CN112436016B - 三维存储器的制备方法及气动机械装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种三维存储器的制备方法及气动机械装置。三维存储器的制备方法包括:提供预处理的晶圆，晶圆包括层叠设置的衬底及堆叠层，其中，晶圆的翘曲度大于或等于目标值；在衬底背离堆叠层的一侧形成应力层；朝面向堆叠层的方向通入保护气体，以将晶圆悬置于反应腔内；并且，通入反应腔内的保护气体的温度大于常温，以预热晶圆；以及朝面向应力层的方向输入刻蚀介质，以刻蚀应力层；其中，输入的刻蚀介质的温度大于常温，以提高刻蚀应力层的速率。本申请提供的三维存储器的制备方法，提高了刻蚀应力层的均一性。

Description

三维存储器的制备方法及气动机械装置

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维存储器的制备方法及气动机械装置。

背景技术

三维(3Dimension，3D)存储器采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的三维存储器结构。三维存储器的制备过程中，采用不同的工艺分别形成三维存储器阵列和外围电路，然后通过键合技术将两者键合在一起。随着三维存储器阵列中存储单元堆叠的层数越多，晶圆整体的应力也随着增大，晶圆的翘曲度相应增大，也即晶圆的平面度较差，导致其在与外围电路键合的难度增大，影响了制备的三维存储器的性能。

通常为解决上述技术问题，在晶圆的背面形成应力膜，以补偿晶圆的翘曲度，从而改善晶圆的平面度。此应力膜在后续工艺中会被去除，而在去除的过程中存在刻蚀不均一的问题，影响制备三维存储器的可靠性。

发明内容

本申请提供了一种三维存储器的制备方法及气动机械装置。本申请提供的三维存储器的制备方法提高了刻蚀应力层的均一性，从而提高了制备三维存储器的可靠性。

第一方面，本申请提供了一种三维存储器的制备方法。三维存储器的制备方法包括：

提供预处理的晶圆；所述晶圆包括层叠设置的衬底及堆叠层，其中，所述晶圆的翘曲度大于或等于目标值；

在所述衬底背离所述堆叠层的一侧形成应力层；

朝面向所述堆叠层的方向通入保护气体，以将所述晶圆悬置于反应腔内；并且，通入所述反应腔内的所述保护气体的温度大于常温，以预热所述晶圆；以及

朝面向所述应力层的方向输入刻蚀介质，以刻蚀所述应力层；其中，输入的所述刻蚀介质的温度大于常温，以提高刻蚀所述应力层的速率。

在一些实施例中，所述“朝面向所述堆叠层的方向通入保护气体”包括：

加热保护气体以形成预热后的所述保护气体；

过滤预热后的所述保护气体；

将过滤后的所述保护气体通入所述反应腔内。

在一些实施例中，所述“提供预处理的晶圆，所述晶圆包括层叠设置的衬底及堆叠层，其中，所述晶圆的翘曲度大于或等于目标值”包括：

在衬底上形成堆叠层，所述堆叠层包括多层交替堆叠设置的绝缘层与牺牲层；

刻蚀所述绝缘层与所述牺牲层，以形成贯穿所述堆叠层的沟道孔。

在一些实施例中，在所述“在所述衬底背离所述堆叠层的一侧形成应力层”之后，且在所述“将所述晶圆悬置于反应腔内”还包括：

沿所述沟道孔的轴向方向形成存储芯柱。

在一些实施例中，输入所述刻蚀介质的输入口朝向所述晶圆的中间区域，通入所述保护气体的进气口朝向所述晶圆的边缘区域，且所述进气口的数量为多个，多个所述进气口对称排布且呈环状；其中，所述晶圆的边缘区域围设在所述晶圆的中间区域的周边。

在一些实施例中，通过侧向限位件抵接所述晶圆的侧边，防止所述晶圆在悬置时侧向移动。

在一些实施例中，靠近所述侧向限位件的所述保护气体的流速，大于远离所述侧向限位件的所述保护气体的流速。

在一些实施例中，通入所述反应腔内的所述保护气体的温度在100度至200度的范围内。

第二方面，本申请还提供一种气动机械装置。气动机械装置包括气体供应组件、承载组件和加热组件，所述气体供应组件用于输送保护气体，所述承载组件设有进气口，所述进气口连通所述气体供应组件，所述进气口通入保护气体，形成气流以悬置目标物；所述加热组件连接在所述承载组件与所述气体供应组件之间，所述加热组件用于加热所述保护气体，以使通入所述进气口的保护气体的温度大于常温。

