一种BCB材料的刻蚀方法技术

本发明专利技术提出一种BCB材料的刻蚀方法，包括：a.提供半导体芯片，所述芯片表面覆盖待刻蚀的BCB材料层；b.采用电感耦合等离子体对所述BCB材料进行刻蚀；其中，刻蚀条件为：刻蚀温度为18～22℃；等离子体刻蚀功率为140～160W；射频功率为12～15W；腔体压力为0.4～0.6mT；SF6：O2气体流量比为1:1～1:1.2。本发明专利技术的技术方案能够制备表面平坦、图形化边缘整齐完好的介质图形，能够有效减小电路互联层接触对微波信号的损耗，从而提高微波集成电路互联性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺中的一种刻蚀方法，具体的，本专利技术涉及一种BCB材料的刻蚀方法。技术背景在雷达发射机系统、卫星通信以及各种通信导航电子战系统中，广泛采用微波集成电路芯片。芯片工作速度的提高对超高速数字和混合信号电路提出了极高的要求。这些电路在军事上的应用和发展中，尽可能采用高速的材料体系。化合物半导体材料尤其是含磷化合物半导体材料的电子器件具有优良的频率特性，越来越受到人们的重视，利用含磷化合物半导体材料的电子器件研究和开发超高速数模混和信号处理芯片和极高频率电子器件逐渐成为在无线通讯和国防建设中发挥高频高速化合物半导体作用的关键。在磷化铟化合物半导体芯片工艺中，多层互联布线的隔离介质多采用BCB(苯丙环丁烯)材料，BCB材料的图形化效果对各个电路元件互连引起的寄生效应、耦合效应以及微波的串扰有决定性作用，同时也决定了芯片元器件的集成度。随着器件频率的提高，互联线对电路性能的影响也愈来愈大，使得电路理论设计与实际测试的差距较大，导致微波集成电路芯片性能与电路规模遭遇瓶颈，难以有所提高，如何减小由隔离介质所引起的互联线之间的寄生效应、耦合效应是当前亟待解决的问题。因此，亟需一种BCB材料的刻蚀方法，能够制备表面平坦、图形化边缘整齐完好的隔离介质图形。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种BCB材料的刻蚀方法，能够制备表面平坦、图形化边缘整齐完好的介质图形，能够有效减小电路互联层接触对微波信号的损耗，从而提高微波集成电路互联性能。具体的，该方法包括:a.提供半导体芯片，所述芯片表面覆盖待刻蚀的BCB材料层；b.采用电感耦合等离子体对所述BCB材料进行刻蚀；其中，刻蚀条件为:刻蚀温度为18?22°C ;等离子体刻蚀功率为140?160W ；射频功率为12?15W;腔体压力为0.4?0.6mT ;SF6: 02气体流量比为1:1?1:1.2。其中，在步骤a中，所述半导体芯片为磷化铟微波单片集成电路。其中，在步骤b中，优选的，所述所述刻蚀温度为20°C。其中，在步骤b中，优选的，所述等离子体刻蚀功率为150W。其中，在步骤b中，优选的，所述射频功率为15W。其中，在步骤b中，优选的，所述腔体压力为0.5mT。其中，在步骤b中，优选的，所述SF6: 02气体流量比为1:1。本专利技术的技术方案，在电感耦合等离子体(ICP)对BCB材料进行刻蚀方时，通过对刻蚀中的刻蚀气体的流量、比例、两种射频功率源的不同功率值、腔体压力以及腔体温度的精确控制，使得刻蚀完成后的BCB材料表面平坦、图形化边缘整齐完好，能够有效减小电路互联层接触对微波信号的损耗，从而提高电路性能。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术提供的BCB材料刻蚀方法的一个实施例中的步骤示意图；图2(a)-图2(g)为本专利技术提供的一个实施例中用于磷化铟化合物半导体芯片的BCB材料刻蚀工艺流程图；图3(a)-图3(b)为现有技术和本专利技术中中用于磷化铟化合物半导体芯片的BCB材料的刻蚀形貌图；图4为现有技术中本专利技术提供的一个实施例中用于磷化铟化合物半导体芯片完成BCB材料层刻蚀和第二金属层淀积之后的形貌图；附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。【具体实施方式】本专利技术提供了本专利技术提出一种BCB材料的刻蚀方法，能够制备表面平坦、图形化边缘整齐完好的介质图形，能够有效减小电路互联层接触对微波信号的损耗，从而提高微波集成电路互联性能。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施例作详细描述。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。首先，图1示出了本专利技术的一个实施例中一种BCB材料的刻蚀方法，具体的，该方法包括以下步骤:首先，进行步骤S101:提供半导体芯片，所述芯片表面覆盖待刻蚀的BCB材料层。具体的，所述芯片为磷化铟微波单片集成电路。其中，BCB材料在该芯片在进行多层布线时，作为互联线之间的隔离介质层。该步骤的目的在于，对覆盖整个芯片表面的BCB材料进行刻蚀，使其填充互联线之间的区域，同时在互联线上方形成与上层互联线连通的接触孔。其次，进行步骤S102:采用电感耦合等离子体对所述BCB材料进行刻蚀。其中，刻蚀条件为:刻蚀温度为18?22°C;等离子体刻蚀功率为140?160W ;射频功率为12?15W ;腔体压力为0.4?0.6mT ;SF6: 0 2气体流量比为1:1?1:1.2。其中，优选的，所述刻蚀温度为20°C，所述等离子体刻蚀功率为150W，所述射频功率为15W，所述腔体压力为0.5mT，所述SF6: 02气体流量比为1:1。由于BCB难固化、刻蚀速率快、平整度差，所以需要低温、小功率才能实现。本专利技术中提供的刻蚀条件更有利于BCB材料的刻蚀。如图3所示，其中，图3(a)为采用现有技术中的刻蚀方法形成的金属表面实物图，图3(b)为本专利技术提出的刻蚀方法后金属表面实物图，可以看出，采用现有技术中不仅不能有效刻蚀BCB材料，且由于刻蚀功率大造成的糊胶现当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种BCB材料的刻蚀方法，其特征在于，包括：a.提供半导体芯片，所述芯片表面覆盖待刻蚀的BCB材料层；b.采用电感耦合等离子体对所述BCB材料进行刻蚀；其中，刻蚀条件为：刻蚀温度为18～22℃；等离子体刻蚀功率为140～160W；射频功率为12～15W；腔体压力为0.4～0.6mT；SF6：O2气体流量比为1:1～1:1.2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊捷，苏永波，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11