本发明涉及半导体领域,具体涉及一种半导体结构的刻蚀方法。
背景技术:
1、在半导体制造过程中,后段金属连线工艺随着关键尺寸的逐渐减少,金属沟槽与沟槽之间的间距也在逐渐减少,在半导体器件使用的过程中金属沟槽间会形成寄生电容,影响器件的使用寿命。为了降低寄生电容,半导体后段间的介质层材料选择使用低介电常数(low-k)的介质。
2、在半导体刻蚀的过程中,将光刻形成的图案传递下去后需要对光刻胶进行灰化去除,在光刻胶去除的过程中同时也会对低介电常数材料产生损伤,致使半导体结构内形成的通孔侧壁存在损伤。如图1所示,阴影区域为半导体结构内形成的通孔,该阴影区域存在多个台阶,这些台阶就是形成的损伤,这些损伤会影响半导体结构的可靠性。
3、因此,急需一种可以降低低介电常数材料损伤的方法。
技术实现思路
1、因此,为了克服上述现有技术的缺点,本发明提供一种半导体结构的刻蚀方法,可以降低刻蚀过程中对低介电常数材料的损伤,提高产品可靠性,提高材料机械性能。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种半导体结构的刻蚀方法,包括:s1,干法刻蚀将待刻蚀基片的目标刻蚀区域表面的硬掩膜层进行去除,所述待刻蚀基片至少包括从下至上的衬底层、刻蚀停止层、介电层、硬掩膜层以及光刻胶层,所述介电层具有致孔剂;s2,根据预定参数干法刻蚀所述目标刻蚀区域处的介电层,形成刻蚀图案;s3,干法刻蚀所述光刻胶层;s4,通过混合气体电解后激发uv光释放介电层里的致孔剂让介电层内的si键、o键、c键重新键合,降低刻蚀过程中造成的k值变高等问题;s5,干法刻蚀裸露的所述刻蚀停止层直至所述衬底层裸露;s6,清洗并清除开孔的内壁在干法刻蚀工艺下的杂质,得到半导体结构。
3、在其中一个实施例中,s4中,所述混合气体为hbr和ar的混合气体。
4、在其中一个实施例中,s4中,hbr在所述混合气体含量为5%~30%,ar在所述混合气体含量为70%~95%,所述混合气体流量为200sccm至600sccm。
5、在其中一个实施例中,s1干法蚀刻、s2干法刻蚀、s3干法刻蚀、及s5干法刻蚀为反应离子蚀刻或等离子体蚀刻工艺。
6、在其中一个实施例中,所述s1干法蚀刻过程中,气体的流量比例为chf3:cf4:o2=0~100:200~300:0~20;
7、所述s2干法蚀刻过程中,气体的流量比例为ar:cf4:o2=600~900:200~300:0~20;
8、所述s3干法蚀刻过程中,气体的流量比例为co2:o2=200~500:200~500;
9、所述s5干法蚀刻过程中,气体的流量比例为ar:cf4:n2:o2=200~1000:20~120:0~300:0~30。
10、在其中一个实施例中,所述干法刻蚀的参数包括:刻蚀气体为cf4、chf3、nf3、ch2f2或c4f8,稀释气体为n2、o2、co、he或ar,所述刻蚀气体的气体流量为10sccm至200sccm,所述稀释气体的气体流量为10sccm至200sccm`,腔室压强为30mtorr至200mtorr。
11、在其中一个实施例中,s6中,利用氮气、氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳中至少一种气体处理所述开孔的内壁的过程中,气体的流量为300sccm至500sccm,处理时间为12s至60s。
12、在其中一个实施例中,所述待刻蚀基片具有氧化层,氧化层设置在所述介电层和所述刻蚀停止层之间,在s4和s5之间还存在s7,干法刻蚀所述氧化层。
13、在其中一个实施例中,s7,刻蚀气体的气体流量为10sccm至200sccm,稀释气体的气体流量为10sccm至200sccm,腔室压强为30mtorr至200mtorr。
14、与现有技术相比,本发明的优点在于:通过工艺优化,在电解过程中使用紫外光照射去除介质层中的致孔剂,并使用hbr和ar气体让材料内的si-键、o-键、c-键重新键合,不仅降低在去胶过程中使用的含有氧的如o2、co2、co等气体在等离子体状态下对介质层中低介电常数材料的损伤程度,提高产品可靠性,还提高材料机械性能。
1.一种半导体结构的刻蚀方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,s4中,所述混合气体为hbr和ar的混合气体。
3.根据权利要求2所述的刻蚀方法,其特征在于,s4中,hbr在所述混合气体含量为5%~30%,ar在所述混合气体含量为70%~95%,所述混合气体流量为200sccm至600sccm。
4.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,s1干法蚀刻、s2干法刻蚀、s3干法刻蚀、及s5干法刻蚀为反应离子蚀刻或等离子体蚀刻工艺。
5.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,所述s1干法蚀刻过程中,气体的流量比例为chf3:cf4:o2=0~100:200~300:0~20;
6.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,所述干法刻蚀的参数包括:刻蚀气体为cf4、chf3、nf3、ch2f2或c4f8,稀释气体为he或ar,所述刻蚀气体的气体流量为10sccm至400sccm,所述稀释气体的气体流量为100sccm至800sccm,腔室压强为30mtorr至200mtorr。
7.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,s6中,利用氮气、氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳中至少一种气体处理所述开孔的内壁的过程中,气体的流量为300sccm至500sccm,处理时间为12s至60s。
8.根据权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,所述待刻蚀基片具有氧化层,氧化层设置在所述介电层和所述刻蚀停止层之间,
9.根据权利要求8所述的刻蚀方法,其特征在于,s7,刻蚀气体的气体流量为10sccm至200sccm,稀释气体的气体流量为10sccm至200sccm,腔室压强为30mtorr至200mtorr。