，硬掩模层107的厚度(如之前所指出可作用为CMP停止层)在平面化工艺140期间也可被减少。在完成平面化工艺140之后，可执行晶圆100的正面IlOf的额外加工，例如在TSV 120以及接触结构层104之上形成金属层等等。此后，晶圆100可从背面10b处薄化以便减少基板101的厚度(以虚线1lt在图1F中指出者)，并且曝露TSV 120的底部表面120b以准备用于晶圆堆迭以及基板接合，也就是，3-D集成电路组装。
[0063]如之前指出，可能需要(或要求)后TSV沉积退火步骤(post-TSV deposit1nanneal step)以增加基板穿孔导电材料(例如多晶铜)的晶粒尺寸，以增强导电性，以及在后续的后段工艺(BEOL)加工期间最小化铜突出(copper protrus1n)。此退火步骤可导致在装置层102中有明显的拉伸应力，尤其在冷却期间，因该基板穿孔(例如铜)以及该装置基板(例如包括硅的半导体材料)的不同热膨胀系数(CTE)所引起。如果藉由例如影响载体的迀移率还有半导体能隙(例如，硅带隙)而够接近TSV，则在基板穿孔附近的合应力(resultant stress)可能冲击装置层102的邻近装置。这个可能性典型地对于该基板穿孔以及晶圆的装置区域的装置之间的可接受距离施加限制，其称为装置排除区域(KOZ) 200，并分别图示说明在图2A以及图2B的平面以及透视图中(对于图2B，使用图1F的结构)。目前，报导记载的最小KOZ为大约5-7 μm，在这点上，晶体管装置的I?下降少于5%，这被认为是可接受的。
[0064]通过示例的方式，图2C图解说明Iw对于在结构的装置层内的基板穿孔的距离的改变，举例来说，该结构具有包括铜的基板穿孔，以及包括SiC的硬掩模层(或蚀刻停止层)107(图2B)。如图所示，为了达成AIqn小于5%，在TSV周围的装置排除区域(KOZ)应为至少5-7μπι。这对于电路设计者而言是不间断的限制，会导致在基板穿孔的区域中的装置层使用效率低下。
[0065]藉由明显地减少该装置Κ0Ζ，或是甚至消除该Κ0Ζ，便能得到额外的装置层空间以提供额外装置在TSV(s)的区域中，从而每个晶片有更多功能性。
[0066]一般来说，本文所揭露的是结构以及制造方法，其实质上减少(或完全抵消)结构的基板内的应力，尤其是邻近该基板穿孔者。在一实施例中，藉由在所选择及配置(例如，指定尺寸)的基板上设置应力补偿层，以提供所需的补偿应力来减低由于在该基板内存在有基板穿孔所引起的该基板内的应力，使得在该基板的装置层中的应力被减少(或抵消)。藉由适当地选择及配置该应力补偿层在该基板之上，在基板穿孔周围的习知装置排除区域(KOZ)可被减少(或是甚至消除)，举例来说，在平面CMOS技术中。
[0067]更详而言之，在一实施例中，本文提供一种方法，其中包括:形成具有基板穿孔(TSV)的结构以及邻近该基板穿孔的减小的装置排除区域(KOZ)。该形成包括:设置基板穿孔在该结构的基板内，以及设置应力补偿层在所选择及配置的该基板上，以提供所需的补偿应力，从而减低由于在该基板内存在有基板穿孔所引起的在该基板内的应力。举例来说，设置应力补偿层包括选择用于该应力补偿层的材料，该应力补偿层在该基板内建立所需的补偿应力，足以减少或实质上抵消由于在该基板内存在有基板穿孔(TSV)所引起的该基板内的应力。于一实施例中，例如，由于各自材料的热膨胀系数不匹配，所以引发的应力系为热引发的压缩应力，而TSV引发的应力为热引发的拉伸应力。
[0068]于一实施例中，该形成进一步包括退火该结构，其中，于后退火(post-annealing)，该应力补偿层相较于该基板以较快的速率收缩，因此在该基板内提供压缩应力，从而对于该基板中邻近该基板穿孔的拉伸应力加以补偿。通过示例的方式，该基板可以是(或包括)半导体材料，而且在该应力补偿层与该基板之间可能会有热膨胀系数不匹配，这接近于该基板穿孔材料与该基板间的热膨胀系数不匹配。举例来说，铜TSV的热膨胀系数(CTE)大约为17ppm/°C，而硅基板的CTE大约为2.3ppm/°C。于一实施例中，该应力补偿层可为氮掺杂以及氢掺杂的碳化硅材料，例如N-Blok (也称作低介电常数氮化物阻障(nitride barrier for low_K))，这典型上具有10% mo I至大约25% mo I的氮惨杂物，并且这可使用例如化学气相沉积(CVD)工艺来沉积。N-Blok的热膨胀系数大约为llppm/°C。应注意到，这比大约为4ppm/°C的典型碳化娃硬掩模的CTE高很多。另外，为促进该应力补偿，该应力补偿层的CTE和该基板的弹性模数的乘积应该要比该基板的CTE以及该应力补偿层的弹性模数的乘积大至少1.5倍。举例来说，该应力补偿层的弹性模数可小于大约200MPa。在某些有利的实施中，该应力补偿层的弹性模数，例如N-Blok，小于200MPa。N-Blok 元素组成为 SiwCxNyHz，其中，w+x+y+z = 1.0。