在一些实施例中，气动机械装置还包括过滤组件，所述过滤组件位于所述承载组件与所述加热组件之间，所述过滤组件用于过滤所述保护气体中的杂质。

在一些实施例中，所述承载组件包括反应腔及位于所述反应腔内的承载台，所述反应腔包括相对设置的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面设有所述进气口，所述第二壁面设有输入刻蚀介质至所述反应腔内的输入口，所述输入口与所述进气口错位设置；其中，所述刻蚀介质用于刻蚀悬置于所述承载台上的晶圆。

在一些实施例中，所述输入口在所述第一壁面上的投影位于所述第一壁面的第一区域；所述进气口的数量为多个，多个所述进气口对称地排布于所述第一壁面的第二区域，所述第二区域围设在所述第一区域的外侧。

在一些实施例中，所述承载组件还包括限位件，所述限位件固定于所述第一壁面，所述限位件用于抵接所述目标物，防止所述目标物在悬置时侧向移动。

在一些实施例中，所述进气口包括第一进气口和第二进气口，所述第一进气口的直径大于所述第二进气口的直径，所述第一进气口相对所述第二进气口靠近所述限位件。

在一些实施例中，所述限位件的数量为多个，多个所述限位件对称排布，且呈环状；所述第一进气口的数量为多个，多个所述第一进气口一一对应多个所述限位件。

在本申请实施例中，通入加热后的保护气体以将晶圆悬置于反应腔内，具有较高温度的保护气体能够预热晶圆，避免了朝向应力层通入较高温度的刻蚀介质的温度急剧降低，使得整个晶圆表面的温度较均一，提高了刻蚀应力层的均一性，从而提高了制备三维存储器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的三维存储器的制备方法的流程示意图；

图2是图1所示步骤S110对应的结构示意图；

图3是图1所示步骤S110的流程示意图；

图4是图3所示步骤S111对应的部分截面示意图；

图5是图3所示步骤S112对应的部分截面示意图；

图6是图1所示步骤S120对应的部分截面示意图；

图7是图1所示步骤S130对应的部分截面示意图；

图8是图1所示制备步骤S130的流程示意图；

图9是图1所示步骤S140对应的部分截面示意图；

图10是图1所示制备步骤S140的流程示意图；

图11是本申请提供的气动机械装置在实施例一中的结构示意图；

图12是图11所示气动机械装置的部分结构示意图；

图13是图11所示承载组件的部分俯视图；

图14是本申请提供的气动机械装置在实施例二中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

传统技术中，在晶圆的背面形成用于改善晶圆翘曲度的应力层后，朝应力层的方向通入较高温度的刻蚀介质，在保证晶圆翘曲度的基础上能够去除应力层。但是，较高温度的刻蚀介质遇到温度相对较低的晶圆时，刻蚀介质的温度会急速降低，晶圆表面各区域的温度及保护介质的不均一，从而使得保护介质刻蚀晶圆表面的应力层存在刻蚀不均一的问题。

基于传统三维存储器制备方法中，刻蚀应力层存在不均一的问题，本案提供一种三维存储器的制备方法，其在刻蚀应力层的过程中通过预加热的保护气体，减小了晶圆各区域之间的温差，避免因温差不同而导致刻蚀速率不同的问题，提高了应力层刻蚀的均一性，从而有利于提高三维存储器制备方法的可靠性。

请一并参阅图1与图2，图1是本申请提供的三维存储器的制备方法的流程示意图；图2是图1所示步骤S110对应的结构示意图。三维存储器的制备方法，包括但不仅限于S110至S150。S110至S150详细介绍如下。

S110：提供预处理的晶圆100，晶圆100包括层叠设置的衬底10及堆叠层20，其中，晶圆100的翘曲度W大于或等于目标值。

可以理解的，衬底10用于支撑在其上的器件结构。衬底10可以是Si衬底、Ge衬底、SiGe衬底、绝缘体上硅(Silicon On Insulator，SOI)衬底或绝缘体上锗(Germanium OnInsulator，GOI)衬底等。在本申请实施例中，以衬底10为硅衬底为例来进行描写。

如图2所示，晶圆100的翘曲度W表示，当晶圆100的背面置于平面S上时，晶圆100相对于平面S的最高位置与最低位置之间的高度差。翘曲度(warpage or warp)用于表述平面在空间中的弯曲程度，在数值上被定义为翘曲平面在高度方向上距离最远的两点间的距离。

可以理解的，晶圆100的翘曲度越大，晶圆100翘起弯曲的程度越大，晶圆100的平面度越差。绝对平面的翘曲度为0。目标值可以但不仅限于0，本申请并不限定目标值的大小。本领域技术人员能够根据实际需求限定目标值的具体数值，本申请对此并不限定。

