TWI862635B - 在基板上調整膜應力變遷的方法 - Google Patents

Abstract

本揭露關聯於用於在一基板上調整膜的應力變遷的一種方法。該方法包含在該基板之上形成一應力調整層，其中該應力調整層包含第一材料所形成的第一區域以及第二材料所形成的第二區域，其中第一材料包含第一內應力且第二材料包含第二內應力，及其中該第一內應力不同於第二內應力；及在第一區域及第二區域之間形成變遷區域，其中該變遷區域包含第一材料與第二材料之間的一介面，該介面有著大於0度且小於90度的一預定斜坡。

Description

在基板上調整膜應力變遷的方法

[相關申請案的交互參照]本揭露案主張以下優先權：美國專利臨時申請案第62/876372號，申請於西元2019年7月19日；及美國專利申請案第16/922809號，申請於西元2020年7月7日。上述申請案的全部內容藉由參照全部於此納入。

本揭露案關聯於半導體裝置的製造方法，並且更具體地關聯於在基板上調整膜應力變遷的方法。

此處提供的先前技術章節係為了大致上呈現本揭露背景的目的。在此先前技術章節中所描述的範圍內，目前列名的發明人的作品以及在申請時可能不適格為先前技術的說明態樣，均未明確或暗含地承認為對抗本揭露的先前技術。

半導體製造涉及多個不同的步驟及製程。一種典型的製造程序稱為光刻法（亦稱為微影技術）。光刻法使用諸如紫外光或可視光的輻射，以在半導體裝置設計之中產生精細圖案。許多類型的半導體裝置，諸如二極體、電晶體、及積體電路，可以使用包含以下的半導體製造技術製作：光刻法、蝕刻、膜沉積、表面清潔、金屬化等等。

曝光系統（亦稱為工具）被用以實施光刻技術。一曝光系統通常包含：一照明系統、一倍縮光罩（亦稱為光罩）或用於產生一電路圖案的空間光調制器（SLM）、一投影系統、及用於將一感光性光阻覆蓋的半導體晶圓加以對準的一晶圓對準平台。照明系統以一照明場，例如一矩形槽照明場，照明該SLM或倍縮光罩的一區域。該投影系統將倍縮光罩圖案的照明區域的一影像投影至晶圓上。為了準確投影，將光圖案曝光在相對平坦或平面的（最好小於10微米的高度偏差）晶圓上係重要的。

此發明內容章節被提供以簡化形式介紹本揭露的態樣的選擇，在以下的實施方法章節進一步加以描述。此發明內容章節不旨在識別本申請標的的關鍵特徵或必要特徵，亦不旨在用以限制申請標的的範圍。

本揭露的態樣提供在基板上調整應力的方法。該方法包含：將一第一材料的一第一層沉積在基板之上；將一第二材料的一第二層沉積在第一層之上；將基板上一或多個座標位置的第二層的溶解度改變，其中第二層的溶解度在該一或多個座標位置每一者處由第二層的一頂表面向下一預定深度進入第二層而對溶解度加以改變，且其中改變第二層的溶解度包含產生一變遷區域，該變遷區域界定橫跨變遷區域的溶解度改變的預定斜坡；以及使用一顯影劑移除第二層的可溶解部份，使得第二層的剩餘部份包含由該第二層的一第一z高度至該第二層的一第二z高度的變遷區域之中的該預定斜坡，其中該第二層的第一z高度小於該第二層的第二z高度。

根據一態樣，該方法進一步包含執行一蝕刻製程，該蝕刻製程同時蝕刻第一材料及第二材料，將預定斜坡轉印進入第一層。

根據另一態樣，該方法進一步包含將一第三材料沉積在基板之上而形成該基板的一平面表面，該基板的第三材料填充區域達到該第一層的最大z高度。

在一示例之中，改變第二層的溶解度包含產生一第二變遷區域，該第二變遷區域界定橫跨該第二變遷區域的溶解度改變的第二預定斜坡。

仍根據另一態樣，該方法進一步包含將一第三材料沉積在該基板之上而產生該基板的一平面表面，該基板的第三材料填充區域達到該第二層的最大z高度。

仍根據另一態樣，該方法進一步包含將一第三材料沉積在基板之上；及平面化該基板以移除該第三材料的一覆蓋層，該第三材料在變遷區域之中有著預定斜坡。

在一示例之中，基於變遷區域的一理想應力變遷產生該變遷區域，該變遷區域界定溶解度改變的預定斜坡。

仍根據另一態樣，該方法進一步包含將一第三材料沉積在該基板之上，該基板的第三材料填充區域有著較小的z高度；將一第四材料沉積在該基板之上，該基板的第四材料填充區域有著較小的z高度；及藉由改變相對較大z高度位置處的第四材料的溶解度將第四材料平面化，並且使用一顯影劑移除第四材料的可溶解部份。

在一示例之中，與第二材料相比，該第一材料有著不同的內應力。

在另一示例之中，與第三材料相比，該第一材料有著不同的內應力。

仍在另一示例之中，該預定斜坡的選擇係基於設計的應力變遷。

仍在另一示例之中，該第一層及該第二層被沉積在相反於該基板的一正面表面的該基板的一背面表面之上，該基板的正面表面包含半導體裝置。

本揭露的態樣亦提供在基板上調整應力的另一種方法。該方法包含將一第一材料的一第一層沉積在該基板之上；在該基板上的一或多個座標位置處改變該第一層的溶解度，其中該第一層的溶解度在該一或多個座標位置每一者處由第一層的一頂表面向下一預定深度進入該第一層而對溶解度加以改變，並且其中改變第一層的溶解度包含產生一變遷區域，該變遷區域界定跨過變遷區域的溶解度改變的預定斜坡，該預定斜坡大於0度且小於90度；及使用特定顯影劑移除該第一層的可溶解部份，使得第一層的剩餘部份包含變遷區域之中由第一層的一第一z高度至第一層的一第二z高度的預定斜坡，其中第一層的第一z高度小於第一層的第二z高度。

