專利名稱：低介電常數(shù)材料刻蝕的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及集成電路加工制造技術(shù)，具體涉及低介電常數(shù)(low-k)材料刻蝕的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路加工制造技術(shù)的快速發(fā)展，對于從晶圓(wafer)加工到各種后續(xù)處 理工藝都提出了更高更細致的技術(shù)要求。
在后端互連線的加工過程中，需要對Low-k材料進行刻蝕主要包括溝道刻蝕 (Trench Etch)和光阻(Photolithography Resistance，PR)灰化(Ash)兩個加工步驟。目前業(yè)界通常在一個工序中先后進行Trench Etch和PRAsh兩個步驟，該工序通常也稱為 bi-situ方法，其流程如圖1所示，主要包括
步驟101 按照設定圖案對PR進行曝光后，使用含氟(F)的刻蝕氣體對Low-k 材料進行Trench Etch ；所述含F(xiàn)的刻蝕氣體通常可以為C4:F8、CHF3或CF4等；而所述 low-k材料，其主要成分為硅的氧化物和氮化物，且隨不同集成電路制造商的配方，其成 分略有不同。
步驟102 通入氣壓約大于30毫托(mT)、流量約小于200立方厘米每秒(sccm) 的氧氣(O2)對剩余未曝光的PR進行灰化處理。
經(jīng)過Trench Etch后得到的wafer的剖面示意圖如圖2所示，其中，所述含F(xiàn)的刻 蝕氣體進行Trench Etch的過程中，刻蝕氣體與Low_k材料反應得到的生成物(Polymer) 將會覆蓋在Trench Etch過程中形成的溝道的側(cè)壁和底部(如圖2中A、B和C所示的位 置)；同時，由于Trench Etch過程中通入的刻蝕氣體通常足量或過量，因此覆蓋在溝道 側(cè)壁和底部的polymer當中，總是包含有部分殘余的刻蝕氣體沒有完全被反應掉；
隨后，當在步驟102中通入O2對殘余的PR進行灰化處理時，由于所述O2的氣 壓較高，因此其分子活性及分子能量都較高，而根據(jù)業(yè)界的加工經(jīng)驗，高能量的O2更容 易與所述low-k材料發(fā)生反應，從而對所述low-k材料造成破壞--高能量的O2將會與 low-k材料發(fā)生反應而使其介電常數(shù)值(即k值)升高，從而降低最終得到的門電路的擊 穿電壓，嚴重影響最終得到的門電路的耐壓性能；同時，通入O2進行PRash時，由于 O2的流量較低，氣流的攜帶能力較弱，從而該較弱的氣流會使覆蓋在溝道側(cè)壁和底部的 polymer中包含的殘余的刻蝕氣體中的F散發(fā)出來并繼續(xù)對溝道側(cè)壁和底部裸露的loW_k 材料進行刻蝕，從而破壞Trench Etch完成后所得到的溝道的形狀，降低最終得到的門電 路的電路性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種低介電常數(shù)材料刻蝕的方法，能夠降低光阻灰化流程對 溝道形狀和low-k材料產(chǎn)生的破壞。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的
一種低介電常數(shù)材料刻蝕的方法，該方法包括
按照設定圖案對光阻進行曝光后，使用刻蝕氣體對所述低介電常數(shù)材料進行溝 道刻蝕；
通入氣壓范圍在10 20毫托之間、流量范圍為400 700立方厘米每秒的氧氣 對未曝光的剩余光阻進行灰化處理。
所述刻蝕氣體包括C4F8、CHF3或CF4。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例的這種low-k材料刻蝕的方法，使用比現(xiàn) 有技術(shù)氣壓更低的02，從而其分子活性及分子能量相對較低，這種能量較低的O2在PR Ash過程中與所述low-k材料發(fā)生反應的程度就會大大降低，從而對于所述low-k材料的 破壞性也會大大降低，使得最終得到的門電路的反向擊穿電壓更高，能夠顯著改善最終 得到的門電路的耐壓性能；同時，使用比現(xiàn)有技術(shù)流量更高的O2氣流，該氣流的攜帶能 力更強，從而在進行PRAsh的同時能夠更迅速清除殘留在溝道側(cè)壁和底部的polymer，減 小所述polymer中包含的殘余的刻蝕氣體中的F對溝道側(cè)壁和底部裸露的loW_k材料的腐 蝕，降低PRAsh過程中對于溝道形狀的破壞，改善最終得到的門電路的電路性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中進行Trench Etch和PRAsh的流程示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過Trench Etch后的wafer的剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例中l(wèi)ow-k材料刻蝕的方法的流程示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施 例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