在本申请实施例中，当晶圆100被以正面向上放置并且翘曲(warpage)使晶圆100的边缘高于晶圆100的中心时，翘曲度被认为具有正值，并被称为正翘曲。相反，如果边缘低于晶圆100的中心，则晶圆100被认为具有负值，并被称为反翘曲。另外，如果翘曲的绝对值增大，则不管翘曲是正的还是反的，翘曲都被认为“增大”。

请参阅图3至图5，图3是图1所示步骤S110的流程示意图；图4是图3所示步骤S111对应的部分截面示意图；图5是图3所示步骤S112对应的部分截面示意图。

在一些实施例中，步骤S110包括以下步骤：

S111：在衬底10上形成堆叠层20，堆叠层20包括多层交替堆叠设置的绝缘层21与牺牲层22。

如图4所示，多层绝缘层21与多层牺牲层22交替设置于衬底10上。堆叠层20中的绝缘层21和牺牲层22采用沉积方式。其中，沉积方法可以包括化学气相沉积(CVD、PECVD、LPCVD、HDPCVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积方法如分子束外延(MBE)、热氧化、蒸发或溅射等方法。绝缘层21的材料可以是但不限于氧化物材料，牺牲层22的材料可以是但不限于氮化物材料。示例性的，牺牲层22在后续工艺步骤中会被置换为栅极层。

其中，堆叠层20的层数，本领域技术人员能够根据实际工艺需求或机台的限制进行调整，本申请并不限定堆叠层20的层数。例如，堆叠层20的层数可以是32层、64层、96层或128层等。一般来说，堆叠层的层数越多，三维存储器的集成度越高。可以理解的，图4中绝缘层21与牺牲层22的尺寸、数量或厚度等仅为示例。

S112：刻蚀绝缘层21与牺牲层22，以形成贯穿堆叠层20的沟道孔201。

如图5所示，图中沟道孔201的结构仅为示例，实际结构可以为圆柱形，锥形，环形等，本申请并不限制。其中，沟道孔201的数量为若干个，图5所示沟道孔201的数量仅为示例，本申请对此并不限定。在形成沟道孔201的过程中，刻蚀堆叠层20至衬底10，以露出衬底10。其中，刻蚀堆叠层20形成沟道孔201的工艺包括但不仅限于光刻工艺，或等离子(plasma)刻蚀工艺等。

在一种实施方式中，刻蚀堆叠层20包括先刻蚀堆叠层20的部分层结构，再刻蚀堆叠层20的另一部分层结构。也即，沟道孔201分步形成。在此实施方式中，形成贯穿堆叠层20的沟道孔201的过程分步刻蚀，不仅减小了一次刻蚀过深的沟道孔201对刻蚀机台及刻蚀工艺造成的难度，也有利于提高刻蚀堆叠层20形成的多个沟道孔201的均一性，从而提高了三维存储器制备方法的可靠性，及提高了制备的三维存储器的良率。

在其他实施方式中，在衬底上形成堆叠层20包括先形成第一堆叠层，并刻蚀第一堆叠层以形成第一沟道孔；再在第一堆叠层上形成第二堆叠层，并刻蚀第二堆叠层以形成第二沟道孔。其中，第二沟道孔连通第一沟道孔。

在此实施方式中，沟道孔201分步形成，减小了一次刻蚀过深的沟道孔201对刻蚀机台及刻蚀工艺造成的难度，从而提高了三维存储器制备方法的可靠性。与此同时，沟道孔201分步形成，也减小了一次刻蚀的过程中对堆叠层20内部结构的应力变化差值，减小了晶圆100内部不同区域受力差值，从而减小了晶圆100的收缩量，有利于降低晶圆100的翘曲度。

可以理解的，本申请并不限定在堆叠层20上形成沟道孔201的工艺过程，本领域技术人员能够根据工艺需求调整形成沟道孔201的工艺制程。

请继续参阅图6，图6是图1所示步骤S120对应的部分截面示意图。

S120：在衬底10背离堆叠层20的一侧形成应力层30。

如图6所示，应力层30与堆叠层20分别位于衬底10相背设置的两侧。其中，应力层30用于降低晶圆100的翘曲度。在本申请实施例中，在晶圆100背面形成的应力层30，具有一定的应力能够带动晶圆100朝现有翘曲度方向(弯曲方向)相反的方向弯曲，补偿了现有晶圆100的翘曲，从而降低了晶圆100的翘曲度，以使晶圆100的翘曲度小于目标值。