根據一態樣，該方法進一步包含將第二材料的第二層沉積在基板之上、第二材料與有著預定斜坡的第一材料形成一介面，第二材料及第一材料有著不同的內應力。

本揭露的態樣亦提供另一種在基板上調整應力的方法。該方法包含在該基板之上形成一應力調整層，其中該應力調整層包含第一材料所形成的第一區域以及第二材料所形成的第二區域，其中第一材料包含第一內應力且第二材料包含第二內應力，及其中該第一內應力不同於第二內應力；及在第一區域及第二區域之間形成變遷區域，其中該變遷區域包含第一材料與第二材料之間的一介面，該介面有著大於0度且小於90度的一預定斜坡。

在一示例之中，該預定斜坡大於15度且小於75度。

根據一態樣，該方法進一步包含基於該基板上的座標位置形成不同介面斜坡的變遷區域。

在一示例之中，第一內應力係壓縮應力，且第二內應力係壓縮應力。

在另一示例之中，第一內應力係拉伸應力，且第二內應力係拉伸應力。

在又另一示例之中，第一內應力係壓縮應力，且第二內應力係拉伸應力。

在又另一示例之中，第一內應力係拉伸應力，且第二內應力係壓縮應力。

在又另一示例之中，第一材料及第二材料有著相同的分子組成物及不同的內應力。

應注意到，此發明內容章節未特定本揭露或申請標的的所有態樣及/或微小的新穎態樣。作為替代，此發明內容章節僅提供不同態樣的初步討論及相對應的新穎性點。針對本揭露及態樣的額外細節及/或可能觀點，讀者將被引導至實施方法章節及本揭露的相對應圖式，如以下進一步討論的。

以下揭露案提供許多不同態樣、或示例，以實施所提供申請標的的不同特徵。組件及排列的特定示例在以下加以敘述以簡化本揭露。這些當然僅係示例，且不旨在限制。舉例而言，下文敘述中覆蓋第二特徵部或在第二特徵部之上的第一特徵部的構造，可能包含其中第一及第二特徵部以直接接觸加以形成的態樣，且可能亦包含以下的態樣：在第一及第二特徵部之間可能形成額外特徵部，使得第一及第二特徵部可能不直接接觸。除此之外，本揭露可能在各種不同示例之中重複參考編號及/或字母。此重複係為了簡化及清晰之目的，且此重複自身不決定所討論的各種不同態樣及/或配置之間的關係。進一步，空間關係詞彙，例如「頂」、「底」、「以下」、「之下」、「較低」、「之上」、「較上」等等，可能在此為了容易描述被用以描述一元件或特徵部與另一或多個元件或特徵部的關係，如在圖式之中所繪示。除了圖中所示的方位之外，空間關係詞彙旨在包含在使用或操作之中的裝置的不同方位。器材可能面向其他方位（旋轉90度或在其他方位）且在此使用的空間關係敘述可能據此相似地加以詮釋。

在此描述的不同步驟的敘述順序已為了清晰目的加以呈現。通常而言，這些步驟可以以任何合適順序加以實施。另外，儘管不同特徵部、技術、配置等等每一者在此可能在本揭露的不同位置加以描述，但該等概念的每一者可彼此獨立或彼此組合地加以執行。因此，本揭露可以許多不同方式實現及檢視。

隨著半導體裝置製造科技進步，用以生產半導體裝置的光刻系統及塗佈機/顯影劑的需求增加。這包含基板對準的準確度的需求增加。一基板通常安放在一卡盤之上，亦稱為一晶圓臺。在曝光期間，在基板上被曝光的特徵部需要疊對（overlay）基板上現存的特徵部。另言之，圖案B需要對準圖案A。後續層的對準稱為疊對。疊對的誤差意指一層相對於其下（或上）的一層偏移。為達到理想的疊對性能，在曝光前將該基板對準該基板臺。然而，在對準後，任何相對於基板臺的基板移動會導致疊對誤差。已存在量測疊對誤差的習用工具，例如藉由使用散射計。

各種不同製造程序步驟（材料沉積、蝕刻、固化等等）可能造成基板的膨脹及/或收縮，導致扭曲或彎曲的基板。舉例而言，在光化輻射的曝光期間，一基板由於從曝光光線傳輸至該基板的能量而局部地被加熱。基板亦在退火製程期間被加熱。此加熱使得基板膨脹。如果未檢查基板膨脹，則膨脹超過疊對誤差的容忍值。除此之外，如果基板與基板卡盤之間的夾持力不足以防止基板膨脹，則基板可能在基板卡盤上滑動，並且將發生更大的基板膨脹，導致更大的疊對誤差。因為在曝光期間基板周遭的環境係真空的，在若干製程之中滑動可能更加明顯，例如在極紫外光（「EUV」）系統之中。因此，真空夾持不總是可能的，且必須使用較弱的靜電夾持取代真空夾持。

