用于判定加工层膜均匀性的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:3208475 阅读:166 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于判定加工层膜的均匀性的方法包含提供具有栅格结构及形成于该栅格结构表面上的加工层膜的晶片;以光源照射至少部分于该栅格结构上层的加工层膜;测量来自于该栅格结构及该加工层膜的照射的部分的光线以产生反射轮廓;以及基于该反射轮廓判定该加工层膜的均匀性。一种适用于接收具有栅格结构及形成于该栅格结构表面上的加工层膜的晶片的测量机台包含光源、侦测器及数据处理单元。该光源适用于照射至少部分于该栅格结构上层的加工层膜。该侦测器适用于测量来自于该栅格结构及该加工层膜的照射的部分反射的光线以产生反射轮廓。该资处理单元基于该产生的反射轮廓而适用于判定该加工层膜的均匀性。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体组件制造领域,尤其涉及用于判定加工层膜(process layer)一致性的方法及装置。
技术介绍
半导体集成电路组件使用于许多应用上,包含微处理器。通常,半导体组件的效能依赖于在该半导体组件内所形成的组件的密度及速度两者。在该组件上具有极大影响的半导体组件的共同要件为晶体管。为了达到较高的封装密度及改善组件效能地、设计特征,诸如闸极长度及通道长度,正持续不断地缩减。场效应晶体管设计的快速提升已经造成在电子领域内的活动的大量变化,其中该晶体管是在二元切换模式下进行运作。尤其,复杂的数字电路,诸如微处理器及类似组件,需要快速切换晶体管。因此,当切换闸极电压施加时,场效晶体管的位于漏极区域与源极区域之间的距离,一般称为通道长度或门极长度尺寸,已经过缩减,以尽快加速在源极电极与漏极电极之间的传导通道的形成,并且更可减少该通道的电阻。该晶体管的纵向尺寸,一般称为宽度尺寸,延伸至20微米的晶体管构造已经制造出来,而在该漏极及源极区域之间的距离,意即该通道长度,可能必须缩减至0.2微米或更小。当该通道长度缩减以获得该源极一漏极线路之所需的切换特性时,闸极电极的长度亦需缩减。晶体管通过一系列步骤而形成。一个晶体管构造100的例子参考图1A及图1B的说明。起初,浅沟槽绝缘区域105通过蚀刻沟槽进入至基板110而该形成于基板110内,并且之后以适当的绝缘材料(例如二氧化硅)装填该沟槽。接着,闸极绝缘层115形成于位于该构槽绝缘区域105之间的基板110表面上。此闸极绝缘层115可以包括各种材料,但是通常包括二氧化硅的热成长层。之后,用于该晶体管100的闸极电极120通过形成一层闸极电极材料而形成,通常为位于该闸极绝缘层115之上的复晶硅,并且使用已知的光学微影及蚀刻技术图案摹制(patterning)该层闸极电极材料,借以定义该闸极电极120。当然,数百万个此类闸极电极120在此图案摹制期间横跨在该基板110的整个表面上而形成。为了形成该晶体管100的主动区域,则执行一系列植入,因此各种掺杂原子可以植入至该基板内。通常,会执行高倾斜角度掺杂(halodoping)以减少由该晶体管的小尺寸所产生的短通道效应并且会执行低掺杂漏极(lightly doped drain,LDD)或扩展植入(extension implant)以减少该晶体管100的接面电容。之后,相对高浓度的掺杂原子可以植入至该基板以完成该源极/漏极区域的形成。后续的植入有时称为源极/漏极植入。为了控制一些植入区域的位置,间隔物125形成于该闸极电极120周围。为了形成该间隔物125,一层绝缘材料130(例如二氧化硅)形成于该基板110与门极电极120上方。该绝缘层130经非等向性蚀刻直到该基板110显露出来,而留下部分未受损的该绝缘层130邻接于该闸极电极120以形成该间隔物125。接着,第二组间隔物(未显示)可以形成于该间隔物125表面上以定义用于该源极/漏极植入的边界。通常,该第二组间隔物(未显示)用一层氮化硅以相同方法来形成。该间隔物125的最后宽度至少有部分是通过配置于该闸极电极120的侧壁135表面上的部分该绝缘层130所判定。欲完成该蚀刻过程以形成该间隔物125所需的时间视配置该基板110及该闸极电极的上表面140上的部分绝缘层130而定。层膜的均匀性(conformality),诸如该绝缘层130,定义为在该侧壁沉积厚度″X″(意即垂直于该基板110)对该平坦区域沉积厚度″Y″(意即平行于该基板110)的比例。沉积的层膜的均匀性随着待沉积的特定材料及该位于下层电路结构特微(features)的密度而变化。沉积于低密度地形的加工层膜通常呈现较高程度的均匀性。该层膜的均匀性最终将影响该间隔物125的宽度。通常,均匀性是在过程特征鉴定期间进行研究,而非在该组件制造的实际生产行程中进行。一般经使用以判定沉积膜均匀性的检查技术为破坏性的、剖面技术。在生产过程期间于该沉积过程内的正常变化可以影响该沉积层膜的均匀性。因为在线均匀性监测无法获得,该变化通过其它过程步骤而扩展。例如,该绝缘层130在均匀性上的变化,可以造成该间隔物125在宽度上的变化以及该植入区域在尺寸及间隔上的相对应变化。在该植入区域的变化可以产生该完成的组件在效能上的变化。通常,增加的变化将减少生产量、良品率及利润。