì)層4的主刻蝕過程中，刻蝕氣體中的氟與硅發(fā)生反應(yīng)生成聚合物而沉積在刻蝕后的側(cè)壁上，這層聚合物起到了保護側(cè)壁不受刻蝕的作用，這時候，被聚合物覆蓋的側(cè)壁不能被刻蝕到，從而引起刻蝕往下進行，從而提高了向下的刻蝕速率，因此，在此過程中，高含量的含氟氣體和一定的偏壓功率有利于刻蝕的進行。通常，在將要而還未刻蝕到層間介質(zhì)層4底部時，由于刻蝕速率較快，以及終端探測系統(tǒng)的探測需要的反饋時間，都會造成對層間介質(zhì)層4刻蝕完畢后而刻蝕到刻蝕停止層，造成對層間介質(zhì)層4的過刻蝕。層間介質(zhì)層4的過刻蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，由于刻蝕停止層3較薄，如果步驟S02中對刻蝕停止層3過刻蝕厚度較大，會引起在刻蝕停止層3時，控制刻蝕停止層3工藝過程的精確停止，產(chǎn)生難度。在本發(fā)明的本實施例中，在對層間介質(zhì)層4的刻蝕過程中可以但不限于存在兩個過程，分兩步對層間介質(zhì)層4進行刻蝕:主刻蝕工藝(main etch, ME)21和過刻蝕工藝(overetch, 0E) 22，如圖5中兩條虛線所示；從而可以較為準確的控制刻蝕過程。首先，進行主刻蝕工藝21。主刻蝕工藝21過程的刻蝕可以但不限于由預(yù)設(shè)時間來控制刻蝕的時間，所采用的反應(yīng)壓強可以但不限于為50-100mTorr，源功率可以但不限于小于等于500W，所采用的偏壓功率可以但不限于為100-1000W，所采用的頻率可以但不限于是60MHz ;本發(fā)明中的本實施例中，主刻蝕工藝過程采用第一刻蝕工藝氣體，過刻蝕工藝過程采用第二刻蝕工藝氣體，第一刻蝕工藝氣體的刻蝕比高于第二刻蝕工藝的刻蝕比；本發(fā)明中第一刻蝕工藝氣體可以但不限于是含氟氣體、氮氣、氬氣或氧氣的混合氣體，本實施例中第一刻蝕工藝氣體可以包括CF4, CF4與氬氣的比例可以為1:1，CF4與氧氣的比例小于1/3。本發(fā)明的本實施例中，主刻蝕工藝21過程刻蝕層間介質(zhì)層4的厚度為70% 80%。然后，當(dāng)主刻蝕工藝21結(jié)束后，進行過刻蝕工藝22。過刻蝕工藝22所采用的反應(yīng)壓強可以但不限于為50_100mTorr，源功率可以但不限于小于等于500W,所米用的偏壓功率可以但不限于為100-1000W，所采用的頻率可以但不限于是60MHz ;本發(fā)明中第二刻蝕工藝氣體可以但不限于是含氟氣體、氮氣、氬氣或氧氣的混合氣體，本實施例中第二刻蝕工藝氣體可以包括C4F8, C4F8與氬氣的比例可以為1:1，C4F8與氧氣的比例小于1/10。這里，過刻蝕工藝22的結(jié)束是以終端探測系統(tǒng)探測到數(shù)據(jù)變化為截止點。由于終端探測系統(tǒng)一探測到數(shù)據(jù)的變化就會立刻發(fā)出反饋信息，以及刻蝕停止層3與層間介質(zhì)層4的刻蝕選擇比不同，所以對層間介質(zhì)層的過刻蝕工藝22不會將刻蝕停止層3刻蝕掉。步驟S03:請參閱圖6，經(jīng)終端探測系統(tǒng)探測到層間介質(zhì)層4刻蝕完畢，調(diào)節(jié)偏壓功率為零，通入含氟氣體和輔助氣體的混合氣體對刻蝕停止層3進行刻蝕，直至去除所述銅金屬表面的所述刻蝕停止層3 ;其中，輔助氣體可以是氮氣，本實施例中選用含氟氣體和輔助氣體的混合氣體作為刻蝕氣體。在本發(fā)明中，所采用的混合氣體中含氟氣體與氮氣的比例不大于15%，本實施例中可以但不限于選擇5%、10%或15% ;該混合氣體的總流量大于等于350sccm,可以但不限于選擇350sccm。本發(fā)明的本實施例中，利用終端探測系統(tǒng)，比如，發(fā)射光譜儀等對刻蝕過程進行探測，由于層間介質(zhì)層4和刻蝕停止層3所含元素以及元素比例不同，從而導(dǎo)致發(fā)射光譜儀探測到的特征峰的強度明顯不同，據(jù)此判斷層間介質(zhì)層4是否刻蝕完畢。終端探測系統(tǒng)探測到層間介質(zhì)層4刻蝕完畢后，反應(yīng)壓強和源功率可以保持不變，即反應(yīng)壓強可以但不限于為50-100mTorr、源功率小于等于500W以及頻率可以但不限于為60MHz，然后調(diào)節(jié)偏壓功率為零，可以采用手動關(guān)閉偏壓電源的方式，也可以是終端探測系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)信號給偏壓電源，偏壓電源調(diào)節(jié)偏壓功率為零或自動關(guān)閉電源，本發(fā)明不對此做任何限制。