其他製造步驟亦可能造成基板膨脹及收縮。舉例而言，沉積膜會造成基板收縮。以及，各種不同的退火及摻雜步驟會在給定的基板之中產生大量的彎曲度。退火步驟可能特別產生疊對問題。這些各種不同製造步驟的結果係不平整或非平面的基板。舉例而言，基板的背面可具有z高度差（在垂直高度或對一基板表面的垂直距離的差），該z高度差有著高點及低點二者。肇因於如此彎曲的高度差可以是大約一微米至大約500微米或以上的量級。此變動係顯著的，因為藉由各種不同曝光工具加以曝光的半導體裝置或結構係以數十奈米至數百奈米的尺度加以曝光。因此，有著數千奈米至10000奈米的偏向變化可大量地減少產量，因為難以適當地對準二圖案。

用以在已部份處理基板上處理基板彎曲及不均勻曲率的各種不同技術專注於夾持技術，該夾持技術係將一基板夾持（或夾住或吸住）於一基板固持器以將曲率平坦化。然而在如此顯著彎曲的情況下，藉由獨自夾持一基板將一基板準確地平坦化可以是非常困難或不可能的。因此，在傳遞至或回到一掃描器/步進器以額外曝光之前，改善及/或修正疊對的一基板疊對修正技術係需要的。

晶圓疊對可以藉由以下加以修正或改善：測量基板的彎曲度以映射出基板上的z高度偏差，接著基於基板的初始彎曲度量測而產生疊對修正圖案，該疊對修正圖案界定在基板上特定位置處的內應力的調整。在此疊對修正圖案之中，與疊對修正圖案之中的基板上的第二給定位置相比，在基板上的一第一給定位置有著一不同的內應力調整被界定。在基板上的內應力接著在基板上的特定位置處根據導致該基板的修改彎曲度的疊對修正圖案加以修改。有著修改彎曲度的該基板具有一第二疊對誤差。與初始疊對誤差相比，該第二疊對誤差有著減少的疊對誤差。其他技術亦可用以識別一基板上的位置，以藉由補償性的內應力修正二者。一特定應力修正層可以在不同內應力的材料之間（例如，壓縮對拉伸介面）有著急遽變遷。然而，在本揭露之中的技術在不同內應力的材料之間提供漸進變遷。在此的介面變遷可以以不同介面斜坡加以形成。較陡的斜坡將有著較短的變遷，而較淺的斜坡將有著漸進變遷。膜的特定位置顯影及垂直酸擴散長度可被用以將應力修正膜的傾斜變遷給圖案化。

在此的技術可以進一步加強美國專利申請案第15/695966號的申請標的，該申請案之發明名稱為「Location-Specific Tuning of Stress to Control Bow to Control Overlay In Semiconductor Processing」，在此藉由引用全部納入。

在本說明書之中所揭露的技術提供方法，該等方法用於在基板之上藉由使用膜的特定位置顯影而調整膜的變遷，以提供在不同內應力的膜之間的漸進變遷。這可以包含使用具有按位置進行曝光控制的直寫式投影系統，包含在不同位置處改變強度。改變溶解度的藥劑，例如光酸發生劑，被沉積在給定的可顯影膜之上。來自圖案化曝光的光可以在座標位置處產生或多或少的酸。使用一烘烤步驟，產生的酸可以被擴散進入該下伏膜一預定深度。該深度係由一數量或強度的輻射暴露所產生的酸的數量以及烘烤時間及溫度的函數。

舉例而言，一基板具有含一光酸發生劑的膜，或者一酸塗層或其他藥劑塗層係沉積在一可顯影層之上。在該基板上一給定的位置接收100%的可得輻射，另一位置接收50%的可得輻射，而另一位置不接收輻射。在不接收輻射的位置處，沒有酸擴散。在接收50%的輻射能量（或等於可被產生的溶解度改變化合物的一半的能量）的位置處，一溶解度改變藥劑擴散進入該層一第一深度。在接收100%的可得輻射的位置處，溶解度改變藥劑擴散進入該層一第二深度，該第二深度係第一深度的二倍深。相應地，根據劑量及烘烤，使該層可溶至不同深度。在一顯影步驟期間，不同量的材料被移除。

藉由進行橫跨特定變遷區域一變遷曝光或衰退曝光，可以形成在一給定材料中的一物理斜坡。給定膜對一基板的作用係其在給定位置處的內應力及厚度的函數。因此，藉由在應力邊界區域處有著厚度的漸進改變，漸進的應力變遷在此被提供給相對應的基板。

圖1-11顯示根據本揭露的態樣在應力調整製程的複數步驟期間的各種不同的橫剖面構造。

圖1顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如圖1的構造101所示，可能提供一基板110。該基板110可能安置在一卡盤之上，亦稱為晶圓臺。

圖2顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如圖2的構造102所示，一膜可能被塗佈或沉積在基板110之上，以形成第一材料A的第一層120。舉例而言，第一層120的形成可能係藉由旋塗、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、壓印、壓輥、管擠壓、噴塗、噴射印刷、或在基板110之上塗佈或沉積一膜的任何合適方法。第一材料A可能係SoC、PR、SiARC、SiO、SiN、HfO、TiO、AlO、TiN、或任何其他合適的材料的其中一者或一組合。可以覆蓋基板110的第一層120可能有著平面的一頂表面。進一步，應注意到沉積有第一層120的基板110的面可能係基板110的背面表面，其相反於可能包含半導體裝置的基板110的一正面表面。

