RU2666173C1 - Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений - Google Patents
Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666173C1 RU2666173C1 RU2017144841A RU2017144841A RU2666173C1 RU 2666173 C1 RU2666173 C1 RU 2666173C1 RU 2017144841 A RU2017144841 A RU 2017144841A RU 2017144841 A RU2017144841 A RU 2017144841A RU 2666173 C1 RU2666173 C1 RU 2666173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- mechanical stresses
- curvature
- film
- thickness
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Задачей настоящего изобретения является расширение способов изменения кривизны поверхности за счет расширения способов получения используемых пленок, типов используемых пленок, возможности варьирования толщины пленок. 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, сравнивают значение механических напряжений с контрольным значением механических напряжений σдля успешного выполнения последующей технологической операции, при |σ|<|σ| проводят операцию, при |σ|>|σ| осаждают или травят пленку повторно. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам обработки полупроводниковых приборов.
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.
Аналогом изобретения является способ изменения радиуса кривизны поверхности с помощью осаждения пленки нитрида кремния на лицевую сторону с различными технологическими параметрами [1].
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.
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].
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).
Кроме того, можно сформировать пленку толщиной более или менее 20 мкм, что позволит изменить степень влияния осажденного слоя на кривизну поверхности.
Также известно, что пластина изгибается под действием напряжений. Кривизна является параметром пластины. Поэтому важно рассчитывать величину механических напряжений для оценки величины деформации пластины.
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.
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:
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.
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.
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.
Например, используя пленки нитрида кремния, полученные с использованием стандартных технологических параметров, можно получить напряжения растяжения.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
Источники информации.
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.
2. Патент Китая №105448666 - прототип.
Claims (4)
- Способ изменения кривизны поверхности пластины посредством осаждения слоя пленки на пластину, отличающийся тем, что используют различные газовые смеси, осаждение проводят с последующим травлением слоя пленки, рассчитывают величину механических напряжений по пластине в локальных областях по формуле Стони:
- где σ - механические напряжения в пленке, Е/(1-μ) - двухосный модуль упругости пластины в локальной области, hs - толщина пластины в локальной области, hƒ - толщина пленки в локальной области, R - радиус кривизны поверхности в локальной области,
- причем пленки могут быть разной толщины, сравнивают значение механических напряжений с контрольным значением механических напряжений σk для выполнения последующей технологической операции, а при |σ|<|σk| проводят операцию, при |σ|>|σk| осаждают или травят пленку повторно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144841A RU2666173C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144841A RU2666173C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2666173C1 true RU2666173C1 (ru) | 2018-09-06 |
Family
ID=63459972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144841A RU2666173C1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2666173C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816085C1 (ru) * | 2023-01-24 | 2024-03-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИЗАЙН-ЦЕНТР ОРБИТА" | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073268C1 (ru) * | 1993-04-29 | 1997-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Астросолар" | Способ управления кривизной адаптивного зеркала и адаптивное зеркало для его осуществления |
US20070267724A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integrated circuit having stress tuning layer and methods of manufacturing same |
US20100261353A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Texas Instruments Incorporated | Wafer planarity control between pattern levels |
US20100314725A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Qualcomm Incorporated | Stress Balance Layer on Semiconductor Wafer Backside |
US20110265578A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Nanometrics Incorporated | Local Stress Measurement |
TW201221926A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-01 | Univ Feng Chia | Measurement method for thin film residual stress |
CN105448666A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-30 | 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 | 利用二氧化硅的应力来改变晶圆硅片基体弯曲度的方法 |
-
2017
- 2017-12-20 RU RU2017144841A patent/RU2666173C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073268C1 (ru) * | 1993-04-29 | 1997-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Астросолар" | Способ управления кривизной адаптивного зеркала и адаптивное зеркало для его осуществления |
US20070267724A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integrated circuit having stress tuning layer and methods of manufacturing same |
US20100261353A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Texas Instruments Incorporated | Wafer planarity control between pattern levels |
US20100314725A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Qualcomm Incorporated | Stress Balance Layer on Semiconductor Wafer Backside |
US20110265578A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Nanometrics Incorporated | Local Stress Measurement |
TW201221926A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-01 | Univ Feng Chia | Measurement method for thin film residual stress |
CN105448666A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-30 | 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 | 利用二氧化硅的应力来改变晶圆硅片基体弯曲度的方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816085C1 (ru) * | 2023-01-24 | 2024-03-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИЗАЙН-ЦЕНТР ОРБИТА" | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Anzalone et al. | Advanced residual stress analysis and FEM simulation on heteroepitaxial 3C–SiC for MEMS application | |
JPH07130812A (ja) | 半導体ウエハ加工プロセス評価システム | |
US8056402B2 (en) | Nanoprobe tip for advanced scanning probe microscopy comprising a layered probe material patterned by lithography and/or FIB techniques | |
CN105448666A (zh) | 利用二氧化硅的应力来改变晶圆硅片基体弯曲度的方法 | |
CN110082847A (zh) | 一种硅基mems闪耀光栅的制备方法 | |
CN105810615A (zh) | 通过晶振实现对刻蚀样品原位刻蚀监控的方法及系统 | |
RU2666173C1 (ru) | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины для минимизации механических напряжений | |
US8392010B2 (en) | Method for controlling critical dimension in semiconductor production process, and semiconductor manufacturing line supporting the same | |
Pinto et al. | Amorphous silicon self‐rolling micro electromechanical systems: from residual stress control to complex 3D structures | |
RU2595306C1 (ru) | Датчик теплового излучения и способ его изготовления | |
CN111998979B (zh) | 一种薄膜瞬时应力的计算方法 | |
RU2816085C1 (ru) | Способ изменения радиуса кривизны поверхности пластины | |
JP4574300B2 (ja) | エッチング方法およびコンピュータ記憶媒体 | |
Djuzhev et al. | Non-contact technique for determining the mechanical stress in thin films on wafers by profiler | |
JP4333107B2 (ja) | 転写マスク及び露光方法 | |
Messow et al. | Deep single step vertical ICP–RIE etching of ion beam sputter deposited SiO2/Si multilayer stacks | |
US20210320036A1 (en) | Wafer backside engineering for wafer stress control | |
US11373897B2 (en) | Method for manufacturing a film on a support having a non-flat surface | |
TW202200834A (zh) | 用於監測半導體製程的系統及方法 | |
RU2650793C1 (ru) | Способ изготовления чувствительных элементов газовых датчиков | |
Connors et al. | Impact of Film Stress and Film Thickness Process Control on GaAs-TiAu Metal Adhesion | |
CN113058665B (zh) | 一种基于二维材料的微流通道的制备方法和微流控制器件 | |
JP2003115483A (ja) | 基板の湾曲を低減させる薄膜積層素子の製造方法 | |
dos Santos | Xenon difluoride etching of amorphous silicon for release of piezoelectric micromachined ultrasonic transducer structures | |
CN110868681B (zh) | Mems麦克风翘曲补偿方法和mems麦克风晶圆 |