本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種干法刻蝕方法。

背景技術(shù)：

隨著對超大規(guī)模集成電路高集成度和高性能的需求逐漸增加，半導(dǎo)體技術(shù)向著更小特征尺寸技術(shù)發(fā)展，工藝的復(fù)雜程度不斷增加，對刻蝕工藝提出了更高的要求。

現(xiàn)有技術(shù)的干法刻蝕方法包括以下步驟：

提供一干法刻蝕腔體；

提供一半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底由下至上依次包括器件層、銅互聯(lián)層、介電層以及圖案化的掩膜層；

進行主刻蝕工藝，即通過常用的干法刻蝕方式依次對上述介電層進行刻蝕，去除介電層，暴露上述銅互聯(lián)層；

去除多余的光刻膠層。

上述干法刻蝕方法主要包括主刻蝕(mainetch，me)和光刻膠去除(strip)兩個步驟，主刻蝕步驟用于通過一次性的刻蝕暴露上述銅互聯(lián)層，光刻膠步驟用于在完成主刻蝕步驟后去除光刻膠層。由于在進行干法刻蝕時，多個晶元(wafer)位于同一個干法刻蝕腔體中，已經(jīng)完成干法刻蝕的晶元會在主刻蝕步驟中不可不免的產(chǎn)生一些含有的cf^*的高分子聚合物，這些含有的cf^*的高分子聚合物不僅會與已經(jīng)完成干法刻蝕的晶元上的銅發(fā)生反應(yīng)生成還會附著在未完成干法刻蝕的晶元的表面，晶元盒中其他還未完成干法刻蝕的晶元在完成主刻蝕步驟后也會與含有的cf^*的高分子聚合物發(fā)生反應(yīng)生成如果晶元在干法刻蝕后其表面的銅與與含有的cf^*的高分子聚合物發(fā)生反應(yīng)生成則在干法刻蝕步驟后的清洗步驟(通常采用st250)中，會與清洗劑中含有的堿性(alkalescent)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生cu²⁺，從而導(dǎo)致銅表面產(chǎn)生凹坑缺陷。一旦生成凹坑缺陷在進行清洗步驟后的一些處理操作中，凹坑缺陷會被不斷放大，最終導(dǎo)致嚴重的工藝缺陷。

圖1-3為現(xiàn)有技術(shù)中晶元完成干法刻蝕步驟和清洗步驟后的一種處理操作，如圖1所示，上述凹坑缺陷位于tm層，tm層上由下至上依次設(shè)有氮化硅(sin)層和氧化物(oxide)層，sin層和oxide層形成有位于凹坑缺陷上方的凹槽，沉積tin/al/tin層并在tin/al/tin層繼續(xù)形成位于凹坑缺陷上方的凹槽，沉積oxide層并在oxide層繼續(xù)形成位于凹坑缺陷上方的凹槽，由圖中可清楚的看出，當(dāng)進行上述處理操作時，tm層中的凹坑缺陷越來越大，從而造成越來越嚴重的工藝缺陷。

圖4-5為現(xiàn)有技術(shù)中完成圖1-3的處理操作后的晶元的電子顯微鏡示意圖，由圖中可看出tm層中的凹坑缺陷越來越大。

綜上所述，如何在干法刻蝕中降低含有的cf^*的高分子聚合物對晶元的影響，避免產(chǎn)生凹坑缺陷是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種能避免產(chǎn)生凹坑缺陷的干法刻蝕方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種干法刻蝕方法，包括：

提供一干法刻蝕腔體；

提供一半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底由下至上依次包括器件層、銅互聯(lián)層、介電層以及圖案化的掩膜層；

所述干法刻蝕方法還包括：

主刻蝕的步驟，以所述圖案化的掩膜層進行干法刻蝕，以去除部分所述介電層；

過刻蝕的步驟，繼續(xù)以所述圖案化的掩膜層，配合碳氟聚合物和過量的氧氣進行干法刻蝕，以暴露所述銅互聯(lián)層；

去除所述掩膜層。

優(yōu)選的，在進行所述主刻蝕步驟之前，所述干法刻蝕方法還包括：

預(yù)清理的步驟，向所述干法刻蝕腔體內(nèi)通入預(yù)定體積的氧氣以清除附著在所述半導(dǎo)體基底的所述掩膜層上的碳氟聚合物。

優(yōu)選的，進行所述預(yù)清理時，所述反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為300mt。