如前所述，在刻蝕過程中，刻蝕氣體中的含氟氣體會和刻蝕停止層中的氮化硅或碳化硅發(fā)生反應(yīng)，在側(cè)壁上形成聚合物，這樣側(cè)壁被保護不能被刻蝕到，促進刻蝕向下進行，橫向刻蝕寬度會減小，縱向刻蝕深度加大，實際刻蝕出的通孔底部的寬度會小于預(yù)先制定的寬度，在刻蝕到刻蝕停止層3的底部暴露出銅金屬層2時，并不能將銅金屬層2上的刻蝕停止層3去除，按照工藝要求，刻蝕停止層3需要去除，此時，刻蝕過程不會停止，將銅金屬層2上的刻蝕停止層3去除需要一段時間，在這段時間里，由于銅金屬層2已有一部分暴漏出來，在等離子體的轟擊下，會產(chǎn)生銅金屬的濺射，不僅造成對工藝腔的污染，還影響對刻蝕停止層3的刻蝕速率的大幅度波動，造成工藝的不穩(wěn)定。因此，本發(fā)明采用低含量的含氟氣體和高含量的氮氣的混合氣體，因為低含量的含氟氣體可以減小刻蝕過快造成刻蝕不均勻，高含量的氮氣可以有效去除刻蝕過程中沉積在側(cè)壁上的聚合物以及起到稀釋氣體的目的，這樣再配合偏壓功率為零即在無偏壓的情況下，促進刻蝕的均勻，避免由于刻蝕不均勻造成的銅金屬表面的暴露，以及其引起刻蝕速率的大幅度波動和工藝的穩(wěn)定性。本實施例中，將銅金屬層2表面的刻蝕停止層3去除后，還可以將半導(dǎo)體襯底I上的光刻膠去除，本發(fā)明對此不作任何限制。請參閱圖7，圖7是采用本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法進行刻蝕工藝的過程中，分別在反應(yīng)腔受污染和未受污染時所對應(yīng)的刻蝕速率的曲線圖，圖7中傳統(tǒng)刻蝕方法分別在反應(yīng)腔受污染和未受污染時所對應(yīng)的曲線圖用于對比說明；其中，在傳統(tǒng)刻蝕方法中:B’ I代表對第一個樣品進行刻蝕時，未受污染時的刻蝕速率，A’ I代表對第一個樣品進行刻蝕時，受污染后的刻蝕速率，B’ 2代表對第二個樣品進行刻蝕時，未受污染時的刻蝕速率，A’ 2代表對第二個樣品進行刻蝕時，受污染后的刻蝕速率；在本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法中:BI代表對第一個樣品進行刻蝕時，未受污染時的刻蝕速率，Al代表對第一個樣品進行刻蝕時，受污染后的刻蝕速率，B2代表對第二個樣品進行刻蝕時，未受污染時的刻蝕速率，A2代表對第二個樣品進行刻蝕時，受污染后的刻蝕速率；曲線Cl代表在樣品邊緣區(qū)域檢測到的刻蝕速率。曲線C2代表在樣品中心區(qū)域檢測到的刻蝕速率。如圖7所示，將數(shù)據(jù)歸一化后，以縱坐標數(shù)值I為平衡點，相對于平衡點，反應(yīng)腔室受到污染時的刻蝕速率比受到污染后的刻蝕速率的偏移量增大，Cl曲線顯示，采用傳統(tǒng)刻蝕方法的工藝過程中，應(yīng)腔室受到污染時的刻蝕速率相對于平衡點偏移量約為0.04，而采用本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法所得到的該偏移量約為0.035，曲線C2中顯示，采用傳統(tǒng)刻蝕方法的工藝過程中，應(yīng)腔室受到污染時的刻蝕速率相對于平衡點偏移量約為0.05，而本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法所得到的該偏移量約為0.019，顯然，采用本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法得到的受污染時的刻蝕速率的偏移量數(shù)值比采用傳統(tǒng)的刻蝕方法的?。涣硗?，經(jīng)計算得到采用本發(fā)明的本實施例的刻蝕方法的在反應(yīng)腔室受到污染后相對于受到污染前的刻蝕速率的偏移率小于2%，而傳統(tǒng)的刻蝕方法得到的該數(shù)值大于3%。請參閱表1，表I為本發(fā)明的刻蝕工藝在含氟氣體與氮氣比例分別為5%、10%和15%時所對應(yīng)的反應(yīng)腔受到污染后的刻蝕速率的偏移率的數(shù)值列表。在含氟氣體與氮氣比例小于15%時，反應(yīng)腔受到污染后的刻蝕速率的偏移率均小于2%，相比于采用傳統(tǒng)刻蝕方法的該刻蝕速率偏移率明顯降低，本發(fā)明的本實施例的通孔的刻蝕方法可以有效減小在通孔刻蝕過程中反應(yīng)腔室受到銅金屬暴露而產(chǎn)生的污染，并有效減小刻蝕速率的偏移率，從而提聞刻蝕工藝的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種通孔的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕方法包括: 步驟SOl:將從下到上依次層疊的含有銅金屬層的半導(dǎo)體襯底、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層的表面涂覆光刻膠，并放入反應(yīng)腔內(nèi)； 