介電材料bcb的移除方法
2023-10-30 16:59:12 2
專利名稱：：介電材料bcb的移除方法
技術領域：
：本發明涉及半導體製造工藝，更具體地說，涉及介電材料BCB的移除方法。
背景技術：
：隨著半導體工藝的發展，晶圓級二次布線已經得到廣泛得應用，在晶圓級二次布線工藝中，需要使用低k值的介電材料。近些年來已開發出多種用於高頻IC的低k值介電材料，其中最有前途的一種是Dow化學公司的Cyclotene(BCB)。這種負性感光聚合物可採用與凸點技術相同的貼近式工具制模，同樣可以採用全幅曝光，並通過掩模與晶圓間的間隙選擇所需的側壁傾角。BCB在具有多種優點的同時，也具有如下的缺陷BCB固化之後十分堅固，使用一般的化學腐蝕劑或者研磨材料難以去除，如果採用等離子狀態的一般化學腐蝕劑進行去除，則需要經過很長的時間，在這過程中，這些化學腐蝕劑會對晶片上的其他機構造成破壞，使得晶片損壞。因此，目前只能在BCB尚未完全固化是對其進行移除。但是BCB的固化過程是一個相對較短的時間，在此過程中判斷是否進行BCB的移除以及進行那些區域的BCB移除，並進而進行移除操作在時間上太過緊張。因此，目前對於如何移除BCB層是一個棘手的問題。目前，如果出現BCB層沒有來得及移除就已固化的情況，只能廢棄該晶片，這會造成很大的損失。於是，業內就迫切需要一種能夠有效移除BCB層的方法。
發明內容本發明的目的在於提供一種能夠有效移除已固化的介電材料BCB層的方法。根據本發明，提供一種介電材料BCB的移除方法，包括使用光阻材料定義非蝕刻區域；使用等離子態的蝕刻劑蝕刻介電材料BCB層，其中所述蝕刻劑至少包括02和CF4;蝕刻介電材料BCB層後，除去覆蓋非蝕刻區域的光阻層。在該方法中，還包括判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完的步驟。該步驟可採用紅外光譜進行判斷，也可採用目控進行判斷。根據一實施例，該方法中所採用的蝕刻劑包括02、CF4和均勻劑。該均勻劑可以為N2，此時，該蝕刻劑包括02、CF4和N2。根據一實施例，該蝕刻劑對介電材料BCB具有高蝕刻率，對於Si02層和光阻層具有低蝕刻率。比如，該蝕刻劑對介電材料BCB的蝕刻率高於對Si02層的蝕刻率至少50倍。根據一實施例，該蝕刻劑的組分為02為44%-27%、CF4為5%-40%、&為53%-33%。較佳的，該蝕刻劑的組分為02為30、CF4為30%、Nb為40%。採用本發明的技術方案，能夠有效地移除介電材料BCB層，無論該BCB是否已經固化，同時，通過選取合適的蝕刻劑，使得對於BCB具有高蝕刻率而對於Si02層和光阻層等其他晶片結構具有低的蝕刻率，從而能夠有效保護晶片的其他結構在進行BCB移除時不受破壞。本發明的上述的以及其他的特徵、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的特徵，其中，圖1是根據本發明的一實施例的介電材料BCB的移除方法的流程圖；圖2a、2b、2c、2d示出了根據本發明的方法的工藝流程。具體實施方式本發明的目的旨在提供一種BCB的移除方法，通過選取合適的蝕刻劑，能夠有效地移除BCB而對於其他結構的蝕刻率很低，從而實現單純消除BCB的目的。根據本發明，提供一種介電材料BCB的移除方法，參考圖1，示出了該方法100的流程圖，閭時參考圖2a、2b、2c、2d,圖2a、2b、2c、2d示出了根據本發明的方法的工藝流程，該方法100包括102.使用光阻材料定義非蝕刻區域。參考圖2a,圖2a表示需要移除的BCB部分，沒有BCB覆蓋的部分是器件，及非蝕刻區域；參考圖2b，根據步驟102，使用光阻材料PR覆蓋器件的區域。光阻材料PR可以選用目前使用的任何一種光阻材料，之後的蝕刻光阻的步驟同樣可以採用目前常用的任何方式的光阻蝕刻方法。104.使用等離子態的蝕刻劑蝕刻介電材料BCB層，其中蝕刻劑至少包括02和CF4。如圖2c所示，使用適當的蝕刻劑對BCB層進行蝕刻。如前面所說的，本發明的方法需要對BCB進行有效的蝕刻而對於其他的結構，諸如Si02和光阻需要進行保護，因此，本發明所選用的蝕刻劑應當是對於BCB有高蝕刻率而對於Si02有低蝕刻率的蝕刻劑。有關蝕刻劑的選取下面會詳細描述。106.蝕刻介電材料BCB層後，除去覆蓋非蝕刻區域的光阻層。當完成對BCB層的蝕刻後，將覆蓋在非蝕刻區域上的光阻去除。如前面所說的，移除光阻的步驟可以採用現有技術中的任何一種已知的方式。同時，本發明的方法還包括判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完，當BCB層已經蝕刻完畢之後，就需要停止對晶片進行等離子態蝕刻劑的蝕刻過程，以避免過度的蝕刻造成的損傷。判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完通常採用兩種方式，其一是採用紅外光譜進行判斷，BCB在紅外光譜上會有一個尖峰出現，而當BCB蝕刻完成後暴露出Si02時，該尖峰就會消失，通過紅外光譜的檢測，能夠比較準確地判斷BCB是否已經蝕刻完成。另一種方式是採用目控進行判斷，由於本發明的方法所採用的蝕刻劑對於Si02等其他結構的時刻率很低，因此採用目控的方式也是可以的。下面詳細介紹一下本發明所採用的蝕刻劑。實驗證明，一定比例的02和CF4能夠有效地蝕刻介電材料BCB',另外，在02和CF4中添加一定的均勻劑能夠使得02和CF4的分布更加均勻，蝕刻的效果更好。因此，根據一實施例，該蝕刻劑包括02、CF4和均勻劑。