在本申请实施例中，应力层30在改善晶圆100翘曲度后，应力层30为牺牲层在后续的工艺步骤中被去除，以减小晶圆100的厚度，从而减小整个三维存储器的厚度。

请参阅图7，图7是图1所示步骤S130对应的部分截面示意图。

S130：沿沟道孔201形成存储芯柱40。

如图7所示，存储芯柱40位于堆叠层20内部。可以理解的，存储芯柱40形成于沟道孔201。

在本申请实施例中，在衬底10的背面形成应力层30，以减小晶圆100的翘曲度，改善晶圆100的平面度后，再在沟道孔201内形成存储芯柱40，避免晶圆100弯曲而导致若干个沟道孔201内形成的存储芯柱40不均一，有利于提高形成的若干个存储芯柱40的均一性，从而有利于提高三维存储器制备方法的可靠性。

在其他实施例中，形成堆叠设置的多层绝缘层21与牺牲层22后，晶圆100的翘曲度大于或等于目标值时，也能够先在衬底的背面形成应力层30后，再刻蚀堆叠层20以形成沟道孔201，提高形成的若干个沟道孔201的均一性。本申请并不限定形成应力层30的顺序。

请一并参阅图7与图8，图8是图1所示制备步骤S130的流程示意图。

在一些实施例中，沿沟道孔201形成存储芯柱40包括：

S131：沿沟道孔201在衬底10上形成外延结构41。

外延结构41通过在衬底10上选择性外延生长(SEG)而成。外延结构41可以为外延生长的单晶硅，也可以为其它合适的半导体材料，本申请对此并不限定。

S132：沿沟道孔201在外延结构41上形成沟道结构42。

如图7所示，沟道结构42位于外延结构41的上层。沟道结构42沿沟道孔201的轴向形成，且沟道结构42填满沟道孔201。

在一种实施例中，沟道结构42包括依次设置的存储结构、半导体结构及绝缘介质层。存储结构围设在半导体结构的外侧，半导体结构包围绝缘介质层。其中，形成存储结构包括沿沟道孔201依次形成阻挡层、存储层及遂穿层。阻挡层位于存储层靠近堆叠层20的一侧。其中，存储层存储有电子。存储层的电子在加压的情况下，能够穿过遂穿层。示例性的，存储结构可以形成为氧化物-氮化物-氧化物(ONO)分层结构。形成阻挡层、存储层及遂穿层均可采用沉积工艺。

请参阅图7和图9，图9是图1所示步骤S140对应的部分截面示意图。

S140：采用刻蚀介质刻蚀应力层30。

在本申请实施例中，应力层30在改善晶圆100翘曲度后，应力层30为牺牲层在后续的工艺步骤中被去除，以减小晶圆100的厚度，从而减小整个三维存储器的厚度。

请参阅图7和图10，图10是图1所示制备步骤S140的流程示意图。

在一些实施例中，采用刻蚀介质刻蚀应力层30，包括：

S141：加热保护气体以形成预热后的保护气体。

其中，保护气体为不与晶圆100发生反应的气体，例如氮气，本申请对此并不限定。本领域技术人员能够根据实际需求，选择保护气体的种类。保护气体自气体供应室输出后，经过加热组件对保护气体进行加热，以使通入反应腔内的保护气体的温度大于常温。常温也叫一般温度或者室温，一般定义为25度。

在本申请实施例中，对通入反应腔内的保护气体进行预加热，预热的保护气体能够传递热量至晶圆100以预热晶圆100，避免后续朝向应力层30通入具有一定温度的刻蚀介质的温度时，刻蚀介质遇冷的晶圆100时温度急剧降低，减小了晶圆100表面各区域之间的温差，使得整个应力层30表面的温度较均一，避免了因温度不同而导致刻蚀速率不同的问题，从而有利于刻蚀应力层30的均一性。

在一些实施例中，通入反应腔内的保护气体的温度范围在100度与200度之间。其中，温度范围在100度与200度之间包括端点值100度与200度。在本申请实施例中，通过温度控制系统控制保护气体的温度，以使通入反应腔内的保护气体的温度在目标范围内，减小晶圆100相背设置两面的温差。

S142：过滤预热后的保护气体。

预热后的保护气体能够经过过滤器，以过滤预热后保护气体中的杂质，例如微小颗粒。在本申请实施例中，对加热后的保护气体进行过滤，以去除保护气体中的杂质颗粒，避免杂质随保护气体一起进入反应腔而污染晶圆100，从而提高制备三维存储器的可靠性及良率。

S143：朝面向堆叠层20的方向通入预热并过滤后的保护气体，以将晶圆100悬置于反应腔内；并且，通入反应腔内的保护气体的温度大于常温，以预热晶圆100。

S144：朝面向应力层30的方向输入刻蚀介质，以刻蚀应力层30；其中，输入的刻蚀介质的温度大于常温，以提高刻蚀应力层30的速率。

刻蚀介质用于刻蚀衬底10背面的应力层30。可以理解的，应力层30为牺牲结构层，在改善晶圆100的翘曲度后被去除。其中，输入的刻蚀介质的温度大于常温，以提高去除应力层30的效率。

