用于涂敷工件的方法
【专利说明】用于涂敷工件的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月26日提交的序列号62/002，953的美国临时申请的优先权，该申请在其整体上被通过引用并入于此。
技术领域
[0002]各个实施例涉及用于涂敷工件的方法。
【背景技术】
[0003]具有LPCVD (低压力化学气相沉积)TE0S (四乙基正硅酸盐，又称为四乙氧基硅烷)的半导体晶片在处理中显示严重释气，其中，SABPSG (亚大气硼磷酸硅酸盐玻璃)层沉积于其上。与用于紧固要被处理的半导体晶片的真空夹盘有关地，这可能导致如释气可能引起在方位上不对称的晶片翘曲那样的问题。在方位上不对称的晶片翘曲可能妨碍真空卡夹机构进行恰当的操作，即可能不能将半导体晶片保持在其平坦的预先限定的位置中，以用于后续的材料沉积处理。因此，当SABPSG层被沉积于在方位上不对称的翘曲半导体晶片之上时，不得不估算到相当大的膜非均匀性，而在该相当大的膜非均匀性的情况下实际上可能使得半导体晶片为不可用。在SA-CVD (亚大气CVD)腔室中在升高的温度下的卡夹过程期间水从TE0S氧化物的释气可能抑制在晶片之下的恰当的真空形成，这可能影响真空夹盘的工作原理和/或可靠性。
【发明内容】
[0004]在各个实施例中，提供一种用于涂敷工件的方法。所述方法可以包括:对工件进行干燥，所述工件被涂敷有至少一个氧化物层作为最上层；在已干燥的工件的最上层上沉积介电层；其中，所述工件在干燥处理期间并且在沉积处理期间连续地经受比大气压力低的压力。
【附图说明】
[0005]在附图中，同样的参考标记一般贯穿不同视图提及相同的部分。附图并不一定按比例，相反重点一般被放在图解本发明的原理上。在下面的描述中，参照下面的附图描述本发明的各个实施例，其中:
图1示出解释在方位上不对称的翘曲的半导体晶片的顶视图；
图2示出检查一批半导体晶片的在方位上不对称的翘曲的示图；
图3示出检查SABPSG的沉积对真空夹盘的背侧压力的影响的示图；
图4示出根据各个实施例的用于涂敷工件的方法；以及图5示出根据各个实施例的示例性真空系统。
【具体实施方式】
[0006]下面的详细描述提及以说明的方式示出其中可以实践本发明的具体细节和实施例的随附附图。
[0007]词语“示例性”在此被用于意味着“充当示例、实例或说明”。在此被描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定要被理解为较之其它实施例或设计是优选的或有利的。
[0008]下面的详细描述是基于半导体晶片的，其中，术语“晶片”还被提及为“衬底”。然而，用于涂敷工件的方法不假设为要被限制于该方面。工件可以是各种形状、大小和材料。除了半导体晶片之外，所述用于涂敷工件的方法还可以应用于例如显示器前端面板和印刷电路板等的对象。
[0009]图1示出半导体晶片100的顶视图和侧视图的组合视图。具有第一轴102和第二轴104的坐标系统被放置在晶片的上表面100上。坐标系统的交叉处被选取为位于圆形形状的晶片100的中心106。在晶片100的上表面上的顶视图之下，示出其沿着第一轴102的侧视图。
[0010]半导体晶片的翘曲可以被理解为晶片的中间表面在其自由的未钳夹的状态下从下面的平坦支承平面(例如其上可以搁置晶片的平坦表面)的偏离。在图1中，在侧视图中由平坦支承平面112 (其当然可以是虚拟计算的平面)与晶片100之间的小箭头来标记翘曲110。可以由以距半导体晶片的上表面和下表面相等的距离位于晶片中的各点来限定其中间表面。要补充的是，为了强调，于图1呈现的侧视图是高度地夸张的。现今的半导体晶片的通常直径可以是几十厘米，而晶片翘曲可能处于几十微米至几百微米的量级上。
[0011]当沿着第一轴102所测量的晶片翘曲110不同于当沿着第二轴104测量时的晶片翘曲110时，呈现在方位上不对称的晶片翘曲。要注意的是，在图1中形成正交坐标系统的第一轴102和第二轴104不一定需要相对于彼此成直角。如果可以发现径向地延伸通过晶片100的中心106的任何两个轴，发现沿着这两个轴晶片翘曲110被发现为是不同的，则呈现出晶片翘曲110的在方位上的不对称性。一般而言，晶片翘曲100的值可以是正的或负的。如果晶片翘曲110具有正值，则晶片100表征为其边沿相对于其中心106的向上翘曲。在其它情况下，如果晶片翘曲110具有负值，则晶片100表征为其边缘相对于其中心106的向下翘曲。沿着第一轴可以在图1中观测到后一种情形，因为在侧视图中晶片100的边缘相对于晶片100的中心106向下弯曲。晶片翘曲的在方位上的不对称性的简单测度可以是沿着一个轴(例如第一轴102)(借助于测量设备)所计算或确定的晶片翘曲与沿着另一轴(例如第二轴104)所计算或确定的晶片翘曲之间的差。在具有在方位上对称的翘曲的半导体晶片的情况下，即当晶片表征总体对称的翘曲(其中，其边缘相对于其中部区段向上或向下弯曲)时，指示在方位上不对称的翘曲的所述差将总计为零。
