本公開案大體上關于基板中的應力控制，且更特定而言關于減少基板中的面外畸變的應力補償。

背景技術：

0、現有技術的描述

1、存儲器器件是當今正在開發的數字電子器件中的基本部件。隨著當今技術的發展，大多數電子器件都需要增加存儲器容量。同時，還需要更小的存儲器器件，以滿足市場對制造存儲器器件位于其中的更小電子器件的需求。

2、近年來，傳統的(2d)nand存儲器器件遇到了許多挑戰，包括與電壓降相關的問題(例如，由于單元尺寸的不斷縮放，載流元件中的電子耗盡)、保留能力損失和整體可靠性。為了解決在縮放平面(2d)nand存儲器器件以每位較低的成本實現更高的密度時遇到的這些挑戰，已經引入了超高密度、三維(three-dimensional；3d)堆疊存儲器結構。此種3d存儲器結構有時被稱為具有位成本可縮放(bit?cost?scalable；bics)架構，并且包括垂直集成的存儲器單元串。通常，垂直對準的存儲器單元由交替的導體層和絕緣體層的陣列形成，其中導電層對應于存儲器結構的字線。

3、隨著3d?nand器件中垂直堆疊的存儲器單元的數量增加(例如，隨著芯片密度增加)，在堆疊的存儲器單元內產生的應力增加，這增加了基板彎曲并引入了許多性能問題。垂直堆疊的存儲器單元中材料組成的局部變化可能會引起應力，所述應力使在其上形成結構的半導體基板變形或翹曲。基板平整度或彎曲度對半導體器件制造有非常大的影響，因為它會影響光刻系統在基板表面上有效形成器件圖案的能力。即使光刻曝光區域內表面形貌的適度變化也會改變器件特征圖案或影響后續層之間的覆蓋。這將最終導致潛在的晶粒良率損失。為了精確地形成器件圖案，重要的是在基板上形成圖案，同時基板保持相對平面或平坦。基板彎曲對于其他相關的制造工藝也很重要，因為基板的變形或翹曲也可能導致后續處理步驟的困難，這些步驟可能包括芯片接合或封裝。

4、在基板上制造此種器件和結構的一個普遍關注是面內畸變(in-planedistortion；ipd)的生成，所述生成影響層相對于下伏參考層的覆蓋。ipd是一個復雜的量，受基板的面外畸變(out-of-plane?distortion；opd)和光刻中采用的對準方案的影響。晶片處理可能在任何給定的處理階段在基板上產生復雜的opd圖案，這可能傾向于影響后續處理操作。例如，半導體基板可以經圖案化為對應于要從半導體晶片切割的晶粒的晶粒區域的規則陣列。在特定示例中，opd的復雜圖案可能在隨后的光刻掩模操作中產生覆蓋誤差。

5、因此，需要一種改進的方法和形成的結構，所述改進的方法和形成的結構可以減少或消除在基板中發現的畸變。

技術實現思路

1、本公開的實施例提供了一種改變基板的形狀的方法。所述方法包括：基于離子束的測量形狀產生離子束輪廓；通過調整離子束輪廓的分辨率以匹配在基板上測量的面外畸變(opd)數據的分辨率，對離子束輪廓進行重新采樣以產生模糊核；從opd數據計算曲率數據；通過將模糊核應用于曲率數據來對曲率數據濾波；通過對離子束輪廓進行傅立葉變換并且通過將傅立葉變換的離子束輪廓的分辨率與曲率數據的分辨率匹配來對傅立葉變換的離子束輪廓進行重新采樣來產生逆濾波器；將逆濾波器應用于濾波的曲率數據以產生校正的曲率數據；以及基于經驗產生的劑量靈敏度曲線和校正的曲率數據來計算注入劑量圖。