[0069]在一实施例中，该应力补偿层被选择或修改(tailored)成在该基板内提供所需的补偿应力，这实质上抵消于电路制造期间还有该结构的运作期间由于基板穿孔的存在所产生的该基板内的任何应力。举例来说，由于基板穿孔的存在所引起在该基板内的任何热引发应力，或甚至由中段工艺(middle-of-line ；M0L)层所引起的在该基板内的固有应力，可以此方法抵消。藉由进一步示例的方式，形成该结构也可包括抛光该结构，并且停止该抛光在该应力补偿层上，在这种情况下，该应力补偿层也可设计作为用于该结构的抛光时的蚀刻停止层。
[0070]在本文下文中也揭露一种新型结构，其中包括:基板；基板穿孔(TSV)，延伸通过该基板；装置，直接邻接该基板穿孔而不具有热应力需求；排除区域(KOZ)，其设置在该基板穿孔与该装置之间；以及应力补偿层。该应力补偿层位于该基板上方，并且提供所需的补偿应力以抵消由于该基板中存在该基板穿孔所引起在该基板内的热引发应力，藉此，消除任何对于该基板穿孔与该装置之间的热应力需求和排除区域的需要。通过示例的方式，该装置可设置在距离该基板穿孔一至五微米(例如大约3微米或是更少)的范围之内，这在习知技术上会严重冲击装置效能。请注意，在上下文中的“装置丨丨表示任何主动或是被动装置，其中，晶体管直接位于邻近该基板穿孔的装置的一范例。
[0071]参考图3A，结构100’的一实施例，例如晶圆，提供了类似上文所描述与图1A至图1F有关的晶圆100，除了某些以下描述的修改。在这范例中，显示结构100’缺少在基板穿孔120与装置层102的邻近装置之间的装置排除区域(KOZ)。藉由抵消或是明显地减少由于该基板中存在有基板穿孔所引起的在装置层102内的任何应力。通过示例的方式，在图3A的范例中，上述的硬掩模层107上覆(overlie)于应力补偿层上。于一实施例中，应力补偿层307也可作用为蚀刻停止层，用于上述的该结构的抛光。
[0072]通过示例的方式，藉由定制或选择用于应力补偿层中的材料以及藉由适当调整该应力补偿层(如所指出者，在某些实施例中也可作用为用于化学-机械抛光作业的蚀刻停止层)的尺寸，由上覆的应力补偿层所提供的该基板中的应力的抵消或减少可受到控制，以减低或消除邻近于该基板穿孔的该装置排除区域。举例来说，该应力补偿层可被选择为具有高热膨胀系数，接近该基板穿孔材料的CTE。通过进一步示例的方式，该应力补偿层的热膨胀系数可比该基板的热膨胀系数大N倍，其中，N 3 2。该应力补偿层的热膨胀系数与该基板的半导体材料的弹性模数的乘积比该基板的半导体材料的热膨胀系数与该应力补偿层的弹性模数的乘积大至少1.5倍。通过示例的方式，该应力补偿层的弹性模数可为200MPa，或是更少。通过特定示例的方式，该应力补偿层可为氮掺杂以及氢掺杂的碳化硅，例如N-Blok，并且具有与该基板不匹配的热膨胀系数，其高于习知碳化硅蚀刻停止层大约三(3)倍。另外，氮基碳化硅应力补偿层具有大约1/3更低的弹性模数(例如167vs.450MPa)。如所指出者，在一范例中，该应力补偿层可为N_Blok，其具有llppm/°C的CTE。然而，这样的应力补偿层可以具有热膨胀系数高于下方半导体材料以及弹性模数小于例如200MPa的任何应力补偿介电材料来置换。
[0073]试验结果已经确定提供如本文揭露内容所设计的应力补偿层可使得因基板穿孔应力所引起在邻近装置性能的影响变得微不足道。根据本发明的一个或多个态样，这可利用让应力补偿层具有热膨胀系数比下方基板的热膨胀系数(具体而言，该基板内的装置层的半导体材料的热膨胀系数)高大约三倍，以及具有弹性模数大约200MPa或是更少而达成上述结果。作为特定范例，该应力补偿层可具有比该基板的半导体材料的热膨胀系数(CTE)大三(3)倍或是更多的CTE。符合这些特征的任何介电层可作用为应力补偿介电层或是应力补偿层，如本文所描述者。
[0074]应注意到，有利的是，在一实施例中，本文揭露的该应力补偿层会留在所产生的结构中并且于该结构的正常运作期间促成减少该结构中的应力。并且，根据该抛光工艺，该应力补偿层(也就是当作用为蚀刻停止层时)可在该CMP期间被部分移除，而如果需要的话，该移除部分可在抛光后置换以达成该层所需的厚度，举例来说，在范围10-40nm内。
[0075]本文揭露的概念可应用在各种基板以及基板穿孔配置。图3B描述一种这样的变体，其中，基板100”呈现类似于图3A的100’，但将图3A的接触结构层104置换为多层介电材料作为接触结构层304的部分。举例来说，在一实施例中，装置层102可包括硅，而接触结构层304的多层介电层可包括在装置层102之上的氧化物层301、在氧化物层301之上的氮化物层302、以及在氮化物层302之上的TEOS层303，如图示说明。如有需要，其他中段工艺(MOL)层可在接触结构层304内替换或是与接触结构层304结合使用。尽管有下方结构，但可将该应力补偿层选择、修改或配置成控制装置层102内引发的所需的补偿应力，用以补偿在装置层102内由于存在有基板穿孔120延伸通过该基板所引起的任何应力。
[0076]举例来说，如图3C所示，基板穿孔120可在装置层102内产生热引发拉伸应力，这会被延伸向下进入装置层102中的该应力补偿层的热引发压缩应力所补偿。所期