[0012]在方位上不对称的半导体晶片可能证明是有问题的，尤其是与真空夹盘组合。真空夹盘是依赖于压力差以将工件保持到位的紧固和/或保持机构。其上搁置工件的真空夹盘内的压力(还被称为真空夹盘背侧压力)低于工件之上的压力。工件通过在真空夹盘内的更低压力区域与真空夹盘周围的更高压力之间提供密闭壁皇而可以说作为密封体(其当然可以仍然被放置在真空腔室内，从而真空夹盘周围的更高压力仍然良好地处于近似1巴(bar)的正常大气压力之下)来工作。
[0013]真空夹盘依赖于对象紧密地抵靠真空夹盘的表面布设而被紧固。在方位上的不对称性可能防止晶片紧密地抵靠真空夹盘的表面布设，从而真空夹盘背侧压力可能增加到将仍然允许良好的真空卡夹的值之上。实际上，晶片翘曲可能导致材料在其上的不均匀沉积，从而所沉积的(涂敷)材料可能表征为更大的非均匀性。例如，当要被涂敷的半导体晶片的最上层是例如可能已经借助于LPCVD沉积在半导体晶片上的TEOS层时，可以观测到过度的晶片翅曲。
[0014]TE0S (还被称为四乙基正硅酸盐或四乙氧基硅烷)是在室温下为液体的含硅化合物。在半导体应用中，其可以被用作为二氧化硅的前体。例如，当晶片表面包含凹入特征或其它不规则性时，TE0S经常被使用而替代硅烷以用于要求良好保形性的应用。可以通过热化学气相沉积处理或等离子体增强化学气相沉积处理(例如使用包含TE0S和氧化剂(典型地氧气或臭氧)的处理气体的低压力化学气相沉积(LPCVD))来沉积使用TE0S沉积的二氧化硅膜(还被称为TE0S氧化物膜或TE0S膜)。
[0015]在图2中，示出示图200，其中，在SABPSG沉积处理之前以及之后已经检查一批多个半导体晶片。SABPSG经常在半导体应用中被用作为前金属电介质。SABPSG具有有利的沉积性质，诸如优异的间隙填充、低回流温度、对在其上所沉积的金属层的图案无依赖性。
[0016]示图200的X轴202表示晶片编号，示图200的y轴204表示以微米为单位给出的相应晶片的翘曲。针对每个晶片，在示图200中显示四种类型的数据。第一组数据点206表示在SABPSG沉积处理之前相应晶片沿着第一轴(例如如图1所示的第一轴102)的翘曲。第二组数据点208表示在SABPSG沉积处理之前相应晶片沿着第二轴(例如如图1所示的第二轴104)的翘曲。第三组数据点210表示在SABPSG沉积处理之后相应晶片沿着第一轴的翘曲。第四组数据点210表示在SABPSG沉积处理之后相应晶片沿着第二轴的翘曲。
[0017]第一组数据206和第二组数据208意指被检查的一批晶片已经表征出一定程度的在方位上不对称的晶片翘曲。取第10个晶片作为示例，其在SABPSG沉积处理之前沿着第一轴的翘曲大约是+140 μ m，并且其在SABPSG沉积处理之前沿着第二轴的翘曲大约是-45 μπι，如可以从用于该晶片的第一组数据206和第二组数据208得出的那样。沿着第一轴的翘曲与沿着第二轴的翘曲之间的差大致因此近似为185 μπι。在SABPSG沉积处理之后，该同一晶片沿着第一轴的翘曲大约是-135 μπι，并且其沿着第二轴的翘曲大约是+80 μm0因此，在SABPSG沉积处理之后沿着第一轴的翘曲和沿着第二轴的翘曲之间的差近似为215 μπι，这等效于近似16%的增加。用于所采样的批次中的所有其它晶片的对应数据示出相似的行为。
[0018]在图3中的示图300中展示在方位上不对称的晶片翘曲对真空卡夹的影响。示图300的X轴302指示以秒为单位的时间，y轴304指示很多所执行的处理步骤。第一曲线图306示出处理步骤的时间进展。第二曲线图308示出真空夹盘背侧压力的演进(未示出指示压力刻度的对应轴)。线310标记在下面将被提及为功能性阈值的10托(torr)(13.3mbar)的值。在基础的实验性环境中，可以假定直到该压力的足够强的真空卡夹。在真空夹盘背侧压力和真空腔室中的压力之间的想要的比率可以是例如大约1:50或更小。例如在真空腔室中的大约200托(266 mbar)的压力的情况下，想要的真空夹盘背侧压力可以为大约4托(5.32 mbar)或更小。
[0019]如可以从示图300得出那样，已经在第四处理步骤中(在近似23秒时进入该过程)，真空夹盘背侧压力上升到功能性阈值之上，并且然后停留在靠近该阈值之下。然后，在第11处理步骤中(在近似60秒时进入该过程)，背侧压力再次上升到功能性阈值之上，并且停留在其之上。第11处理步骤可以例如包括或对应于沉积处理。在大约130秒时进入这样的过程，真空夹盘背侧压力最终陡峭地上升到远在功能性阈值之上，并且从在时间上的该点起，真空夹盘机构可以被看作为不起作用的。
[0020]已经观测到，在200mm产品线中(即在具有200mm的直径的半导体晶片的处理线中)并未观测到在方位上不对称的晶片翘曲或过高的所吸收的湿气的总量的问题。在方位上不对称的晶片翘曲似乎是可能紧密关联于300mm产品线中的更大晶片大小的问题。已经进一步检查出，对于加入RTA (快速热退火)处理步骤以固化所加入的具有LPCVD TE0S氧化