專利名稱：一種含硅低介電材料刻蝕工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含硅低介電常數(shù)材料Silk的刻蝕工藝。
(二)Silk低介電材料的特性目前有兩種制備低介電材料的方法---CVD和旋涂法(Spin on)，并都應(yīng)用于生產(chǎn)線。CVD設(shè)備廠商提倡用CVD方法制作的低介電材料，如Applied Materials公司和Novellus公司正在和已開發(fā)的SiOC產(chǎn)品；而材料制備廠商則提倡用旋涂法制備低介電材料，如Silk就是Dow Chemical公司研發(fā)的產(chǎn)品，其有關(guān)特性如下表所示(來自Dow chemical)。如果將Silk和Cu應(yīng)用于后道互連工藝中，器件的性能較Al/SiO2提高37％。
下表是有關(guān)Silk材料的物理和電學(xué)特性(來自Dow Chemical)


(三)Silk材料在銅工藝集成中存在的問題Silk低介電材料是由美國Dow Corning公司研發(fā)的新的旋涂材料，然而在的銅單/雙大馬士革工藝集成中有許多問題需要解決，如Silk k值的變化，硬掩膜的選擇，刻蝕停止層的選擇，與銅阻擋層的粘附性，對CMP工藝的忍耐程度，刻蝕氣體的選擇，刻蝕后通孔的清洗等。不論是后道Al工藝還是銅工藝(單/雙大馬士革結(jié)構(gòu))，在使用低介電Silk(k＝2.7)材料時都涉及到刻蝕問題。Silk是有機樹脂材料，其刻蝕工藝應(yīng)該與光刻膠干法去膠工藝相類似；但因二者的功能和具體成分不同，所以刻蝕工藝也不能完全照搬。對于Silk材料的刻蝕工藝問題，由于是一個全新的技術(shù)問題，目前都在積極的探索中。
本發(fā)明提出的低介電材料的刻蝕工藝，首先將表面的SiC刻蝕去除，然后用刻蝕氣體來刻蝕Silk低介電層，最后將底部的SiC和光刻膠去除。其特點是刻蝕氣體選擇N2/O2/CH4。
本發(fā)明中，刻蝕氣體流量控制別為N232-48sccm；O28-12sccm；CH48-12sccm。在Silk刻蝕過程中除了主刻蝕氣體N2/O2/CH4外，還有濺射氣體He，其流量為16-24sccm。刻蝕腔體的氣壓為6.3-7.8mTorr，RF功率為1530-1870W(上電極)，270-330W(下電極)。
本發(fā)明工藝簡單，容易操作，節(jié)約成本，很適用于大生產(chǎn)線。
1、將要刻蝕的Silk硅片(比如單大馬士革堆層為50nm SiC/500nm Silk/50nmSiC/150nm SiO2)放入刻蝕設(shè)備(比如Lam Research的設(shè)備)，(此前光刻的旋涂、曝光和刻蝕工藝已完成)，先將表面的150nm SiO2和50nm SiC用刻蝕氣體去除；
2、N2/O2/CH4氣體刻蝕Silk層，主刻蝕步的主要參數(shù)如下

3、最后將Silk底部的50nm SiC刻掉，并將光刻膠去除。至此，完成了Cu/Silk單大馬士革結(jié)構(gòu)的刻蝕。
本發(fā)明提出的新Silk刻蝕工藝，通過實驗和觀側(cè)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，較好的解決了Silk刻蝕工藝中所產(chǎn)生的問題。
權(quán)利要求
1.一種含硅低介電材料刻蝕工藝，其過程是先將表面的SiC刻蝕去除，然后用刻蝕氣體來刻蝕Silk低介電層，最后將底部的SiC和光刻膠去除，其特征是上述的刻蝕氣體選擇N2/O2/CH4刻蝕氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕工藝，其特征是所述的N2/O2/CH4刻蝕氣體，其流量控制別為N232-48sccm；O28-12sccm；CH48-12sccm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的刻蝕工藝，其特征是，在Silk刻蝕過程中除了主刻蝕氣體N2/O2/CH4外，還有濺射氣體He，其流量為16-24sccm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的述刻蝕工藝，其特征是，刻蝕腔體的氣壓為6.3-7.8mTorr，RF功率為上電極1530-1870W，下電極270-330W。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的述刻蝕工藝，其特征是，刻蝕腔體的氣壓為6.3-7.8mTorr，RF功率為上電極1530-1870W，下電極270-330W。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低介電材料Silk刻蝕工藝。隨著器件尺寸愈來愈小，互連RC延遲對器件開啟速度影響愈來愈大。目前人們用銅和低介電材料來減少RC互連延遲。Silk是一種新的低介電材料，它在工藝集成過程中還存在一些問題，如Silk旋涂后的刻蝕工藝。本發(fā)明針對Silk刻蝕提出了一種新工藝—選擇N
文檔編號H01L21/3065GK1424749SQ0311470
公開日2003年6月18日 申請日期2003年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月2日
發(fā)明者繆炳有, 徐小誠 申請人:上海華虹(集團(tuán))有限公司