本發(fā)明實施例提供一種low-k材料刻蝕的方法，其流程如圖3所示，其中包括
步驟301:按照設定圖案對PR進行曝光后，使用含F(xiàn)的刻蝕氣體對Low-k材料 進行 Trench Etch ；
與現(xiàn)有技術(shù)類似，此時使用的含F(xiàn)的刻蝕氣體通常可以為(丨8、0^3或〔^等。
步驟302 通入氣壓范圍在10 20mT之間、流量范圍為400 700sccm的O2對剩余未曝光的PR進行灰化處理。
在實際應用中，所述的O2氣壓可以取10、11、12.5、13.5、15.6、16.7、18、 19或20mT等整數(shù)或小數(shù)值，同時，其流量則可以取400、420、460、510、530、555、 589、612、633、653、672、690或700sccm等值，但應當指出，所述取值僅為在所述范圍內(nèi)的舉例，并不表示限定，在具體加工時可以根據(jù)具體的應用環(huán)境進行相應地調(diào)整。
由上述可見，利用本發(fā)明實施例提供的方法進行l(wèi)ow-k材料刻蝕時，一方面，步 驟302中使用的O2的氣壓明顯比現(xiàn)有技術(shù)更低，從而其分子活性及分子能量相對較低， 這種能量較低的O2在PRAsh過程中與所述low-k材料發(fā)生反應的程度就會大大降低，從 而對于所述low-k材料的破壞性也會大大降低，使得最終得到的門電路的反向擊穿電壓更 高，因此能夠顯著改善最終得到的門電路的耐壓性能；另一方面，步驟302中使用的O2的流量又顯著高于現(xiàn)有技術(shù)，從而氣流的攜帶能力更強，從而在進行PRAsh的同時能夠 更迅速清除殘留在溝道側(cè)壁和底部的polymer，減小所述polymer中包含的殘余的刻蝕氣 體中的F對溝道側(cè)壁和底部裸露的low-k材料的腐蝕，從而降低PR Ash過程中對于溝道 形狀的破壞，改善最終得到的門電路的電路性能。
因此，容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限定本發(fā)明的 精神和保護范圍，任何熟悉本領域的技術(shù)人員所做出的等同變化或替換，都應視為涵蓋 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低介電常數(shù)材料刻蝕的方法，其特征在于，該方法包括按照設定圖案對光阻進行曝光后，使用刻蝕氣體對所述低介電常數(shù)材料進行溝道刻蝕；通入氣壓范圍在10 20毫托之間、流量范圍為400 700立方厘米每秒的氧氣對未 曝光的剩余光阻進行灰化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括C4F8、CHF3或〔^。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低介電常數(shù)材料刻蝕的方法，該方法包括按照設定圖案對光阻進行曝光后，使用刻蝕氣體對所述低介電常數(shù)材料進行溝道刻蝕；通入氣壓范圍在10～20mT之間、流量范圍為400～700sccm的氧氣對未曝光的剩余光阻進行灰化處理。本發(fā)明實施例的這種low-k材料刻蝕的方法，使用比現(xiàn)有技術(shù)氣壓更低的O2，降低了O2在PR Ash過程中與所述low-k材料發(fā)生反應的程度，能夠改善最終得到的門電路的耐壓性能；同時，使用比現(xiàn)有技術(shù)流量更高的O2氣流，能夠在進行PR Ash的同時更迅速地清除殘留在溝道側(cè)壁和底部的polymer，減小所述polymer中包含的殘余的刻蝕氣體中的F對溝道側(cè)壁和底部裸露的low-k材料的腐蝕，降低PR Ash過程中對于溝道形狀的破壞，改善最終得到的門電路的電路性能。
文檔編號G03F7/36GK102024697SQ20091019586
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者趙林林 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司