專利名稱：一種含硅低介電常數(shù)材料的干法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)材料的干法刻蝕工藝。
低介電材料Z3MS是Dow Corning公司研發(fā)的新產(chǎn)品，其主要成分為Si、O和C，還有少量的H。雖然其結(jié)構(gòu)與SiO2的有相似之處，但不能用標(biāo)準(zhǔn)SiO2的刻蝕氣體Ar/C4F8/N2/O2，不然會(huì)在槽/孔底部出現(xiàn)W型圖形---底部中間Z3MS未刻蝕干凈。有關(guān)Z3MS低介電材料的集成還存在許多問題，目前正處在研發(fā)和試生產(chǎn)過程中。
本發(fā)明提出的低介電材料刻蝕工藝，是針對(duì)Z3MS材料刻蝕的，選擇采用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蝕氣體。具體過程為將要刻蝕的Z3MS硅片(比如單大馬士革堆層為50nmSiC/500nm Z3MS/50nm SiC/150nm SiO2)放入刻蝕設(shè)備(比如LAM 9100刻蝕機(jī))；用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蝕氣體進(jìn)行刻蝕；然后移向下一步工藝---底部SiC層的刻蝕。
Z3MS干法刻蝕過程中時(shí)間為40-50s(主刻蝕)及16-24s(過刻蝕)；Z3MS干法刻蝕過程中Ar的流量為400-600sccm(主刻蝕)；180-280sccm(過刻蝕)；CF4的流量為40-60sccm(主刻蝕)；8-12sccm(過刻蝕)；CHF3的流量為16-24sccm(主刻蝕)及8-12sccm(過刻蝕)；O2的流量為5-8sccm(主刻蝕)及2-4sccm(過刻蝕)；RF(27MHz/Top)的功率為1000-1200W(主刻蝕)及800-1000W(過刻蝕)；RF(2MHz/Bottom)的功率為450-550W(主刻蝕)及2000-2400W(過刻蝕)；3MS干法刻蝕過程中氣壓為160-190mTorr(主刻蝕)及50-80mTorr(過刻蝕)。
采用該氣體進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，其優(yōu)點(diǎn)是刻蝕槽/孔形狀好，側(cè)壁直而不彎，底部和開口處的邊緣圓滑，硬掩膜下無側(cè)切現(xiàn)象；另外，選擇比很高(Z3MS/SiO2＝3.5∶1；Z3MS/光刻膠＝5.5∶1；Z3MS/SiC＝6∶1)。
2、用Ar/CF4/CHF3/O2氣體干法刻蝕Z3MS，其主要參數(shù)如下表

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，容易操作，穩(wěn)定性好，適用于大生產(chǎn)工藝線。
權(quán)利要求
1.一種含硅低介電材料的干法刻蝕工藝，其特征在于采用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蝕氣體，具體過程為將要刻蝕的Z3MS硅片放入刻蝕設(shè)備；用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蝕氣體進(jìn)行刻蝕；然后移向下一步工藝---底部SiC層的刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中主刻蝕時(shí)間為40-50s，過刻蝕為16-24s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中Ar的流量為主刻蝕400-600sccm，過刻蝕180-280sccm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中CF4的流量為主刻蝕40-60sccm，過刻蝕8-12sccm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中CHF3的流量為主刻蝕16-24sccm，過刻蝕8-12sccm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中O2的流量為主刻蝕5-8sccm，過刻蝕2-4sccm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中RF(27MHz/Top)的功率為主刻蝕1000-1200W，過刻蝕800-1000W。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中RF(2MHz/Bottom)的功率為主刻蝕450-550W，過刻蝕2000-2400W。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法刻蝕工藝，其特征在于刻蝕過程中氣壓為主刻蝕160-190mTorr，過刻蝕50-80mTorr。
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Z3MS干法刻蝕工藝。隨著器件尺寸愈來愈小，互連RC延遲對(duì)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。Z3MS是一種新的低介電材料，因此在工藝集成過程中還需要解決一些相關(guān)工藝問題，如刻蝕工藝。Z3MS主要成分為Si、O和C，還有少量的H。本發(fā)明選擇干法刻蝕氣體——Ar/CF
文檔編號(hào)H01L21/3065GK1424748SQ0311470
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海華虹(集團(tuán))有限公司