专利名称：一种含硅低介电材料刻蚀工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体集成电路制造工艺技术领域，具体涉及一种含硅低介电常数材料Silk的刻蚀工艺。
(二)Silk低介电材料的特性目前有两种制备低介电材料的方法---CVD和旋涂法(Spin on)，并都应用于生产线。CVD设备厂商提倡用CVD方法制作的低介电材料，如Applied Materials公司和Novellus公司正在和已开发的SiOC产品；而材料制备厂商则提倡用旋涂法制备低介电材料，如Silk就是Dow Chemical公司研发的产品，其有关特性如下表所示(来自Dow chemical)。如果将Silk和Cu应用于后道互连工艺中，器件的性能较Al/SiO2提高37％。
下表是有关Silk材料的物理和电学特性(来自Dow Chemical)
(三)Silk材料在铜工艺集成中存在的问题Silk低介电材料是由美国Dow Corning公司研发的新的旋涂材料，然而在的铜单/双大马士革工艺集成中有许多问题需要解决，如Silk k值的变化，硬掩膜的选择，刻蚀停止层的选择，与铜阻挡层的粘附性，对CMP工艺的忍耐程度，刻蚀气体的选择，刻蚀后通孔的清洗等。不论是后道Al工艺还是铜工艺(单/双大马士革结构)，在使用低介电Silk(k＝2.7)材料时都涉及到刻蚀问题。Silk是有机树脂材料，其刻蚀工艺应该与光刻胶干法去胶工艺相类似；但因二者的功能和具体成分不同，所以刻蚀工艺也不能完全照搬。对于Silk材料的刻蚀工艺问题，由于是一个全新的技术问题，目前都在积极的探索中。
本发明提出的低介电材料的刻蚀工艺，首先将表面的SiC刻蚀去除，然后用刻蚀气体来刻蚀Silk低介电层，最后将底部的SiC和光刻胶去除。其特点是刻蚀气体选择N2/O2/CH4。
本发明中，刻蚀气体流量控制别为N232-48sccm；O28-12sccm；CH48-12sccm。在Silk刻蚀过程中除了主刻蚀气体N2/O2/CH4外，还有溅射气体He，其流量为16-24sccm。刻蚀腔体的气压为6.3-7.8mTorr，RF功率为1530-1870W(上电极)，270-330W(下电极)。
本发明工艺简单，容易操作，节约成本，很适用于大生产线。
1、将要刻蚀的Silk硅片(比如单大马士革堆层为50nm SiC/500nm Silk/50nmSiC/150nm SiO2)放入刻蚀设备(比如Lam Research的设备)，(此前光刻的旋涂、曝光和刻蚀工艺已完成)，先将表面的150nm SiO2和50nm SiC用刻蚀气体去除；
2、N2/O2/CH4气体刻蚀Silk层，主刻蚀步的主要参数如下
3、最后将Silk底部的50nm SiC刻掉，并将光刻胶去除。至此，完成了Cu/Silk单大马士革结构的刻蚀。
本发明提出的新Silk刻蚀工艺，通过实验和观侧，达到了预期的目标，较好的解决了Silk刻蚀工艺中所产生的问题。
权利要求
1.一种含硅低介电材料刻蚀工艺，其过程是先将表面的SiC刻蚀去除，然后用刻蚀气体来刻蚀Silk低介电层，最后将底部的SiC和光刻胶去除，其特征是上述的刻蚀气体选择N2/O2/CH4刻蚀气体。
2.根据权利要求1所述的刻蚀工艺，其特征是所述的N2/O2/CH4刻蚀气体，其流量控制别为N232-48sccm；O28-12sccm；CH48-12sccm。
3.根据权利要求1或2所述的刻蚀工艺，其特征是，在Silk刻蚀过程中除了主刻蚀气体N2/O2/CH4外，还有溅射气体He，其流量为16-24sccm。
4.根据权利要求1、2所述的述刻蚀工艺，其特征是，刻蚀腔体的气压为6.3-7.8mTorr，RF功率为上电极1530-1870W，下电极270-330W。
5.根据权利要求3所述的述刻蚀工艺，其特征是，刻蚀腔体的气压为6.3-7.8mTorr，RF功率为上电极1530-1870W，下电极270-330W。
全文摘要
本发明属于半导体集成电路制造工艺技术领域，具体涉及一种低介电材料Silk刻蚀工艺。随着器件尺寸愈来愈小，互连RC延迟对器件开启速度影响愈来愈大。目前人们用铜和低介电材料来减少RC互连延迟。Silk是一种新的低介电材料，它在工艺集成过程中还存在一些问题，如Silk旋涂后的刻蚀工艺。本发明针对Silk刻蚀提出了一种新工艺—选择N
文档编号H01L21/3065GK1424749SQ0311470
公开日2003年6月18日 申请日期2003年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者缪炳有, 徐小诚 申请人:上海华虹(集团)有限公司