[发明专利]3D存储器以及表面调整方法

说明书

本申请公开了一种3D存储器以及表面修正方法，该3D存储器包括：包括：3D存储结构；背膜，所述背膜位于3D存储结构的表面并与之邻接；以及应力层，所述应力层与所述背膜邻接，其中，所述背膜中包括开口，所述开口的形状包括多边形、圆形、环形及其任意组合的孔状或条状，所述应力层位于所述开口中，所述开口用于限定所述应力层的图案，通过调整所述背膜的厚度来实现对不同程度翘曲的修正。该修正结构为后续的覆盖层提供了平整的表面，适用于各种方向性的表面翘曲，从而可以提高半导体器件的良率和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术，更具体地，涉及3D存储器的表面翘曲(bow) 修正结构以及修正方法。

背景技术

半导体技术的发展方向是特征尺寸的减小和集成度的提高。对于存储器件而言，存储器件的存储密度的提高与半导体制造工艺的进步密切相关。随着半导体制造工艺的特征尺寸越来越小，存储器件的存储密度越来越高。为了进一步提高存储密度，已经开发出三维结构的存储器件 (即，3D存储器件)。3D存储器件包括沿着垂直方向堆叠的多个存储单元，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。

该3D存储器件例如是包括晶圆及栅叠层结构的半导体结构，其中，采用栅叠层结构提供选择晶体管和存储晶体管的栅极导体，采用贯穿叠层结构的沟道柱提供选择晶体管和存储晶体管的沟道层、以及夹在栅极导体和沟道层之间的栅极电介质。由于堆叠多个不同材料组成的薄膜，半导体结构产生累积的应力，导致半导体结构在垂直于堆叠方向的平面内发生翘曲。在实际情况中，由于晶圆正面受到应力的不对称性，经常会造成晶圆各种形态的不对称的翘曲，例如为鞍形翘曲，导致晶圆容易发生碎片等问题。期望进一步改进半导体结构的表面修正结构及其修正方法，从而提高3D存储器件的良率和可靠性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种3D存储器以及表面修正方法，其中，在3D存储结构结构背部形成背膜，以及根据翘曲的方向性设计背膜的开口，形成填充开口的应力层，从而重新恢复平整的表面。

根据本发明的一方面，提供了一种半导体结构的表面修正结构，包括：背膜，所述背膜位于半导体结构的表面并与之邻接；以及应力层，所述应力层与所述背膜邻接。

优选地，所述背膜中包括开口，所述应力层位于所述开口中。

优选地，所述半导体结构包括晶片以及位于所述晶片第一表面的栅叠层结构，所述背膜位于所述晶片的第二表面，所述晶片的第一表面与第二表面彼此相对。

优选地，所述开口的数量至少为一个，所述开口的形状包括多边形、圆形、环形及其任意组合。

优选地，所述开口关于所述半导体结构的中心对称分布。

优选地，所述开口关于所述半导体结构的中心非对称分布。

优选地，所述开口从所述背膜的表面延伸至所述背膜的内部的任意深度。

优选地，所述开口贯穿所述背膜，延伸至所述半导体结构的所述表面。

优选地，所述应力层的材料包括具有收缩应力的材料、具有扩张应力的材料、和具有低应力的材料中的至少一种。

优选地，所述应力层的表面覆盖有薄膜，所述薄膜的厚度不影响所述半导体结构的宏观应力。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体结构的表面修正方法，包括：形成背膜，所述背膜位于半导体结构的表面并与之邻接；形成位于所述背膜上的开口；以及形成位于所述开口内的应力层，从而恢复至平整的表面。

优选地，形成位于所述背膜上的开口的步骤包括：测量所述半导体结构的表面翘曲；根据翘曲的方向性设计掩模图案；以及蚀刻所述背膜，形成位于所述背膜上的开口。

优选地，在所述应力层的表面形成薄膜，所述薄膜的厚度不影响所述半导体结构的宏观应力。