優(yōu)選的，進行所述主刻蝕時，所述反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為60mt。

優(yōu)選的，進行所述過刻蝕時，所述反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為60mt。

優(yōu)選的，進行所述預(yù)清理時，所述氧氣的流量為1500sccm。

優(yōu)選的，利用第一刻蝕氣體進行所述主刻蝕，所述第一刻蝕氣體包括四氟化碳、三氟甲烷以及氮氣；

所述四氟化碳的流量為150sccm，所述三氟甲烷的流量為50sccm，所述氮氣的流量為170sccm。

優(yōu)選的，利用第二刻蝕氣體進行所述過刻蝕，所述第二刻蝕氣體包括四氟化碳、氬、氧氣以及氮氣；

所述四氟化碳的流量為80sccm，所述氬的流量為500sccm，所述氧氣的流量為20sccm，所述氮氣的流量為170sccm。

本發(fā)明的有益效果：將原有的通過一次性干法刻蝕暴露銅互聯(lián)層替換為通過兩次干法刻蝕暴露銅互聯(lián)層，即通過主刻蝕步驟先去除一部分位于銅互聯(lián)層上方的介電層，在將要完全去除介電層并暴露銅互聯(lián)層時，通過過刻蝕步驟，去除剩余的介電層以完全暴露所述銅互聯(lián)層，由于在過刻蝕步驟中添加了相對于主刻蝕步驟中更多的過量的氧氣，而氧氣能夠抑制碳氟聚合物與銅進行反應(yīng)，從而避免碳氟聚合物與晶元的銅發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致凹坑缺陷。

附圖說明

圖1-3為現(xiàn)有技術(shù)中晶元完成干法刻蝕步驟和清洗步驟后的一種處理操作示意圖；

圖4-5為現(xiàn)有技術(shù)中完成圖1-3的處理操作后的晶元的電子顯微鏡示意圖；

圖6為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，原理示意圖之一；

圖7為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，原理示意圖之二；

圖8為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，干法刻蝕方法的流程圖；

圖9-12為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，干法刻蝕方法的過程示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，下述技術(shù)方案，技術(shù)特征之間可以相互組合。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明：

如圖8-12所示，一種干法刻蝕方法，包括：

提供一干法刻蝕腔體；

提供一半導(dǎo)體基底3，所述半導(dǎo)體基底3由下至上依次包括器件層、銅互聯(lián)層2、介電層4以及圖案化的掩膜層5；

所述干法刻蝕方法還包括：

主刻蝕的步驟，以所述圖案化的掩膜層5進行干法刻蝕，以去除部分所述介電層4；

過刻蝕的步驟，繼續(xù)以所述圖案化的掩膜層5，配合碳氟聚合物1和過量的氧氣進行干法刻蝕，以暴露所述銅互聯(lián)層2；

去除所述掩膜層5。

在本實施例中，將原有的通過一次性干法刻蝕暴露銅互聯(lián)層2替換為通過兩次干法刻蝕暴露銅互聯(lián)層2，即通過主刻蝕步驟先去除一部分位于銅互聯(lián)層2上方的介電層4，在將要完全去除介電層4并暴露銅互聯(lián)層2時，通過過刻蝕步驟，去除剩余的介電層4以完全暴露所述銅互聯(lián)層2，由于在過刻蝕步驟中添加了相對于主刻蝕步驟中更多的過量的氧氣，根據(jù)如圖6-7所示可知，當(dāng)cf^*的含量大于o^*的含量，干法刻蝕后銅互聯(lián)層2上會沉積碳氟聚合物1，同時一部分cf^*揮發(fā)；當(dāng)cf^*的含量小于o^*的含量，干法刻蝕后銅互聯(lián)層2上不會沉積碳氟聚合物1，碳氟聚合物1中的c原子會與o原子結(jié)合形成co結(jié)合物后揮發(fā)，氧氣能夠抑制碳氟聚合物1與銅進行反應(yīng)，從而避免碳氟聚合物1與晶元的銅發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致凹坑缺陷。

本發(fā)明較佳的實施例中，在進行所述主刻蝕步驟之前，所述干法刻蝕方法還包括：

預(yù)清理的步驟，向所述干法刻蝕腔體內(nèi)通入預(yù)定體積的氧氣以清除附著在所述半導(dǎo)體基底3的所述掩膜層5上的碳氟聚合物1。

在本實施例中，在主刻蝕步驟前添加預(yù)清理步驟，去除附著在掩膜層5上的碳氟聚合物1，避免附著在掩膜層5上的碳氟聚合物1與后續(xù)暴露出的銅互聯(lián)層2發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致凹坑缺陷。

本發(fā)明較佳的實施例中，進行上述預(yù)清理步驟時，上述反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為300mt。

本發(fā)明較佳的實施例中，進行上述過刻蝕步驟時，上述反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為60mt。

本發(fā)明較佳的實施例中，進行上述預(yù)清理步驟時，上述o2的流量為1500sccm。

本發(fā)明較佳的實施例中，進行上述主刻蝕時，上述第一刻蝕氣體包括cf4、chf3以及n2；

上述cf4的流量為150sccm，上述chf3的流量為50sccm，上述n2的流量為170sccm。

本發(fā)明較佳的實施例中，進行上述過刻蝕時，上述第二刻蝕氣體包括cf4、ar、o2以及n2；

上述cf4的流量為80sccm，上述ar的流量為500sccm，上述o2的流量為20sccm，上述n2的流量為170sccm。

本申請中，進行預(yù)清理步驟(trim)、主清理步驟(me)、過清理步驟(oe)以及去除掩膜層5(prs1和prs2)步驟時的反應(yīng)條件如

下表所示：

通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。