本专利技术意在克服或者至少减少于上文所提出的一个或一个以上的问题的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于判定加工层膜的均匀性的方法。该方法包含提供具有栅格(grating)结构的晶片(wafer)及形成于该栅格结构表面上的加工层膜;以光源照射至少部分覆盖于该栅格结构上的加工层膜;测量由该栅格结构及该加工层膜的照射部分所反射的光线以产生反射轮廓(reflection profile);以及依据该反射轮廓判定该加工层膜的均匀性。本专利技术的另一目的在于提供对应的测量机台以接收具有栅格结构的晶片及形成于该栅格结构表面上的加工层膜。该测量机台包含光源、侦测器及数据处理单元。该光源经调整以照射至少部分覆盖于该栅格结构上的加工层膜。该侦测器经调整以测量由该栅格结构及该加工层膜的照射部分所反射的光线以产生反射轮廓。该数据处理单元经调整而依据该生成的反射轮廓以判定该加工层膜的均匀性。附图说明本专利技术在参考下列说明并结合随附之图后将可以了解,其中相似的图标号意指相似的组件,并且其中图1A及1B为示例性半导体组件的截面图,其中加工层膜沉积于该半导体组件的栅格结构的表面上;图2为依据本专利技术的其中一项说明的实施例的用于加工晶片的说明加工路线的简化图;图3为包含用于测量加工层膜的均匀性的测试栅格结构的示例性半导体组件的截面图;图4为加载包含图2的栅格结构的晶片的该散射测量(scatterometry)机台的简化视图;图5A、5B及5C说明所使用的示例性散射测量曲线的数据库(library)以表示图4的散射测量机台所测量的晶片的特性。图6为依据本发的另一项说明的实施例的用于判定在加工层膜上的均匀性的方法的简化流程图。具体实施例方式本专利技术作为说明的实施例描述如下。为了明确起见,并非所有真正实现的特征皆描述于此说明书内。当然将可以了解的是在任何此类真正实施例的发展内、各种特定实现的判定皆必须实施以达到该发展者的特定目标,诸如与系统相关及商业相关的限制的调整,该目标将随着不同的实现而变化。再者,将可以了解的是此类发展的努力可能是复杂及耗时的,但是尽管如此对于一般本领域普通技术人员在得知本揭露的益处得将是一项例行性的事务。参考图2,该图为提供依据本专利技术的说明的实施例的用于加工晶片205的说明加工路线(processing line)200的简化图。该加工路线200包含用于在晶片205上沉积加工层膜的沉积机台210。在说明的实施例中,该加工层膜可以是一层绝缘层(例如二氧化硅或氮化硅),该绝缘层形成于栅格结构(例如闸极电极)表面上。用于沉积各种组成的加工层膜的特定技术对于熟习该项技艺的人士而言是众所周知的。适合作为该沉积机台210的示例性机台为电浆加强式化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PE-CVD)机台,诸如由Novellu本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于判定加工层膜(410)的均匀性的方法,包括:    提供具有栅格结构(400)的晶片(205)及形成于该栅格结构(400)表面上的加工层膜(410);    以光源(222)照射至少部分位于该栅格结构(400)上层的加工层膜(410);    测量由该栅格结构(400)的被照射的部分及加工层膜(410)所反射的光线以产生反射轮廓;以及    基于该反射轮廓判定该加工层膜(410)的均匀性。

【技术特征摘要】
US 2001-5-25 09/865,2861.一种用于判定加工层膜(410)的均匀性的方法,包括提供具有栅格结构(400)的晶片(205)及形成于该栅格结构(400)表面上的加工层膜(410);以光源(222)照射至少部分位于该栅格结构(400)上层的加工层膜(410);测量由该栅格结构(400)的被照射的部分及加工层膜(410)所反射的光线以产生反射轮廓;以及基于该反射轮廓判定该加工层膜(410)的均匀性。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,判定该加工层膜(410)的均匀性进一步包括比较该生成的反射轮廓与参考反射轮廓数据库(232),每个参考反射轮廓具有相关联的均匀性尺度;选择最接近于该生成的反射轮廓的参考反射轮廓;以及基于与该选择的参考反射轮廓相关联的均匀性尺度判定该加工层膜(410)的均匀性。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,生成该反射轮廓包括基于该反射光线的强度和相位的其中至少一者,生成该反射轮廓。4.根据权利要求1所述的方法,其中判定该加工层膜(410)的均匀性进一步包括比较该生成的反射轮廓与标的反射轮廓;以及基于该生成的反射轮廓与该标的反射轮廓的比较判定该加工层膜(410)的均匀性。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于该判定的均匀性判定加工机台(210、240)的操作方法的至少其中一项参数。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:MI赖特
申请(专利权)人:先进微装置公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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