在本申请实施例中，通入加热后的保护气体以将晶圆100悬置于反应腔内，具有较高温度的保护气体能够预热晶圆100，避免了朝向应力层30通入较高温度的刻蚀介质的温度急剧降低，使得整个晶圆100表面的温度较均一，从而有利于刻蚀应力层30的均一性。

在本申请实施例中，刻蚀介质自一个输入口进入反应腔内，且对应晶圆100的中间区域，使得刻蚀介质刚输入反应腔时，晶圆100中间区域的温度高于晶圆100边缘区域的温度。在其他实施例中，刻蚀介质的输入口也能够对应晶圆100的其他区域，本申请对此并不限定。在其他实施例中，刻蚀介质的输入口也能够为多个，本申请对此并不限定。

在一些实施例中，输入刻蚀介质的输入口与通入保护气体的进气口错位设置。例如，输入口对应晶圆100的中间区域，进气口对应晶圆100的边缘区域。边缘区域位于中间区域的外侧。

在本申请实施例中，输入刻蚀介质的输入口与通入保护气体的进气口错位设置，避免输入刻蚀介质的输入口与通入保护气体的进气口相对设置时，而导致靠近进气口的晶圆100的温度大于远离进气口的晶圆100的温度，进一步地提高了晶圆100各区域的温度的均一性，从而提高了开始应力层30的均一性。例如，输入口对应晶圆100的中间区域时，刻蚀介质进入反应腔后晶圆100的中间区域的温度大于晶圆100的边缘区域的温度，此时保护气体的进气口朝向晶圆100的边缘区域，以减小晶圆100的边缘区域的温度与晶圆100的中间区域的温差，从而有利于提高晶圆100各区域温度的均一性。

在一些实施例中，进气口的数量为多个，多个进气口呈环形排布。

在本申请实施例中，多个进气口对称排布且呈环状，使得晶圆100边缘的各区域收到气流的作用力相同，从而使得晶圆100能够平稳地悬置于反应腔内。可以理解的，多个进气口排布的形状与晶圆100的形状相同，以使晶圆100受力均衡。

在一些实施例中，通过侧向限位件抵接晶圆100的侧边，防止晶圆100在悬置时侧向移动。

晶圆100大致呈圆形，侧向限位件相对设置。示例性的，限位件的数量为偶数，其中相对设置的两个侧向限位件之间的间距为晶圆100的直径。本申请对限位件的数量并不限定，本领域技术人员能够根据实际需求设计限位件的数量。例如，限位件的数量为2个、4个、6个或8个。

在本申请实施例中，晶圆100的侧边设有抵接晶圆100的限位件，防止晶圆100在保护气体的作用下悬置时，沿侧边移动。

在一些实施例中，靠近侧向限位件的保护气体的流速，大于远离侧向限位件的保护气体的流速。

在本申请实施例中，靠近侧向限位件一侧的保护气体的流速，大于远离限位件的保护气体的流速，避免朝应力层通入的刻蚀介质自限位件流入晶圆中的堆叠层而损伤晶圆的结构，从而有利于提高制备三维存储器的可靠性。与此同时，通入的保护气体具有较高的温度能够传递热量至限位件，使得限位件具有一点的温度，刻蚀介质输入此处时温度不会急剧降低，有利于提高刻蚀应力层的均一性，避免了靠近限位件一侧的应力层去除不完整而导致应力层残留的情况。

S150：吸附晶圆100背离堆叠层20的表面，以转移晶圆100至待绑定区。

在一些实现方式中，通过真空吸附晶圆100背离堆叠层20的表面，以将晶圆100置于待绑定区。其中，真空吸附晶圆100背离堆叠层20时，吸附件设有四个不同吸盘，四个吸盘吸附晶圆100的底面不同的位置，以稳固地吸附晶圆100。

在本申请实施例中，通过预热保护气体，提高刻蚀应力层30的均一性，从而提高了晶圆100背离堆叠层20表面的平面度，减小了真空吸附晶圆100时晶圆100自吸附件脱落的风险，从而提高了三维存储器制备方法的可靠性。可以理解的，当应力层30刻蚀不均一时，此时晶圆100背离堆叠层20的表面不平整，吸附件的四个吸盘吸附晶圆100的底面时，容易导致一个或多个吸盘无法吸附晶圆100，使得吸附件吸附晶圆100不稳固，晶圆100容易自吸附件上滑落，从而影响三维存储器制备方法的可靠性。

