专利名称：一种含硅低介电常数材料的干法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的干法刻蚀工艺。
低介电材料Z3MS是Dow Corning公司研发的新产品，其主要成分为Si、O和C，还有少量的H。虽然其结构与SiO2的有相似之处，但不能用标准SiO2的刻蚀气体Ar/C4F8/N2/O2，不然会在槽/孔底部出现W型图形---底部中间Z3MS未刻蚀干净。有关Z3MS低介电材料的集成还存在许多问题，目前正处在研发和试生产过程中。
本发明提出的低介电材料刻蚀工艺，是针对Z3MS材料刻蚀的，选择采用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蚀气体。具体过程为将要刻蚀的Z3MS硅片(比如单大马士革堆层为50nmSiC/500nm Z3MS/50nm SiC/150nm SiO2)放入刻蚀设备(比如LAM 9100刻蚀机)；用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蚀气体进行刻蚀；然后移向下一步工艺---底部SiC层的刻蚀。
Z3MS干法刻蚀过程中时间为40-50s(主刻蚀)及16-24s(过刻蚀)；Z3MS干法刻蚀过程中Ar的流量为400-600sccm(主刻蚀)；180-280sccm(过刻蚀)；CF4的流量为40-60sccm(主刻蚀)；8-12sccm(过刻蚀)；CHF3的流量为16-24sccm(主刻蚀)及8-12sccm(过刻蚀)；O2的流量为5-8sccm(主刻蚀)及2-4sccm(过刻蚀)；RF(27MHz/Top)的功率为1000-1200W(主刻蚀)及800-1000W(过刻蚀)；RF(2MHz/Bottom)的功率为450-550W(主刻蚀)及2000-2400W(过刻蚀)；3MS干法刻蚀过程中气压为160-190mTorr(主刻蚀)及50-80mTorr(过刻蚀)。
采用该气体进行反应离子刻蚀，其优点是刻蚀槽/孔形状好，侧壁直而不弯，底部和开口处的边缘圆滑，硬掩膜下无侧切现象；另外，选择比很高(Z3MS/SiO2＝3.5∶1；Z3MS/光刻胶＝5.5∶1；Z3MS/SiC＝6∶1)。
2、用Ar/CF4/CHF3/O2气体干法刻蚀Z3MS，其主要参数如下表
本发明工艺简单，容易操作，稳定性好，适用于大生产工艺线。
权利要求
1.一种含硅低介电材料的干法刻蚀工艺，其特征在于采用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蚀气体，具体过程为将要刻蚀的Z3MS硅片放入刻蚀设备；用Ar/CF4/CHF3/O2干法刻蚀气体进行刻蚀；然后移向下一步工艺---底部SiC层的刻蚀。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中主刻蚀时间为40-50s，过刻蚀为16-24s。
3.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中Ar的流量为主刻蚀400-600sccm，过刻蚀180-280sccm。
4.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中CF4的流量为主刻蚀40-60sccm，过刻蚀8-12sccm。
5.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中CHF3的流量为主刻蚀16-24sccm，过刻蚀8-12sccm。
6.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中O2的流量为主刻蚀5-8sccm，过刻蚀2-4sccm。
7.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中RF(27MHz/Top)的功率为主刻蚀1000-1200W，过刻蚀800-1000W。
8.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中RF(2MHz/Bottom)的功率为主刻蚀450-550W，过刻蚀2000-2400W。
9.根据权利要求1或2所述的干法刻蚀工艺，其特征在于刻蚀过程中气压为主刻蚀160-190mTorr，过刻蚀50-80mTorr。
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Z3MS干法刻蚀工艺。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。Z3MS是一种新的低介电材料，因此在工艺集成过程中还需要解决一些相关工艺问题，如刻蚀工艺。Z3MS主要成分为Si、O和C，还有少量的H。本发明选择干法刻蚀气体——Ar/CF
文档编号H01L21/3065GK1424748SQ0311470
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