圖3顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如圖3的構造103所示，第二材料B的第二層130可能接著被沉積在第一層120之上。第二層130可能係提供一理想應力的一膜，或者第二層130可能係一圖案層，以界定後文討論的一傾斜變遷。舉例而言，第二層130的形成可能係藉由旋塗、化學氣相沉積（CVD）、壓印、壓輥、管擠壓、噴塗、噴射印刷、或在第一層120之上塗佈或沉積一膜的任何合適方法。第二材料B可能係酸敏感聚合物PTD PR、酸敏感聚合物NTD PR、酸敏感聚合物DARC、酸敏感聚合物DBARC、酸敏感單體酸催化劑交聯（H+）、或任何其他合適的物質的其中一者或一組合。第二層130可能具有平面的一頂表面。第一層120的材料A及第二層130的材料B可能被選擇以直接放大z高度控制的量。舉例而言，該等材料可被選擇使得材料A有著與材料B相比來得大的蝕刻率。

第二層130的溶解度可能依基板110之上的座標位置加以改變。此外，第二層130的溶解度可能在每一座標位置處由第二層130的一頂表面向下一預定深度進入該第二層130在溶解度上加以改變。改變第二層130的溶解度可以包含產生一變遷區域，界定橫跨變遷區域的溶解度改變的預定斜坡。這可以藉由漸進光化輻射曝光所產生。

圖4顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如圖4的構造104所示，第二層130的可溶解部份可能使用特定顯影劑加以移除。第二層130的剩餘部份可能在變遷區域有著自第二層130的第一z高度411至第二層130的第二z高度412的一斜坡410。第二層130的第一z高度411可能小於第二層130的第二z高度412。斜坡410的一角度可能被選擇，接著，相對應光曝光可能提供灰階曝光以產生理想斜坡410。斜坡410的角度選擇提供了在基板110上的各種不同層之中調整應力變遷的能力。斜坡410的所選擇角度可能大於0度且小於90度、或大於15度且小於75度、或任何其他合適的角度值，該角度值適合促進在所產生構造中相鄰材料之間的應力變遷。

圖5A、5B、5C顯示根據本揭露的態樣的橫剖面構造的示例，基於在不同的z高度之間變遷區域之中的可調整斜坡的不同斜坡角度的選擇。

如圖5A的構造501所示，第二層130的可溶解部份可能被移除，使得第二層130的剩餘部份可能在變遷區域之中有著自第二層130的第一z高度511至第二層130的第二z高度512的一斜坡510。第一z高度511可能些微小於第二z高度512，且斜坡510的一角度可能相對較淺。舉例而言，在第一z高度511與第二z高度512之間的高度差可能係第二層130的膜厚度的1%到30%之間（即Δh = 1% 至 30%），而斜坡510的角度可能小於或等於30°（即Θ ≤ 30°）。

如圖5B的構造502所示，第二層130的可溶解部份可能被移除，使得第二層130的剩餘部份可能在變遷區域之中有著自第二層130的第一z高度521至第二層130的第二高度522的一斜坡520。第一z高度521可能中度地小於第二z高度522，且斜坡520的一角度可能為相對地中間的。舉例而言，第一z高度521及第二z高度522之間的高度差可能係第二層130的膜厚度的30%至70%之間（即Δh = 30% 至 70%），及斜坡520的角度可能在30°及60°之間（即30° ＜ Θ ＜ 60°）。

如圖5C的構造503所示，第二層130的可溶解部份可能被移除，使得第二層130的剩餘部份可能在變遷區域具有自第二層130的第一z高度531至第二層130的第二z高度532的一斜坡530。該第一z高度531可能些微小於第二z高度532，而斜坡530的一角度可能係相對陡的。舉例而言，第一z高度531及第二z高度532之間的高度差可能係第二層130的膜厚度的70%至100%之間（即Δh = 70% 至 100%），而斜坡530的角度可能在60°及90°之間（即60° ＜ Θ ＜ 90°）。

除了在圖5A、5B及5C之中的不同斜坡變遷的前述示例之外，可能在第二層130之中形成其他斜坡變遷，該等斜坡變遷具有在很淺至很陡之間變化的角度的斜坡。

圖6顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如先前提及，第二層130可能係提供理想應力的一膜且可作為第一應力控制膜。第二層130可能亦係界定傾斜變遷的一圖案層。若干理想的應力調整材料可能無法顯影，因此可能首先將可顯影層圖案化。如圖6的構造105所示，一蝕刻製程可能被執行，以同時蝕刻該第一層120的第一材料與該第二層130的第二材料。此蝕刻製程將形成在第二層130的構造104之中的斜坡410轉印進入第一層120，導致在第二層130之中的斜坡610的形成及在第一層120之中的斜坡620的形成。更進一步而言，對應第一及第二層120、130的第一及第二材料可能以相等速率加以蝕刻，使得來自第二層130在變遷區域之中的斜坡的角度可能被轉印進入第一層120。

圖7顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。具體而言，圖7顯示構造106，這是在蝕刻製程將斜坡由第二層130轉移進入第一層120之後的示例結果，完成了在構造105之中顯示的圖案轉印。如圖7所示，第二層130可能全部被移除，且其斜坡可能完全轉移進入第一層120，為了在第一層120之中形成斜坡710。第一層120可提供拉伸應力或壓縮應力，並且在有著斜坡710的傾斜區域處具有應力的漸進減少。另言之，來自此膜在晶圓上的拉或推在傾斜區域逐漸衰退，這提供了在基板110之上的膜的平滑應力變遷的技術優勢。

在形成有著內應力及傾斜變遷區域的一膜之後，如圖7所示，可能增加了更多膜。圖8顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。具體而言，如圖8的構造107所示，一第三材料C的一第三層140可能被沉積在第一層120及所暴露基板110的部份之上，以形成一第二應力控制膜並提供一理想應力。舉例而言，第三層140的形成可能藉由旋塗、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、壓印、壓輥、管擠壓、噴塗、噴射印刷、或在第一層120及基板110之上塗佈或沉積一膜的任何合適方法。第三材料C可能係SoC、PR、SiARC、SiO、SiN、HfO、TiO、AlO、TiN、或任何其他合適的材料的其中一者或一組合。第三層140的第三材料C可能只沉積在沒有第一材料A的開口或區域，以及只沉積在第一層120的一頂表面。第三層140的第三材料C可能亦保形地沉積，並接著平面化。圖8顯示第三層140的保形沉積。

