用于涂敷工件的方法
【專利說明】用于涂敷工件的方法
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求2014年5月26日提交的序列號62/002，953的美國臨時申請的優先權，該申請在其整體上被通過引用并入于此。
技術領域
[0002]各個實施例涉及用于涂敷工件的方法。
【背景技術】
[0003]具有LPCVD (低壓力化學氣相沉積)TE0S (四乙基正硅酸鹽，又稱為四乙氧基硅烷)的半導體晶片在處理中顯示嚴重釋氣，其中，SABPSG (亞大氣硼磷酸硅酸鹽玻璃)層沉積于其上。與用于緊固要被處理的半導體晶片的真空夾盤有關地，這可能導致如釋氣可能引起在方位上不對稱的晶片翹曲那樣的問題。在方位上不對稱的晶片翹曲可能妨礙真空卡夾機構進行恰當的操作，即可能不能將半導體晶片保持在其平坦的預先限定的位置中，以用于后續的材料沉積處理。因此，當SABPSG層被沉積于在方位上不對稱的翹曲半導體晶片之上時，不得不估算到相當大的膜非均勻性，而在該相當大的膜非均勻性的情況下實際上可能使得半導體晶片為不可用。在SA-CVD (亞大氣CVD)腔室中在升高的溫度下的卡夾過程期間水從TE0S氧化物的釋氣可能抑制在晶片之下的恰當的真空形成，這可能影響真空夾盤的工作原理和/或可靠性。
【發明內容】
[0004]在各個實施例中，提供一種用于涂敷工件的方法。所述方法可以包括:對工件進行干燥，所述工件被涂敷有至少一個氧化物層作為最上層；在已干燥的工件的最上層上沉積介電層；其中，所述工件在干燥處理期間并且在沉積處理期間連續地經受比大氣壓力低的壓力。
【附圖說明】
[0005]在附圖中，同樣的參考標記一般貫穿不同視圖提及相同的部分。附圖并不一定按比例，相反重點一般被放在圖解本發明的原理上。在下面的描述中，參照下面的附圖描述本發明的各個實施例，其中:
圖1示出解釋在方位上不對稱的翹曲的半導體晶片的頂視圖；
圖2示出檢查一批半導體晶片的在方位上不對稱的翹曲的示圖；
圖3示出檢查SABPSG的沉積對真空夾盤的背側壓力的影響的示圖；
圖4示出根據各個實施例的用于涂敷工件的方法；以及圖5示出根據各個實施例的示例性真空系統。
【具體實施方式】
[0006]下面的詳細描述提及以說明的方式示出其中可以實踐本發明的具體細節和實施例的隨附附圖。
[0007]詞語“示例性”在此被用于意味著“充當示例、實例或說明”。在此被描述為“示例性”的任何實施例或設計不一定要被理解為較之其它實施例或設計是優選的或有利的。
[0008]下面的詳細描述是基于半導體晶片的，其中，術語“晶片”還被提及為“襯底”。然而，用于涂敷工件的方法不假設為要被限制于該方面。工件可以是各種形狀、大小和材料。除了半導體晶片之外，所述用于涂敷工件的方法還可以應用于例如顯示器前端面板和印刷電路板等的對象。
[0009]圖1示出半導體晶片100的頂視圖和側視圖的組合視圖。具有第一軸102和第二軸104的坐標系統被放置在晶片的上表面100上。坐標系統的交叉處被選取為位于圓形形狀的晶片100的中心106。在晶片100的上表面上的頂視圖之下，示出其沿著第一軸102的側視圖。
[0010]半導體晶片的翹曲可以被理解為晶片的中間表面在其自由的未鉗夾的狀態下從下面的平坦支承平面(例如其上可以擱置晶片的平坦表面)的偏離。在圖1中，在側視圖中由平坦支承平面112 (其當然可以是虛擬計算的平面)與晶片100之間的小箭頭來標記翹曲110。可以由以距半導體晶片的上表面和下表面相等的距離位于晶片中的各點來限定其中間表面。要補充的是，為了強調，于圖1呈現的側視圖是高度地夸張的。現今的半導體晶片的通常直徑可以是幾十厘米，而晶片翹曲可能處于幾十微米至幾百微米的量級上。
[0011]當沿著第一軸102所測量的晶片翹曲110不同于當沿著第二軸104測量時的晶片翹曲110時，呈現在方位上不對稱的晶片翹曲。要注意的是，在圖1中形成正交坐標系統的第一軸102和第二軸104不一定需要相對于彼此成直角。如果可以發現徑向地延伸通過晶片100的中心106的任何兩個軸，發現沿著這兩個軸晶片翹曲110被發現為是不同的，則呈現出晶片翹曲110的在方位上的不對稱性。一般而言，晶片翹曲100的值可以是正的或負的。如果晶片翹曲110具有正值，則晶片100表征為其邊沿相對于其中心106的向上翹曲。在其它情況下，如果晶片翹曲110具有負值，則晶片100表征為其邊緣相對于其中心106的向下翹曲。沿著第一軸可以在圖1中觀測到后一種情形，因為在側視圖中晶片100的邊緣相對于晶片100的中心106向下彎曲。晶片翹曲的在方位上的不對稱性的簡單測度可以是沿著一個軸(例如第一軸102)(借助于測量設備)所計算或確定的晶片翹曲與沿著另一軸(例如第二軸104)所計算或確定的晶片翹曲之間的差。在具有在方位上對稱的翹曲的半導體晶片的情況下，即當晶片表征總體對稱的翹曲(其中，其邊緣相對于其中部區段向上或向下彎曲)時，指示在方位上不對稱的翹曲的所述差將總計為零。