在一些实施例中，三维存储器的制备方法，还包括：将晶圆100绑定至待绑定物。

其中，待绑定物与待绑定的晶圆100能够相同。示例性的，三维存储器的绑定过程包括通过将两片待绑定的晶圆100，一片存储晶圆及一片控制晶圆键合在一起。在其他实施例中，待绑定物也可以是其他结构，本申请对此并不限定。

在本申请实施例中，通过预热保护气体，提高刻蚀应力层30的均一性，从而提高了晶圆100背离堆叠层20表面的平面度，从而提高了待绑定物与晶圆100绑定的准确性，有利于提高三维存储器的良率。可以理解的，当晶圆100背离堆叠层20表面的平面度较差时，晶圆100与待绑定物表面的贴合度较差，从而影响三维存储器绑定的准确性。

请继续参阅图11，图11是本申请提供的气动机械装置200在实施例一中的结构示意图。气动机械装置200运行而赋予目标物(例如晶圆)以保护气体，使得目标物响应于受控气流供应而悬置起来。气动机械装置200可以但不仅限用于上述三维存储器的制备方法。气动机械装置200用于上述去除应力层的步骤中，将晶圆悬置于反应腔内，并刻蚀晶圆中的某一层结构。

气动机械装置200包括气体供应组件201、承载组件202和加热组件203。气体供应组件201用于输送保护气体。承载组件202包括反应腔221及位于反应腔221内的承载台222。承载台222用于承载晶圆。承载台222可以是是但不仅限于卡盘，例如伯努利(Bernoulli)卡盘。

其中，加热组件203位于承载组件202与气体供应组件201之间。加热组件203用于加热保护气体，以使通入承载组件202内反应腔221的保护气体的温度大于常温。如图5所示，气体供应组件201、承载组件202和加热组件203的形状或位置仅为示例，本申请对此并不限定。

在一些实施例中，气动机械装置200还包括过滤组件204。过滤组件204位于承载组件202与加热组件203之间。过滤组件204用于过滤保护气体中的杂质。杂质可以是但不仅限于颗粒。

在本申请实施例中，对经加热组件203加热后的保护气体进行过滤，以去除保护气体中的杂质颗粒，避免杂质随保护气体一起进入反应腔221而污染目标物，从而提高制备三维存储器的可靠性及良率。

请一并参阅图11和图12，图12是图11所示气动机械装置200的部分结构示意图。承载组件202设有进气口220。进气口220连通气体供应组件201。进气口220用于朝反应腔221内通入保护气体，形成气流以悬置目标物300。

当目标物300位于进气口220上方时，进气口220朝目标物300通入保护气体以形成气流，目标物300下方的压力大于目标物300上方的压力，以悬置目标物300。其中，能够通过控制通入保护气体的流速及通量等来控制目标物300悬置于承载台222的位置。

在本申请实施例中，通过气流体将目标物300，例如晶圆悬置于承载台222上，采用非接触式的方式固定晶圆相对承载台222的位置，避免承载台222接触目标物300而对目标物300造成损伤。例如，上述三维存储器的制备方法过程中，朝晶圆中的堆叠层通入保护气体，以悬置晶圆时，避免承载台222对晶圆中的堆叠层造成损伤而影响晶圆中堆叠层的结构，从而有利于提高三维存储器的良率。

请继续参阅图11与图12，反应腔221包括相对设置的第一壁面和第二壁面。第一壁面设有进气口220。第二壁面设有输入刻蚀介质至反应腔221内的输入口230。输入口230与进气口220错位设置。其中，刻蚀介质用于刻蚀悬置于承载台222上的目标物300。示例性的，刻蚀介质用于刻蚀悬置的晶圆中的应力层。

在一些实施例中，输入的刻蚀介质的温度大于常温。示例性的，输入的刻蚀介质的温度在100度至200度的范围内。本申请并不限定，刻蚀介质具体的温度，本领域技术人员能够根据实际需求设计输入的刻蚀介质的温度。在本申请实施例中，输入的刻蚀介质的温度大于常温，以提高去除应力层的效率。

并且，在本申请实施例中，通入承载组件202内反应腔221的保护气体的温度大于常温，具有较高温度的保护气体能够传递热量至目标物300，以提高目标物300的温度，避免朝向应力层通入具有一定温度的刻蚀介质的温度急剧降低，使得整个目标物300表面的温度较均一，从而有利于提高刻蚀应力层的均一性。

在一些实施例中，加热组件203包括加热件31和温度控制器(图中并未示意)。加热件31用于加热保护气体。加热件31可以是但不仅限于电阻丝。本领域技术人员能够根据实际需求设计加热件31。

温度控制器用于检测加热的保护气体，当保护气体的温度达到目标温度后，控制加热件31停止加热，以使通入反应腔221内的保护气体的温度位于一定范围内，避免了保护气体加热的温度过高，而影响目标物300的结构。