圖9顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。具體而言，如圖9的構造108所示，一第四材料D的一第四層150可能被沉積在第三層140之上。該第四材料D可能係可顯影的。舉例而言，第四層150的形成可能藉由旋塗、化學氣相沉積（CVD）、壓印、壓輥、管擠壓、噴塗、噴射印刷、或在第三層140之上塗佈或沉積一膜的任何合適方法。第四材料D可能係酸敏感聚合物PTD PR、酸敏感聚合物NTD PR、酸敏感聚合物DARC、酸敏感聚合物DBARC、酸敏感單體酸催化劑交聯（H+）、或任何其他合適的物質的其中一者或一組合。第四材料D可能接著在較大z高度的區域被曝光，以直接地或在溶解度改變藥劑的垂直擴散之後改變第四層150的溶解度。

圖10顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。具體而言，在使第四層150的頂部份為可溶解的之後，第四層150的第四材料D的可溶解部份可能接著被顯影而加以移除。如圖10的構造109所示，第四層150的第四材料D的可溶解部份的移除可能導致一平面化頂表面1001。

圖11顯示根據本揭露的一態樣在應力調整製程的複數步驟的其中之一期間的一橫剖面構造。如圖11的構造1100所示，第三及第四層140、150各別的第三及第四材料C、D，可能接著被平面化以僅留下第一及第三層120、140各別的第一及第三材料A、C。特別地，第三及第四層140、150各別的第三及第四材料C、D可能與特定蝕刻化學品有著相等的蝕刻率，使得第三及第四層140、150可以被蝕刻直到將第一及第三層120、140各別的第一及第三材料A、C露出，留下一平面表面。一化學機械拋光步驟可替代地用以平面化該表面，以將該第一層120暴露。所產生的構造1100包含第一及第三層120、140的一平面化頂表面1101，其中在第一及第三層120、140之間有著傾斜的介面。

第一及第三層120及140各別的第一及第三材料A、C可能有著相同的分子組成，卻因為它們各自的分子結構或因為該等材料如何被沉積而有著不同的應力。圖11的構造1100的所產生之應力修正層可能由第三層140的第三材料C之中的壓縮氮化矽的區域以及第一層120的第一材料A之中的拉伸氮化矽的區域所構成。其他實施例可以有著低拉伸應力材料的區域以及高拉伸應力材料的區域。壓縮及拉伸材料之間的傾斜介面在推或拉的區域之間提供一較平滑的變遷。

圖12A顯示根據本揭露的一態樣的一橫剖面構造。如圖12A所示，構造1200可能包含一基板1201，該基板1201有著沉積於其上的壓縮材料的一第一層1202及拉伸材料的一第二層1203。構造1200可能包含在第一及第二層1202、1203之間的一介面1210。第一層1202及第二層1203可能分別對應於如圖11所示的第三層140及第一層120，並且可能藉由相似於導致構造1100的應力調整製程加以形成，除了不同於可調整斜坡710的介面1210之外。介面1210可能藉由改變特定層的溶解度加以形成，以產生界定橫跨材料的變遷區域之介面的斜坡。介面1210包含一陡垂直斜坡，並且於第一及第二層1202、1203的相鄰材料之間構成一急遽應力變遷而在變遷中沒有漸變狀態。

圖12B顯示根據本揭露的一態樣在圖12A之中所示構造的膜應力圖。膜應力圖1220包含代表從壓縮至拉伸範圍的膜應力的y軸，及代表沿著基板1201的一表面由第一層1202朝向第二層1203的水平方向上的位置的x軸。如膜應力圖1220所示，以應力從第一層1202中的壓縮跳到第二層1203中的拉伸的方式，僅二元控制被提供。

圖13A顯示根據本揭露的一態樣的一橫剖面構造。如圖13A所示，構造1300可能包含一基板1301，該基板1301有著沉積於其上的壓縮材料的一第一層1302及拉伸材料的一第二層1303。構造1300可能包含在第一及第二層1302、1303之間的一介面1310。第一層1302及第二層1303可能分別對應於圖11所示的第三層140及第一層120，並且可能藉由相似於導致構造1100的應力調整製程加以形成，除了些微不同於可調整斜坡710的介面1310之外。介面1310可能藉由改變特定層的溶解度加以形成，以產生介面的斜坡，其界定橫跨該等材料的變遷區域。該介面1310包含中度的斜坡，並且促進在第一及第二層1302、1303的相鄰材料之間的一漸進應力變遷。

圖13B顯示在圖13A之中所示構造的膜應力圖。膜應力圖1320包含代表從壓縮至拉伸範圍的膜應力的y軸，及代表沿著基板1301的一表面由第一層1302朝向第二層1303的水平方向上的位置的x軸。如膜應力圖1320所示，漸進控制提供為從第一層1302之中的壓縮至第二層1303之中的拉伸的應力變遷。介面1310的中間斜坡在應力控制材料之間提供了一傾斜材料變遷，因此對晶圓彎曲移除/修正產生較好的應力控制。