通常，選取N2作為均勻劑，此時，該蝕刻劑包括02、CF4和Nb。根據本發明的總體要求，該蝕刻劑對介電材料BCB具有高蝕刻率，對於Si02層和光阻層具有低蝕刻率。較佳的，對介電材料BCB的蝕刻率高於對Si02層的蝕刻率至少50倍。一般而言，該蝕刻劑的組分為02為44%-27%、CF4為5%-40%、N2為53%-33%。最好的組分比例為02為30、CF4為30%、N2為40%。表1tableseeoriginaldocumentpage7表1示出了採用不同比例的02、CF4、N2作為蝕刻劑所達到的蝕刻效果，其中第一列"CF4"表示CF4的體積量、第二列"02"表示02的體積量、第三列"N2，，表示N2的體積量、第四列"Total"表示總的體積量。第五列"CF4%，，表示CF4所佔的體積百分比、第六列"02%，，表示02所佔的體積百分比、第七列"N2%"表示Nb所佔的體積百分比、第八列"BCBEtchrate"表示對於BCB的蝕刻率，單位為A/s，第九列"Si02Etchrate"表示對於Si02的蝕刻率，單位為A/s,第十列"Selectivity"表示兩種蝕刻率之比。通過上面的表1可見，本發明所選取的蝕刻劑對介電材料BCB的蝕刻率高於對Si02層的蝕刻率至少50倍，在較佳的比例下，可以達到500倍。因此，對於有效蝕刻BCB而保護其他結構能夠很好的實現。此外，繼續參考表1，在表1的下方的蝕刻劑對子兩種材料都具有相對較高的蝕刻率，也就是說具有較快的蝕刻速度，在蝕刻的初期，可以選用這一類蝕刻劑進行快速的蝕刻。在表1的上方的蝕刻劑對於兩種材料都具有相對較低的蝕刻率，特別是對於Si02層具有很低的蝕刻率，在BCB層蝕刻接近完成的時候，可以選用這一類的蝕刻劑，從而保護Si02層不會受到破壞。由於這種蝕刻劑的調整僅僅通過調節和中成分的比例就可實現，因此十分容易操作。綜合而言，採用本發明的技術方案，能夠有效地移除介電材料BCB層，無論該BCB是否已經固化，同時，通過選取合適的蝕刻劑，使得對於BCB具有高蝕刻率而對於Si02層和光阻層等其他晶片結構具有低的蝕刻率，從而能夠有效保護晶片的其他結構在進行BCB移除時不受破壞。雖然本發明的技術方案已經結合較佳的實施例說明於上，但是本領域的技術人員應該理解，對於上述的實施例的各種修改或改變是可以預見的，這不應當被視為超出了本發明的保護範圍，因此，本發明的保護範圍不限於上述具體描述的實施例，而應該是符合此處所揭示的創新性特徵的最寬泛的範圍。權利要求1.一種介電材料BCB的移除方法，包括使用光阻材料定義非蝕刻區域；使用等離子態的蝕刻劑蝕刻介電材料BCB層，其中所述蝕刻劑至少包括O2和CF4；蝕刻介電材料BCB層後，除去覆蓋非蝕刻區域的光阻層。2.如權利要求1所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，還包括判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完。3.如權利要求2所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完包括採用紅外光譜進行判斷。4.如權利要求2所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述判斷介電材料BCB層是否已蝕刻完包括採用目控進行判斷。5.如權利要求1所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述蝕刻劑包括02、CF4和均勻劑。6.如權利要求5所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述均勻劑為N2，所述蝕刻劑包括02、CF4和N2。7.如權利要求6所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述蝕刻劑對介電材料BCB具有高蝕刻率，對於Si02層和光阻層具有低蝕刻率。8.如權利要求7所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述蝕刻劑對介電材料BCB的蝕刻率高於對Si02層的蝕刻率至少50倍。9.如權利要求8所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述蝕刻劑的組分為02為44%-27%、0「4為5%-40%、1\12為53%-33%。10.如權利要求9所述的介電材料BCB的移除方法，其特徵在於，所述蝕刻劑的組分為02為30、CF4為30。/。、！^2為40%。全文摘要本發明揭示了一種介電材料BCB的移除方法，包括使用光阻材料定義非蝕刻區域；使用等離子態的蝕刻劑蝕刻介電材料BCB層，其中所述蝕刻劑至少包括O2和CF4；蝕刻介電材料BCB層後，除去覆蓋非蝕刻區域的光阻層。採用本發明的技術方案，能夠有效地移除介電材料BCB層，無論該BCB是否已經固化，同時，通過選取合適的蝕刻劑，使得對於BCB具有高蝕刻率而對於SiO2層和光阻層等其他晶片結構具有低的蝕刻率，從而能夠有效保護晶片的其他結構在進行BCB移除時不受破壞。文檔編號H01L21/311GK101211777SQ20061014794公開日2008年7月2日申請日期2006年12月25日優先權日2006年12月25日發明者李德君,章國偉申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司