请继续参阅图12，在一些实施例中，在一些实施例中，输入刻蚀介质的输入口230与通入保护气体的进气口220错位设置。例如，输入口230在第一壁面上的投影位于第一壁面的第一区域。进气口220位于第一壁面的第二区域。示例性的，第二区域围设在第一区域的外侧。第一区域为目标物300的中间区域，第二区域为目标物300的边缘区域。也即，输气口位于目标物300的中间区域，进气口220对应目标物300的边缘区域。

在本申请实施例中，输入刻蚀介质的输入口230与通入保护气体的进气口220错位设置，避免输入刻蚀介质的输入口230与通入保护气体的进气口220相对设置时，而导致靠近进气口220的目标物300的温度大于远离进气口220的目标物300的温度，进一步地提高了目标物300各区域的温度的均一性，从而提高了开始应力层的均一性。例如，输入口230对应目标物300的中间区域时，刻蚀介质进入反应腔221后目标物300的中间区域的温度大于目标物300的边缘区域的温度，此时保护气体的进气口220朝向目标物300的边缘区域，以减小目标物300的边缘区域的温度与目标物300的中间区域的温差，从而有利于提高目标物300各区域温度的均一性。

在本申请实施例中，输入口230的数量为一个且对应目标物300的中间区域。在其他实施例中，刻蚀介质的输入口230也能够对应目标物300的其他区域，本申请对此并不限定。在其他实施例中，刻蚀介质的输入口230也能够为多个，本申请对此并不限定。

请参阅图13，图13是图11所示承载组件202的部分俯视图。在一些实施例中，进气口220的数量为多个，多个进气口220对称地排布于第一壁面的第二区域。示例性的，多个进气口220呈环形排布。

在本申请实施例中，多个进气口220对称排布且呈环状，使得目标物300边缘的各区域收到气流的作用力相同，从而使得目标物300能够平稳地悬置于反应腔221内。可以理解的，多个进气口220排布的形状与目标物300的形状相同，以使目标物300受力均衡。

在一些实施例中，承载组件202还包括限位件205。限位件205固定于第一壁面。限位件205用于抵接目标物300，防止目标物300在悬置时侧向移动。

限位件205的数量为多个，多个限位件205对称设置。示例性的，限位件205的数量为偶数，其中相对设置的两个侧向限位件205之间的间距为目标物300的直径。本申请对限位件205的数量并不限定，本领域技术人员能够根据实际需求设计限位件205的数量。例如，限位件205的数量为2个、4个、6个或8个。

在本申请实施例中，承载台222设有用于限定目标物300位置的限位件205，防止目标物300在保护气体的作用下悬置时，沿侧边移动。

在一些实施例中，进气口220包括第一进气口2201和第二进气口2202。第一进气口2201的直径大于第二进气口2202的直径。第一进气口2201相对第二进气口2202靠近限位件205。

在一些实施例中，限位件205的数量为多个，多个限位件205对称排布且呈环状。第一进气口2201的数量为多个，多个第一进气口2201一一对应多个限位件205。

在本申请实施例中，靠近限位件205的进气口220的口径大于远离限位件205的进气口220的口径，使得朝反应器腔通入保护气体时，靠近限位件205的保护气体的流速，大于远离侧向限位件205的保护气体的流速。

请继续参阅图14，图14是本申请提供的气动机械装置200在实施例二中的结构示意图。以下主要说明本实施例与实施例一的区别，本实施例与实施例一相同的大部分技术内容后文不再赘述。例如，气动机械装置200包括气体供应组件201、承载组件202和加热组件203。承载组件202包括反应腔221及位于反应腔221内的承载台222。承载台222用于承载目标物300，例如晶圆。加热组件203用于加热自气体供应组件201输出的气体，以预热通入反应腔221中的气体。

在此实施例中，承载台222设有气体通道223。加热组件203位于气体通道223。可以理解的，加热组件203集成于承载组件202内。

在本申请实施例中，加热组件203位于承载组件202形成的气体通道223内，加热组件203的空间与承载组件202的空间复用，从而有利于减小气体机械装置200的体积。

在本申请中，在保证加热组件203位于气体供应组件201与承载组件202中的反应腔221之间的前提下，并不限定加热组件203相对承载组件202的具体位置，本领域技术人员能够根据实际需求进行设计。

在一些实施例中，承载组件202内还设有过滤组件204。过滤组件204用于过滤自加热组件203输出的保护气体中的杂质。杂质可以是但不仅限于颗粒。

在本申请实施例中，对经加热组件203加热后的保护气体进行过滤，以去除保护气体中的杂质颗粒，避免杂质随保护气体一起进入反应腔221而污染目标物，从而提高制备三维存储器的可靠性及良率。