圖14A顯示根據本揭露的一態樣的一橫剖面構造。如圖14A所示，構造1400可能包含一基板1401，該基板1401有著沉積於其上的壓縮材料的一第一層1402及拉伸材料的一第二層1403。構造1400可能包含在第一及第二層1402、1403之間的一介面1410。第一層1402及第二層1403可能分別對應於圖11所示的第三層140及第一層120，並且可能藉由相似於導致構造1100的應力調整製程加以形成，除了不同於可調整斜坡710的介面1410之外。介面1410可能藉由改變特定層的溶解度加以形成，以產生介面的斜坡，其界定橫跨該等材料的變遷區域。該介面1410包含淺的斜坡，並且構成在第一及第二層1402、1403的相鄰材料之間的一顯著漸進應力變遷。

圖14B顯示在圖14A之中所示構造的膜應力圖。膜應力圖1420包含代表從壓縮至拉伸範圍的膜應力的y軸，及代表沿著基板1401的一表面由第一層1402朝向第二層1403的水平方向上的位置的x軸。如膜應力圖1420所示，漸進控制提供為從第一層1402之中的壓縮至第二層1403之中的拉伸的應力變遷為。介面1410的淺的斜坡在應力控制材料之間提供了一傾斜材料變遷，因此對晶圓彎曲移除/修正產生較好的應力控制。

圖15A顯示根據本揭露的一態樣的一橫剖面構造。如圖15A所示，構造1500可能包含一基板1501，該基板1501有著沉積於其上的壓縮材料的一第一層1502及拉伸材料的一第二層1503。該第一層1502可能被提供在第二層1503的任一側。構造1500可能包含在第二層1503的任一側之上在第一及第二層1502、1503之間的介面1510、1511。第一層1502及第二層1503可能分別對應於圖11所示的第三層140及第一層120，並且可能藉由相似於導致構造1100的應力調整製程加以形成，除了不同於可調整斜坡710的介面1510及1511之外。介面1510及1511可能藉由改變特定層的溶解度加以形成，以產生介面的斜坡，其界定橫跨該等材料的變遷區域。介面1511、1510二者包含一淺的斜坡，並且在第一及第二層1502、1503的相鄰材料之間以由壓縮至拉伸及由拉伸至壓縮的一顯著漸進變遷構成一第一應力變遷及一第二應力變遷。

圖15B顯示在圖15A之中所示構造的膜應力圖。膜應力圖1520包含：代表從壓縮至拉伸範圍的膜應力的一y軸；及一x軸，該x軸代表沿著基板1501的一表面從第一層1502朝向第二層1503橫跨介面1510，並且從第二層1503朝向第一層1502橫跨介面1511的水平方向上的位置。如膜應力圖1520所示，漸進控制提供為從第一層1502之中的壓縮橫跨介面1510而至第二層1503之中的拉伸（第一應力變遷）並接著橫跨介面1511回到第一層1502之中的壓縮（第二應力變遷）的應力變遷。介面1510及1511的淺斜坡在應力控制材料之間提供了傾斜的材料變遷，因此對晶圓彎曲移除/修正產生較好的應力控制。

鑒於上述說明，應力調整製程及上述技術藉由在基板上按位置提供漸進應力變遷以為較平坦的基板或有著較少疊對誤差的基板改進應力控制。

圖16顯示根據本揭露的例示態樣的應力調整一基板的一種方法的一流程圖。在步驟S101之中，一第一層被沉積在基板之上。舉例而言，如圖2所示，一膜可能被塗佈或被沉積在基板110之上以形成一第一材料A的一第一層120。

在步驟S102之中，一第二層被沉積在該第一層之上。舉例而言，如圖3所示，一第二材料B的一第二層130可能被沉積在第一層120之上。

在步驟S103之中，該第二層的溶解度在一或多個座標位置處加以改變，以產生一變遷區域。舉例而言，第二層130的溶解度可能在每一座標位置處從第二層130的頂表面向下一預定深度進入第二層130而在溶解度上加以改變。

在步驟S104之中，第二層的可溶解部份被移除，使得一斜坡餘留在變遷區域之中。舉例而言，如圖4所示，第二層130的可溶解部份可能使用一特定的顯影劑加以移除。第二層130的剩餘部份可能在該變遷區域之中具有從第二層130的第一z高度411至第二層130的第二z高度412的一斜坡410。斜坡410的角度係預定的，且可能基於需要的所得應力變遷而有所不同，如圖5A、5B及5C之中所例示。

在步驟S105之中，一蝕刻製程被執行，將來自第二層的斜坡轉印進入變遷區域之中的第一層之中。舉例而言，如圖6之中所示，一蝕刻製程可能被執行，將第一層120的第一材料及第二層130的第二材料同時進行蝕刻。此蝕刻製程將形成在第二層130的構造104之中的斜坡410轉印進入第一層120，導致在第二層130之中的斜坡610以及在第一層120之中的斜坡620的構造。更進一步，如圖7所示，第二層130可能完全被移除並且其斜坡可能完全轉印進入第一層120，以在第一層120之中形成斜坡710。

在步驟S106之中，一第三層被沉積在第一層之上。舉例而言，如圖8所示，一第三材料C的一第三層140可能被沉積在第一層120以及露出基板110的部份之上，以形成一第二應力控制膜並且提供一理想應力。

在步驟S107之中，一第四層被沉積在第三層之上。舉例而言，如圖9所示，第四材料D的第四層150可能被沉積在第三層140之上。

在步驟S108之中，第四層的溶解度在較大z高度的區域之中被改變。舉例而言，可使第四層150的一頂部份在較大z高度的區域中為可溶解。

在步驟S109之中，部份的第四層被移除以平面化該構造的一頂表面。舉例而言，如圖10所示，第四層150的可溶解部份可能被顯影以移除，使得第四層150的可溶解部份的移除導致一平面化頂表面1001。

