调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件技术

本申请实施例公开了一种调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件，所述方法包括：提供存在翘曲的晶圆，所述晶圆包括：形成功能结构的正面、及与所述正面相对的背面；在所述晶圆的背面形成调节层；根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，以调节所述调节层在不同区域的应力分布。不同区域的应力分布。不同区域的应力分布。

【技术实现步骤摘要】
调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件


[0001]本申请涉及半导体
，具体地，涉及一种调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件。

技术介绍

[0002]目前，在制造半导体器件例如三维存储器时，通常在晶圆上制造完成。随着半导体器件内部结构越来越复杂，制造半导体器件所需要的膜层以及工序也越来越多，相应的，在制造半导体器件的过程中，应力成为不可绕开的问题。由于应力的存在，会导致晶圆发生翘曲变形，进而对后段制程造成影响，降低半导体器件的性能和良率。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提出一种调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件。
[0004]第一方面，本申请提供了一种调节晶圆翘曲度的方法，所述方法包括：
[0005]提供存在翘曲的晶圆，所述晶圆包括：形成功能结构的正面、及与所述正面相对的背面；
[0006]在所述晶圆的背面形成调节层；
[0007]根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，以调节所述调节层在不同区域的应力分布。
[0008]上述方案中，所述采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，包括：
[0009]根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，采用不同的热处理温度和/或热处理时间对所述调节层的不同区域进行高能束热处理。
[0010]上述方案中，所述采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，包括：
[0011]根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，在所述调节层上确定待调节区域；
[0012]对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，以改变所述调节层在所述待调节区域的应力分布。
[0013]上述方案中，所述对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，包括：
[0014]对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，对所述调节层的除所述待调节区域外的其它区域不进行高能束热处理。
[0015]上述方案中，未进行高能束热处理的调节层呈非晶态。
[0016]上述方案中，所述对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，包括：
[0017]对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，以使所述待调节区域内的调节层由非晶态转变为晶态。
[0018]上述方案中，所述调节层的材料包括非晶硅或非晶Al2O3中的任意一种。
[0019]上述方案中，所述高能束热处理包括激光退火、等离子束退火或电子束退火中的
任意一种。
[0020]上述方案中，所述提供存在翘曲的晶圆之后，所述方法还包括：
[0021]获取所述晶圆的应变分布图，根据所述应变分布图，确定所述晶圆在不同方向上的翘曲度。
[0022]第二方面，本申请还提供了一种半导体器件，包括：
[0023]晶圆，所述晶圆包括：形成功能结构的正面、及与所述正面相对的背面；
[0024]调节层，位于所述晶圆的背面，所述调节层包括调节区域和除所述调节区域以外的其它区域；其中，所述调节区域内的调节层呈晶态，所述其它区域内的调节层呈非晶态。
[0025]本申请提供了一种调节晶圆翘曲度的方法及半导体器件。本申请通过在晶圆背面形成调节层，并采用不同的热处理参数对调节层的不同区域进行高能束热处理，以调节所述调节层在不同区域的应力，从而可以选择性地调节晶圆在一个方向、一个区域或多个方向的翘曲度。
附图说明
[0026]图1为本申请实施例提供的调节晶圆翘曲度的方法的流程示意图；
[0027]图2a
‑
2f为本申请实施例提供的调节晶圆翘曲度的方法在执行过程中的晶圆剖面图；
[0028]图3a为本申请实施例提供的晶圆应变分布图；
[0029]图3b为本申请实施例提供的晶圆沿Y方向的剖面示意图；
[0030]图3c为本申请实施例提供的调节层的待调节区域的分布示意图；
[0031]图3d为本申请实施例提供的调节后的晶圆沿Y方向的剖面示意图；
[0032]图4a为本申请实施例提供的晶圆应变分布图；
[0033]图4b为本申请实施例提供的晶圆沿X方向的剖面示意图；
[0034]图4c为本申请实施例提供的调节层的待调节区域的分布示意图；
[0035]图4d为本申请实施例提供的调节后的晶圆沿X方向的剖面示意图；
[0036]图5为本申请实施例提供的调节层的待调节区域的分布示意图；
[0037]图6为本申请实施例提供的调节层的待调节区域的分布示意图。
[0038]附图标记说明：
[0039]101：衬底，102：介质层，103：牺牲层，104：帽盖层，105：调节层，106：保护层，1051：待调节区域。
具体实施方式
[0040]以下结合说明书附图及具体实施例对本申请的技术方案做进一步的详细阐述。
[0041]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“深度”、“上”、“下”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0042]在半导体器件的制造过程中，需要在晶圆的正面进行一系列工艺处理，如掺杂处理、薄膜图案化处理、形成沟道孔等，以形成功能结构。这些工艺处理过程中随着较大应力
的产生，导致晶圆发生翘曲变形，对后段制程造成影响。例如，晶圆的翘曲变形会影响层与层之间的对准、造成图形结构畸变。更甚者，晶圆翘曲会导致叠层开裂、晶圆键合失效等，降低产品的良率。
[0043]在本申请中，降低晶圆翘曲度的方式可以包括晶圆热退火、晶背沉积薄膜层以及刻蚀特定的图形。其中，将晶圆整体退火消除内应力的方式，虽然能降低晶圆整体的翘曲度，但是会导致晶圆的热预算增加，影响半导体器件的性能，并且晶圆整体退火的热处理时间较长，导致制造效率降低。在晶圆背面沉积特定应力特性的薄膜层的方式，只针对晶圆各向均存在正向翘曲或负向翘曲的情况，如果晶圆在X方向存在正向翘曲和Y方向存在负向翘曲，那么在晶圆背面沉积高拉应力的氮化硅膜能够降低X方向的正向翘曲但却增加了Y方向的负向翘曲，无法满足晶圆在Y向的翘曲度要求。在晶圆背面的薄膜层上通过刻蚀特定的图形能够单独降低晶圆在某一方向或某一区域的翘曲度，但是刻蚀特定的图形需要经过掩膜、光刻、显影、清洗等工艺，制造成本高且工艺周期长。
[0044]需要说明的是，本申请中提及的正向翘曲和负向翘曲，都是基于晶圆正面朝上时进行定义的。并且，所述正向翘曲和负向翘曲，是以晶圆的边缘与圆心所在的水平面的相对位置进行定义的。正向翘曲是指晶圆的边缘位于圆心所在平面之上，而形成凹形变形；负向翘曲是指晶圆的边缘位于圆心所在平面之下，而形成凸形变形。此外，所述X方向和Y方向位于晶圆所在平面内且相互垂直。
[0045]鉴于上述问题，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调节晶圆翘曲度的方法，其特征在于，所述方法包括：提供存在翘曲的晶圆，所述晶圆包括：形成功能结构的正面、及与所述正面相对的背面；在所述晶圆的背面形成调节层；根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，以调节所述调节层在不同区域的应力分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，包括：根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，采用不同的热处理温度和/或热处理时间对所述调节层的不同区域进行高能束热处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用不同的热处理参数对所述调节层的不同区域进行高能束热处理，包括：根据所述晶圆在不同方向上的翘曲度，在所述调节层上确定待调节区域；对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，以改变所述调节层在所述待调节区域的应力分布。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，包括：对所述调节层的所述待调节区域进行高能束热处理，对所述调节层的除所述待调...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜元，张豪，艾义明，朱文琪，吴亮，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：