[1]Изобретение относится к способам обработки полупроводниковых приборов.
[2]Проведение технологических операций изменяет поверхность пластин (например, полупроводниковых подложек), изгибая или выравнивая ее. Следовательно, изменяется площадь контактирования между пластинами, что изменяет вероятность их успешного сращивания при операции бондинга. В процессе проведения контактной литографии варьируется площадь соприкосновения между маской и поверхностью пластины, а значит, изменяется вероятность успешного формирования элементов с минимальными топологическими размерами. Поэтому, необходимо измерять радиус кривизны поверхности пластины после каждого этапа обработки. Это позволит своевременно проводить дополнительные технологические операции для изменения изгиба поверхности пластин в нужную сторону. Тем самым, увеличится вероятность успешного проведения операции сращивания пластин и контактной литографии.
[3]Аналогом изобретения является способ изменения радиуса кривизны поверхности с помощью осаждения пленки нитрида кремния на лицевую сторону с различными технологическими параметрами [1].
[4]Недостатком данного подхода является невозможность значительного изменения радиуса кривизны поверхности из-за малой толщины пленки. Также ограниченность способа, так как осаждение проводят только на лицевую сторону. В некоторых случаях осаждение на лицевую сторону затруднительно с технологической точки зрения. Поэтому необходимо уметь подготавливать поверхность для адгезии пленки и проводить процесс осаждения, как с лицевой, так и с обратной стороны.
[5]Прототипом является способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины с помощью осаждения напряженного слоя пленки плазмохимического оксида кремния толщиной 20 мкм на лицевую или обратную сторону [2].
[6]К недостаткам изобретения можно отнести определенный тип (стехиометрический состав) пленки и способ ее получения, который требуется для изменения кривизны поверхности. Как известно, в плазмохимическом оксиде кремния присутствуют напряжения сжатия, величину которых можно варьировать посредством изменения операционных параметров процесса: соотношение расхода газов, общий расход газов, давление в камере, мощность разряда в плазме, температура подложки. Однако, значение напряжений в плазмохимическом оксиде кремния будет отрицательным (сжимающим).
[7]Кроме того, можно сформировать пленку толщиной более или менее 20 мкм, что позволит изменить степень влияния осажденного слоя на кривизну поверхности.
[8]Также известно, что пластина изгибается под действием напряжений. Кривизна является параметром пластины. Поэтому важно рассчитывать величину механических напряжений для оценки величины деформации пластины.
[9]Задачей настоящего изобретения является расширение подходов изменения кривизны поверхности за счет использования различных газовых смесей и возможности варьирования толщины пленок, повышение точности прогнозирования успешного проведения последующей технологической операции.
[10]Суть настоящего изобретения состоит в том, что изменяют кривизну поверхности пластины посредством осаждения слоя пленки на пластину, причем используют различные газовые смеси, осаждение проводят с последующим травлением слоя пленки, рассчитывают величину механических напряжений по пластине в локальных областях по формуле Стони:
[11]
[12]где σ - механические напряжения в пленке, E/(1-μ) - двухосный модуль упругости пластины, hs - толщина пластины, 
- толщина пленки, R - радиус кривизны поверхности, пленки могут быть разной толщины, сравнивают значение механических напряжений с контрольным значением механических напряжений σk для выполнения последующей технологической операции, при |σ|<|σk| проводят операцию, при |σ|>|σk| осаждают или травят пленку повторно.
[13]Проводить осаждение пленок на пластину можно различными способами: термическое окисление, осаждение из парогазовой смеси при атмосферном или пониженном давлении, плазмохимическое осаждение, атомно-слоевое осаждение и так далее.
[14]В зависимости от используемых реагентов можно проводить осаждение на пластину различных типов (стехиометрических составов) пленок: оксид кремния, нитрид кремния, оксид алюминия, оксид титана и так далее.
[15]Например, используя пленки нитрида кремния, полученные с использованием стандартных технологических параметров, можно получить напряжения растяжения.
[16]Толщина пленки может варьироваться от единиц ангстрем до десятков микрометров. Критерием максимальной толщины слоя пленки является возникновение дефектов в результате механических напряжений: отслаивание, гофрирование и растрескивание пленки. Поэтому важно не только определять кривизну поверхности, но и рассчитывать величину напряжений.
[17]Пластина изгибается под действием механических напряжений. Связь между механическими напряжениями и кривизной пластины описывается формулой Стони. В формулу входят значение толщины пластины, толщины пленки, двухосный модуль упругости подложки, радиус кривизны поверхности. В процессе осаждения пленок, возникает неравномерность по толщине выращенного слоя. Причем, с увеличением толщины пленки возрастает величина неравномерности. Кроме того, важно измерять толщину подложки в каждой локальной области. Это связано с тем, что в процессе подготовки технологической партии полируют и утоняют пластины, следовательно, изменяется толщина пластины. Таким образом, сделав более точный расчет механических напряжений, можно повысить точность массива данных при составлении карты пластины.
[18]Далее, сравнив полученные значения с контрольной величиной, можно спрогнозировать выход годных кристаллов, а также принять решение о выполнении следующей технологической операции маршрута или проведении операции для изменения кривизны. В отличие от прототипа сравнивают значение механических напряжений, а не только кривизны поверхности. Тем самым повышается точность прогнозирования успешного проведения последующей технологической операции.
[19]На фиг. 1 показана пластина 1 с исходной структурой на пластине 2. На фиг. 2 показана пластина 1, исходная структура на пластине 2 и сформированная пленка 3 с обеих сторон пластины. На фиг. 3 показана пластина 1, исходная структура на пластине 2 и сформированная пленка с напряжениями сжатия 4 на лицевой стороне пластины.
[20]Пример конкретного применения способа изменения радиуса кривизны поверхности пластин. Используется кремниевая пластина толщиной 460 мкм. Проводят измерение радиуса кривизны поверхности (Ro=200 м). После этого, осаждается на лицевую сторону слой плазмохимического оксида кремния толщиной 0.4 мкм с напряжениями сжатия (фиг. 1). Проводят измерение радиуса кривизны поверхности(R1=-20 м). Отрицательное значение радиуса кривизны свидетельствует о напряжениях сжатия в пленке и напряжениях растяжения в подложке. Затем осаждают слой термического нитрида кремния толщиной 0.3 мкм с напряжениями растяжения (фиг. 2). Проводят измерение радиуса кривизны поверхности (R2=-25 м). После этого удаляют слой термического нитрида кремния с обратной стороны (фиг. 3). Проводят измерение радиуса кривизны поверхности (R3=180 м). Таким образом, на лицевой стороне пластины остается слой пленки со сжимающими напряжениями и слой пленки с растягивающими напряжениями. Значение радиуса кривизны структуры R3 сопоставимо с исходным значением радиуса кривизны R0. Затем, рассчитывают по формуле Стони напряжение σ:
[21]
[22]Итак, σ=50 (МПа). Контрольное значение σk для успешного проведения последующей технологической операции контактной литографии составляет 500 (МПа). Так как |σ|<|σk|, то последующую операцию (контактную литографию) можно проводить.
[23]Таким образом, предлагаемый способ позволит расширить методы по изменению кривизны поверхности за счет расширения способов получения используемых пленок, типов используемых пленок, возможности варьирования толщины пленок.
[24]Источники информации.
[25]1. Besland et al., Interpretation of stress variation in SiNx films, J. Vac. Sci. Technol. A, Vol. 22, No. 5, Sep/Oct 2004, DOI: 10.1116/1.1776179.
[26]2. Патент Китая №105448666 - прототип.