在步驟S110之中，該構造的頂表面被平面化，直到第一層的一表面被暴露。舉例而言，如圖11所示，第三及第四層140、150可能被平面化，以僅留下第一及第三層120、140。作為結果的構造1100包含該第一及第三層120、140的一平面化頂表面1101，以及在它們之間的一傾斜介面。

以這種方法，本揭露的應力調整方法可被用以在一基板上按位置有效地產生漸進應力變遷，以為一較平坦基板或有著較少疊對誤差的一基板改善應力控制。

在前文說明之中，特定細節已被闡明，例如一處理系統的特定幾何形狀及在此使用的各種不同構件及製程的說明。然而，應理解到，本文的技術可以在脫離這些具體細節的其他態樣中實踐，並且這樣的細節係出於解釋而非限制之目的。本文揭露的態樣已參考附隨圖式加以敘述。相同地，為了解釋之目的，特定數字、材料、及配置已被闡明以提供透徹理解。除此之外，態樣可能在沒有如此特定細節的情況下被實踐。有著本質上相同功能結構的構件以相似參考字元所標記，並且因此可能省略任何的冗贅說明。

各種不同技術已作為複數的獨立作業加以描述，以協助對各種不同態樣的理解。描述的順序不應被認為意味著這些作業必然係依附順序的。確實，這些作業不需要以呈現順序加以實施。所述作業可能以不同於所述態樣的順序加以實施。各種不同額外作業可能被實施，且/或所述作業可能在額外態樣之中被省略。

本文使用的「基板」普遍地指涉根據本揭露加以處理的一物體。該基板可能包含一裝置的任何材料部份或結構，特別是半導體或其他電子裝置，且可能例如係一基底基板結構，諸如一半導體晶圓、倍縮光罩、或在一基底基板結構之上或覆蓋一基底基板結構的一層，例如一薄膜。因此，基板不侷限於任何特定基底結構、下覆層或覆蓋層、圖案化或非圖案化，毋寧是，基板係被認為包含任何的如此的層或基底結構，以及層及/或基底結構的任何組合。本實施方法章節可能參考特定類型的基板，但這僅係為了說明之目的。

在本技藝中通常技藝者亦將理解到可以對上文解釋的技巧的操作作出許多改變而仍達到與本揭露相同的目標。如此的變化係旨在由本揭露的範圍所包含。如此，本揭露的態樣的以上敘述不旨在為限制性的。毋寧是，任何對本揭露的態樣之限制係呈現在以下發明申請專利範圍之中。

101:構造 102:構造 103:構造 104:構造 105:構造 106:構造 107:構造 108:構造 109:構造 110:基板 120:第一層 130:第二層 140:第三層 150:第四層 410:斜坡 411:第一z高度 412:第二z高度 501:構造 502:構造 503:構造 510:斜坡 511:第一z高度 512:第二z高度 520:斜坡 521:第一z高度 522:第二高度 530:斜坡 531:第一z高度 532:第二z高度 610:斜坡 620:斜坡 710:斜坡 1001:平面化頂表面 1101:平面化頂表面 1200:構造 1201:基板 1202:第一層 1203:第二層 1210:介面 1220:膜應力圖 1300:構造 1301:基板 1302:第一層 1303:第二層 1310:介面 1320:膜應力圖 1400:構造 1401:基板 1402:第一層 1403:第二層 1410:介面 1420:膜應力圖 1500:構造 1501:基板 1502:第一層 1503:第二層 1510:介面 1511:介面 1520:膜應力圖

納入本說明書且構成本說明書之一部份的附隨圖式繪示與本揭露一致的態樣，並且與敘述一同用以解釋本揭露的諸原理。

圖1顯示根據本揭露的一例示態樣在一應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖2顯示根據本揭露的一例示態樣在一應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖3顯示根據本揭露的一例示態樣在一應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖4顯示根據本揭露的一例示態樣在一應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖5A顯示根據本揭露的一例示態樣基於一特定斜坡角度的選擇的一橫剖面構造。

圖5B顯示根據本揭露的一例示態樣基於一特定斜坡角度的選擇的一橫剖面構造。

圖5C顯示根據本揭露的一例示態樣基於一特定斜坡角度的選擇的一橫剖面構造。

圖6顯示根據本揭露的一例示態樣在該應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖7顯示根據本揭露的一例示態樣在該應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖8顯示根據本揭露的一例示態樣在該應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖9顯示根據本揭露的一例示態樣在該應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖10顯示根據本揭露的一例示態樣在一循環平面化製程中各種不同步驟的期間的橫剖面構造。

圖11顯示根據本揭露的一例示態樣在該應力調整製程的複數步驟的其中之一的期間的橫剖面構造。

圖12A顯示根據本揭露的一例示態樣一橫剖面構造。

圖12B顯示根據本揭露的一例示態樣在圖12A之中所示構造的膜應力圖。

圖13A顯示根據本揭露的一態樣的一橫剖面構造。

圖13B顯示根據本揭露的一例示態樣在圖13A之中所示構造的膜應力圖。

圖14A顯示根據本揭露的一例示態樣的一橫剖面構造。

圖14B顯示根據本揭露的一例示態樣在圖14A之中所示構造的膜應力圖。

圖15A顯示根據本揭露的一例示態樣的一橫剖面構造。

圖15B顯示根據本揭露的一例示態樣在圖15A之中所示構造的膜應力圖。

圖16顯示根據本揭露的一例示態樣應力調整一基板的一種方法的流程圖。

已藉由上述附隨圖式加以繪示的本揭露的特定態樣將在以下細節描述。這些附隨圖式及敘述不旨在以任何方式限制本揭露的範圍，而是藉由參考特定態樣對本技術領域中通常知識者解釋本揭露的概念。