[0012]在方位上不對稱的半導體晶片可能證明是有問題的，尤其是與真空夾盤組合。真空夾盤是依賴于壓力差以將工件保持到位的緊固和/或保持機構。其上擱置工件的真空夾盤內的壓力(還被稱為真空夾盤背側壓力)低于工件之上的壓力。工件通過在真空夾盤內的更低壓力區域與真空夾盤周圍的更高壓力之間提供密閉壁皇而可以說作為密封體(其當然可以仍然被放置在真空腔室內，從而真空夾盤周圍的更高壓力仍然良好地處于近似1巴(bar)的正常大氣壓力之下)來工作。
[0013]真空夾盤依賴于對象緊密地抵靠真空夾盤的表面布設而被緊固。在方位上的不對稱性可能防止晶片緊密地抵靠真空夾盤的表面布設，從而真空夾盤背側壓力可能增加到將仍然允許良好的真空卡夾的值之上。實際上，晶片翹曲可能導致材料在其上的不均勻沉積，從而所沉積的(涂敷)材料可能表征為更大的非均勻性。例如，當要被涂敷的半導體晶片的最上層是例如可能已經借助于LPCVD沉積在半導體晶片上的TEOS層時，可以觀測到過度的晶片翅曲。
[0014]TE0S (還被稱為四乙基正硅酸鹽或四乙氧基硅烷)是在室溫下為液體的含硅化合物。在半導體應用中，其可以被用作為二氧化硅的前體。例如，當晶片表面包含凹入特征或其它不規則性時，TE0S經常被使用而替代硅烷以用于要求良好保形性的應用。可以通過熱化學氣相沉積處理或等離子體增強化學氣相沉積處理(例如使用包含TE0S和氧化劑(典型地氧氣或臭氧)的處理氣體的低壓力化學氣相沉積(LPCVD))來沉積使用TE0S沉積的二氧化硅膜(還被稱為TE0S氧化物膜或TE0S膜)。
[0015]在圖2中，示出示圖200，其中，在SABPSG沉積處理之前以及之后已經檢查一批多個半導體晶片。SABPSG經常在半導體應用中被用作為前金屬電介質。SABPSG具有有利的沉積性質，諸如優異的間隙填充、低回流溫度、對在其上所沉積的金屬層的圖案無依賴性。
[0016]示圖200的X軸202表示晶片編號，示圖200的y軸204表示以微米為單位給出的相應晶片的翹曲。針對每個晶片，在示圖200中顯示四種類型的數據。第一組數據點206表示在SABPSG沉積處理之前相應晶片沿著第一軸(例如如圖1所示的第一軸102)的翹曲。第二組數據點208表示在SABPSG沉積處理之前相應晶片沿著第二軸(例如如圖1所示的第二軸104)的翹曲。第三組數據點210表示在SABPSG沉積處理之后相應晶片沿著第一軸的翹曲。第四組數據點210表示在SABPSG沉積處理之后相應晶片沿著第二軸的翹曲。
[0017]第一組數據206和第二組數據208意指被檢查的一批晶片已經表征出一定程度的在方位上不對稱的晶片翹曲。取第10個晶片作為示例，其在SABPSG沉積處理之前沿著第一軸的翹曲大約是+140 μ m，并且其在SABPSG沉積處理之前沿著第二軸的翹曲大約是-45 μπι，如可以從用于該晶片的第一組數據206和第二組數據208得出的那樣。沿著第一軸的翹曲與沿著第二軸的翹曲之間的差大致因此近似為185 μπι。在SABPSG沉積處理之后，該同一晶片沿著第一軸的翹曲大約是-135 μπι，并且其沿著第二軸的翹曲大約是+80 μm0因此，在SABPSG沉積處理之后沿著第一軸的翹曲和沿著第二軸的翹曲之間的差近似為215 μπι，這等效于近似16%的增加。用于所采樣的批次中的所有其它晶片的對應數據示出相似的行為。
[0018]在圖3中的示圖300中展示在方位上不對稱的晶片翹曲對真空卡夾的影響。示圖300的X軸302指示以秒為單位的時間，y軸304指示很多所執行的處理步驟。第一曲線圖306示出處理步驟的時間進展。第二曲線圖308示出真空夾盤背側壓力的演進(未示出指示壓力刻度的對應軸)。線310標記在下面將被提及為功能性閾值的10托(torr)(13.3mbar)的值。在基礎的實驗性環境中，可以假定直到該壓力的足夠強的真空卡夾。在真空夾盤背側壓力和真空腔室中的壓力之間的想要的比率可以是例如大約1:50或更小。例如在真空腔室中的大約200托(266 mbar)的壓力的情況下，想要的真空夾盤背側壓力可以為大約4托(5.32 mbar)或更小。
[0019]如可以從示圖300得出那樣，已經在第四處理步驟中(在近似23秒時進入該過程)，真空夾盤背側壓力上升到功能性閾值之上，并且然后停留在靠近該閾值之下。然后，在第11處理步驟中(在近似60秒時進入該過程)，背側壓力再次上升到功能性閾值之上，并且停留在其之上。第11處理步驟可以例如包括或對應于沉積處理。在大約130秒時進入這樣的過程，真空夾盤背側壓力最終陡峭地上升到遠在功能性閾值之上，并且從在時間上的該點起，真空夾盤機構可以被看作為不起作用的。
[0020]已經觀測到，在200mm產品線中(即在具有200mm的直徑的半導體晶片的處理線中)并未觀測到在方位上不對稱的晶片翹曲或過高的所吸收的濕氣的總量的問題。在方位上不對稱的晶片翹曲似乎是可能緊密關聯于300mm產品線中的更大晶片大小的問題。已經進一步檢查出，對于加入RTA (快速熱退火)處理步驟以固化所加入的具有LPCVD TE0S氧化