可以理解的，在此实施方式中，过滤组件204也位于承载台222设置的气体通道223内，过滤组件204集成于承载组件202内，以进一步地减小气体机械装置200的体积。

以上对本申请实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，包括：

提供预处理的晶圆，所述晶圆包括层叠设置的衬底及堆叠层，其中，所述晶圆的翘曲度大于或等于目标值；

在所述衬底背离所述堆叠层的一侧形成应力层；

朝面向所述堆叠层的方向通入保护气体，以将所述晶圆悬置于反应腔内；并且，通入所述反应腔内的所述保护气体的温度大于常温，以预热所述晶圆；以及

朝面向所述应力层的方向输入刻蚀介质，以刻蚀所述应力层；其中，输入的所述刻蚀介质的温度大于常温，以提高刻蚀所述应力层的速率；

输入所述刻蚀介质的输入口与通入所述保护气体的进气口错位设置；

通过侧向限位件抵接所述晶圆的侧边，防止所述晶圆在悬置时侧向移动，靠近所述侧向限位件的所述保护气体的流速，大于远离所述侧向限位件的所述保护气体的流速，以避免朝所述应力层通入的所述刻蚀介质自所述限位件流入所述晶圆中的堆叠层而损伤所述晶圆的结构。

2.如权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，所述“朝面向所述堆叠层的方向通入保护气体”包括：

加热保护气体以形成预热后的所述保护气体；

过滤预热后的所述保护气体；

将过滤后的所述保护气体通入所述反应腔内。

3.如权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，所述“提供预处理的晶圆，所述晶圆包括层叠设置的衬底及堆叠层，其中，所述晶圆的翘曲度大于或等于目标值”包括：

在衬底上形成堆叠层，所述堆叠层包括多层交替堆叠设置的绝缘层与牺牲层；

刻蚀所述绝缘层与所述牺牲层，以形成贯穿所述堆叠层的沟道孔。

4.如权利要求3所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，在所述“在所述衬底背离所述堆叠层的一侧形成应力层”之后，且在所述“将所述晶圆悬置于反应腔内”还包括：

沿所述沟道孔的轴向方向形成存储芯柱。

5.如权利要求1至4中任一项所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，输入所述刻蚀介质的输入口朝向所述晶圆的中间区域，通入所述保护气体的进气口朝向所述晶圆的边缘区域，且所述进气口的数量为多个，多个所述进气口对称排布且呈环状；其中，所述晶圆的边缘区域围设在所述晶圆的中间区域的周边。

6.如权利要求5所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，通入所述反应腔内的所述保护气体的温度在100度至200度的范围内。

7.一种气动机械装置，其特征在于，包括气体供应组件、承载组件和加热组件，所述气体供应组件用于输送保护气体，所述承载组件设有进气口，所述进气口连通所述气体供应组件，所述进气口通入保护气体，形成气流以悬置目标物；所述加热组件连接在所述承载组件与所述气体供应组件之间，所述加热组件用于加热所述保护气体，以使通入所述进气口的保护气体的温度大于常温；所述承载组件包括反应腔及位于所述反应腔内的承载台，所述反应腔包括相对设置的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面设有所述进气口，所述第二壁面设有输入刻蚀介质至所述反应腔内的输入口，所述输入口与所述进气口错位设置；其中，所述刻蚀介质用于刻蚀悬置于所述承载台上的目标物，所述承载组件还包括限位件，所述限位件固定于所述第一壁面，所述限位件用于抵接所述目标物，防止所述目标物在悬置时侧向移动，靠近所述限位件的进气口的口径大于远离所述限位件的进气口的口径，以避免通入的所述刻蚀介质自所述限位件流入所述目标物的背面而损伤所述目标物。

8.如权利要求7所述的气动机械装置，其特征在于，气动机械装置还包括过滤组件，所述过滤组件位于所述承载组件与所述加热组件之间，所述过滤组件用于过滤所述保护气体中的杂质。

9.如权利要求8所述的气动机械装置，其特征在于，所述输入口在所述第一壁面上的投影位于所述第一壁面的第一区域；所述进气口的数量为多个，多个所述进气口对称地排布于所述第一壁面的第二区域，所述第二区域围设在所述第一区域的外侧。

10.如权利要求9所述的气动机械装置，其特征在于，所述进气口包括第一进气口和第二进气口，所述第一进气口的直径大于所述第二进气口的直径，所述第一进气口相对所述第二进气口靠近所述限位件。

11.如权利要求10所述的气动机械装置，其特征在于，所述限位件的数量为多个，多个所述限位件对称排布，且呈环状；所述第一进气口的数量为多个，多个所述第一进气口一一对应多个所述限位件。

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