1300:構造

1301:基板

1302:第一層

1303:第二層

1310:介面

Claims (17)

1. 一種在基板上調整應力的方法，該方法包含：在基板上沉積一第一材料的一第一層；在該第一層之上沉積一第二材料的一第二層，其中該第一層及該第二層被沉積在相反於該基板的一正面表面的該基板的一背面表面之上，該基板的該正面表面包含半導體裝置；在該基板上一或多個座標位置處改變該第二層的溶解度，其中該第二層的溶解度在該一或多個座標位置每一者處由該第二層的一頂表面向下一預定深度進入該第二層而對溶解度加以改變，且其中改變該第二層的溶解度的步驟包含產生一變遷區域，該變遷區域界定橫跨該變遷區域的預定垂直酸擴散長度；及使用一顯影劑移除該第二層的可溶解部份，使得該第二層的剩餘部份包含由該第二層的該頂表面向下該預定深度進入該第二層的在該變遷區域之中的一預定物理斜坡，其中該預定物理斜坡大於15度且小於75度。
2. 如請求項1之方法，進一步包含：執行一蝕刻製程，該蝕刻製程同時蝕刻該第一材料及該第二材料，而將該預定物理斜坡轉印進入該第一層。
3. 如請求項2之方法，進一步包含：將一第三材料沉積在該基板之上而形成該基板的一平面表面，該基板的第三材料填充區域達到該第一層距離該基板的該背面表面的最大垂直高度。
4. 如請求項1之方法，其中改變該第二層的溶解度之步驟包含產生一第二變遷區域，該第二變遷區域界定橫跨該第二變遷區域的第二預定垂直酸擴散長度。
5. 如請求項1之方法，進一步包含：將一第三材料沉積在該基板之上而產生該基板的一平面表面，該基板的第三材料填充區域達到該第二層距離該基板的該背面表面的最大垂直高度。
6. 如請求項1之方法，進一步包含：將一第三材料沉積在該基板之上；及平面化該基板以移除該第三材料的一覆蓋層，該第三材料在該變遷區域之中有著該預定物理斜坡。
7. 如請求項1之方法，其中產生界定該預定垂直酸擴散長度的該變遷區域之步驟係基於針對該變遷區域的一所欲應力變遷。
8. 如請求項1之方法，進一步包含：將一第三材料沉積在該基板之上，該基板的第三材料填充區域有著較小的距離該基板的該背面表面的垂直高度；將一第四材料沉積在該基板之上，該基板的第四材料填充區域有著較小的距離該基板的該背面表面的垂直高度；及 藉由改變相對較大距離該基板的該背面表面的垂直高度之位置處的第四材料的溶解度，並且使用一顯影劑移除第四材料的可溶解部份，而將第四材料平面化。
9. 如請求項1之方法，其中與該第二材料相比，該第一材料有著不同的內應力。
10. 如請求項3之方法，其中與該第三材料相比，該第一材料有著不同的內應力。
11. 如請求項1之方法，其中該預定物理斜坡係基於一設計的應力變遷而選擇。
12. 一種在基板上調整應力的方法，該方法包含：將一第一材料的一第一層沉積在該基板之上，其中該第一層被沉積在相反於該基板的一正面表面的該基板的一背面表面之上，該基板的該正面表面包含半導體裝置；在該基板上的一或多個座標位置處改變該第一層的溶解度，其中該第一層的溶解度在該一或多個座標位置每一者處從該第一層的一頂表面向下一預定深度進入該第一層而對溶解度加以改變，並且其中改變第一層的溶解度之步驟包含產生一變遷區域，該變遷區域界定跨過該變遷區域的一預定垂直酸擴散長度；及使用特定顯影劑移除該第一層的可溶解部份，使得該第一層的剩餘部份包含基於在該變遷區域之中由該第一層的該頂表面向下該預定深度進入 該第一層的該預定垂直酸擴散長度的一預定物理斜坡，該預定物理斜坡大於15度且小於75度。
13. 如請求項12之方法，進一步包含將一第二材料的一第二層沉積在該基板之上、該第二材料與有著該預定物理斜坡的該第一材料形成一介面、該第二材料及該第一材料有著不同的內應力。
14. 一種在基板上調整應力的方法，該方法包含：在該基板之上形成一應力調整層，其中該應力調整層包含第一材料所形成的第一區域以及第二材料所形成的第二區域，其中該第一材料包含一第一內應力且該第二材料包含一第二內應力，及其中該第一內應力不同於該第二內應力；及在第一區域及第二區域之間形成變遷區域，其中該變遷區域包含該第一材料與該第二材料之間的一介面，該介面有著大於15度且小於75度的一預定物理斜坡，且該預定物理斜坡由該應力調整層的一頂部向下一預定深度進入該應力調整層為連續的，且其中該介面的該預定物理斜坡在平行於該基板的一表面的一平面視角中將該第一材料及該第二材料分開，並且該第一材料及該第二材料有著相同的分子組成物及不同的內應力。
15. 如請求項14之方法，進一步包含基於該基板上的一座標位置形成不同介面物理斜坡的變遷區域。
16. 如請求項14之方法，其中該第一內應力係壓縮應力，且該第二內應力係壓縮應力，或 其中第一內應力係拉伸應力，且第二內應力係拉伸應力。
17. 如請求項14之方法，其中第一內應力係壓縮應力，且第二內應力係拉伸應力。