步驟S02:對所述光刻膠和所述層間層介質(zhì)進行刻蝕； 步驟S03:經(jīng)終端探測系統(tǒng)探測到所述層間介質(zhì)層刻蝕完畢后，調(diào)整偏壓功率為零，通入含氟氣體和輔助氣體的混合氣體作為刻蝕氣體； 步驟S04:對所述刻蝕停止層進行刻蝕，直至去除所述銅金屬層表面的所述刻蝕停止層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述含氟氣體與輔助氣體的比例不大于15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的刻蝕方法，其特征在于，步驟S02包括:對所述層間介質(zhì)層的主刻蝕工藝過程和過刻蝕工藝過程；其中，所述主刻蝕工藝過程是僅對層間介質(zhì)層進行的刻蝕過程，所述過刻蝕過程是指主刻蝕過程之后刻蝕到刻蝕停止層的刻蝕過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刻蝕方法，其特征在于，所述主刻蝕工藝過程采用第一刻蝕工藝氣體，所述過刻蝕工藝過程采用第二刻蝕工藝氣體，其中，所述第一刻蝕工藝氣體的刻蝕比高于第二刻蝕工藝氣體的刻蝕比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刻蝕方法,其特征在于,所述第一刻蝕工藝氣體包括氧氣、IS氣和CF4，所述第二刻蝕工藝氣體包括氧氣、氬氣和C4F8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刻蝕方法,其特征在于,所述第一刻蝕氣體中CF4與気氣的比例為1:1，CF4與氧氣的比例小于1/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刻蝕方法，其特征在于，所述第二刻蝕氣體中C4F8與氬氣的比例為1:1，C4F8與氧氣的比例小于1/10。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刻蝕方法，其特征在于，所述主刻蝕工藝過程刻蝕所述層間介質(zhì)層厚度的70% 80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述混合氣體的總流量大于等于350sccmo
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述的含氟氣體為cf4。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述輔助氣體為氮氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的刻蝕過程中采用的反應(yīng)壓強為50-100mTorr，源功率為小于等于500W。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的刻蝕過程中采用的源功率的頻率為60MHz。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述的刻蝕停止層的材料為氮化硅或碳化硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，所述的層間介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)為如下結(jié)構(gòu)中的任一種: 單層氧化硅； 雙層氧化硅/氮化硅； 多層氧化硅/氮化硅/氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通孔的刻蝕方法，包括將從下到上依次層疊的含有銅金屬層的半導(dǎo)體襯底、刻蝕停止層和層間介質(zhì)層的表面涂覆光刻膠，并放入反應(yīng)腔內(nèi)；對光刻膠和中間層介質(zhì)進行刻蝕；經(jīng)終端探測系統(tǒng)探測到層間介質(zhì)層刻蝕完畢，調(diào)節(jié)偏壓功率為零，通入含氟氣體和輔助氣體的混合氣體對刻蝕停止層進行刻蝕，直至將銅金屬層表面的刻蝕停止層去除。本發(fā)明通過在刻蝕過程中采用大量的輔助氣體和少量的含氟氣體所形成混合氣體作為刻蝕氣體，含氟氣體起到主要的刻蝕作用，輔助氣體起到移除刻蝕的側(cè)壁上的聚合物和稀釋氣體的目的，同時配合零偏壓功率，這樣可以有效避免刻蝕過程中刻蝕不均勻的現(xiàn)象，從而提高刻蝕速率和刻蝕工藝的效率。
文檔編號H01L21/768GK103199058SQ20131013935
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者劉志強 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司