2、本公開的實施例還提供了一種改變基板的變形形狀的方法。所述方法包括：接收基板的背側表面的面外畸變(opd)數據；計算要遞送到基板的背側表面的注入劑量輪廓，包括基于離子束的測量形狀產生離子束輪廓，通過調整離子束輪廓的分辨率以匹配在基板上測量的面外畸變(opd)數據的分辨率來重新采樣離子束輪廓以產生模糊核，從opd數據計算曲率數據，通過將模糊核應用于曲率數據來對曲率數據濾波，通過對離子束輪廓進行傅立葉變換并通過將傅立葉變換的離子束輪廓的分辨率與曲率數據的分辨率相匹配來對傅立葉變換的離子束輪廓進行重新采樣來產生逆濾波器，將逆濾波器應用于濾波的曲率數據以產生校正的曲率數據，以及基于經驗產生的劑量靈敏度曲線和校正的曲率數據來計算注入劑量輪廓；在基板的背側表面上沉積畸變校正層；以及將具有計算的注入劑量輪廓的離子束施加到畸變校正層。

3、本公開的實施例還提供了一種含半導體器件的基板。所述半導體器件包括在基板的前側表面上形成的多個半導體器件層，其中所述半導體器件層包括至少一個層，所述至少一個層包括壓縮或拉伸應力，所述壓縮或拉伸應力在所述基板中產生變形形狀，所述變形形狀包括在多個頻率中的每一頻率處的變化振幅；以及畸變校正結構，所述畸變校正結構形成在所述基板的背側表面上，并且包括畸變校正層，所述畸變校正層包括設置在所述背側表面上并且具有厚度的第一材料，以及不均勻地分布在所述第一材料的背側表面上的注入的摻雜劑種類，所述第一材料設置在所述基板的背側表面上，其中所述注入的摻雜劑種類的劑量是不均勻的，以及所述第一材料和在所述第一材料內添加的注入的摻雜劑種類的組合經配置以校正在基板中形成的畸變形狀。

技術特征：

1.一種改變基板的形狀的方法，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的方法，其中所述離子束輪廓包括高斯離子束輪廓。

3.如權利要求2所述的方法，其中對所述曲率數據濾波包括以下步驟：使用所述濾波工藝作為低通濾波器。

4.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟：基于計算的所述注入劑量圖將變化量的注入摻雜劑遞送到所述基板的背側表面。

5.如權利要求4所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在將所述變化量的所述注入摻雜劑遞送到所述基板的所述背側表面之前，在所述基板的所述背側表面上沉積介電層。

6.如權利要求5所述的方法，其中所述介電層包括具有厚度小于的氮化硅。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述注入摻雜劑包括磷、硼、氬、氮、氪、銦或bf2。

8.如權利要求1所述的方法，其中所述注入劑量圖包括指定要施加到所述基板的背側表面上的至少兩個或更多個區域的離子能量和離子劑量的注入劑量輪廓。

9.一種改變基板的變形形狀的方法，包括以下步驟：

10.如權利要求9所述的方法，其中所述畸變校正層包括第一材料，所述第一材料在剛沉積在所述基板的所述背側表面上時具有壓縮或拉伸應力，并且具有一厚度。

11.如權利要求10所述的方法，其中應用所述離子束包括以下步驟：

12.如權利要求11所述的方法，其中所述計算的注入劑量輪廓包括離子能量和所述離子的劑量中的至少一個。

13.如權利要求11所述的方法，其中摻雜劑種類為氬(ar)或磷(p)。

14.如權利要求11所述的方法，其中所述基板的前側表面包括多個半導體器件層，所述多個半導體器件層經配置成形成3d存儲器器件的至少一部分。

15.如權利要求9所述的方法，所述方法還包括以下步驟：

16.一種含半導體器件的基板，包括：

17.如權利要求16所述的含半導體器件的基板，其中多個半導體器件層經配置成形成3d存儲器器件的至少一部分。

18.如權利要求16所述的含半導體器件的基板，其中所述注入的摻雜劑種類的不均勻劑量由注入劑量輪廓界定，所述注入劑量輪廓由以下確定：

19.如權利要求18所述的含半導體器件的基板，其中所述第一材料包括具有厚度小于的氮化硅。

技術總結
本公開案的實施例關于用于減少基板中的面外畸變(OPD)的技術和裝置，以及控制OPD的效應和對基板進行修改以校正OPD對在基板上執行的后續基板處理操作的影響。本案實施例采用新穎技術來降低基板中的OPD，而無需添加或改質將在后續基板制造工藝中產生問題的基板部分。

技術研發人員：普拉迪普·K·蘇布拉滿顏
受保護的技術使用者：應用材料公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24