生成參數(shù)圖案的方法，離子注入方法和前饋半導(dǎo)體制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于生成參數(shù)圖案的方法，包括：在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；以及根據(jù)多個測量結(jié)果，通過計算機導(dǎo)出參數(shù)圖案；其中，參數(shù)圖案包括與工件的表面上的多個區(qū)域中的每個對應(yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。本發(fā)明提供了一種前饋半導(dǎo)體制造方法，包括：在工件的表面上形成具有期望的圖案的層；根據(jù)針對具有期望的圖案的層的空間維度測量來導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號，期望的圖案分布在工件的表面的多個區(qū)域上方；以及根據(jù)控制信號，在工件的表面上實施離子注入。本發(fā)明還涉及生成參數(shù)圖案的方法，離子注入方法和前饋半導(dǎo)體制造方法。
【專利說明】
生成參數(shù)圖案的方法，離子注入方法和前饋半導(dǎo)體制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生成參數(shù)圖案的方法，離子注入方法和前饋半導(dǎo)體制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速增長。IC材料和設(shè)計中的技術(shù)進步已經(jīng)產(chǎn)生了幾代1C，其中每代都比前一代具有更小且更為復(fù)雜的電路。然而，這些進步已經(jīng)增加了處理和制造IC的復(fù)雜度，并且為了實現(xiàn)這些進步，需要在IC處理和制造中的類似發(fā)展。在IC的發(fā)展過程中，通常功能密度(即，每個芯片面積的互連器件的數(shù)量)增加而幾何尺寸(即，使用制造工藝可以產(chǎn)生的最小組件(或線))減小。
[0003]在制造操作中，離子注入廣泛地用于制造半導(dǎo)體集成電路中。例如，通常通過離子注入來生成N阱和P阱。通過離子注入，改變諸如半導(dǎo)體晶圓的工件中雜質(zhì)的量，以便引入導(dǎo)電性。期望的雜質(zhì)材料可以在離子源中被離子化，可以使離子加速以形成規(guī)定能量的離子束，并且可以在晶圓的正面引導(dǎo)離子束。束中的能量離子滲透至半導(dǎo)體材料的塊內(nèi)并且嵌入至半導(dǎo)體材料的晶格內(nèi)，以形成期望的導(dǎo)電區(qū)域?？梢酝ㄟ^束移動、晶圓移動或通過它們的任何組合將離子束分布在晶圓區(qū)上方。
[0004]用于晶圓注入的傳統(tǒng)操作在注入操作期間通常需要用于注入晶圓內(nèi)的一致的劑量或離子的量。以這種方法，使注入在晶圓的整個區(qū)域上方的離子注入量是均勻的。隨著半導(dǎo)體芯片和器件趨于變得小型化，不可避免地，在一個或多個其他操作步驟中的變化對于離子注入操作變得重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種用于生成參數(shù)圖案的方法，包括:在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；以及根據(jù)所述多個測量結(jié)果，通過計算機導(dǎo)出參數(shù)圖案；其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的多個區(qū)域中的每個對應(yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0006]在上述方法中，其中，通過至少一條水平線和至少一條垂直線來對所述工件的表面進行分區(qū)。
[0007]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量。
[0008]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度。
[0009]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是線寬的臨界尺寸。
[0010]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是線寬的臨界尺寸；其中，所述層的空間維度是FinFET的線寬的臨界尺寸。
[0011]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是淺溝槽隔離件的厚度。
[0012]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是階梯高度。
[0013]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是階梯高度；其中，所述階梯高度是柵極氧化物的厚度。
[0014]在上述方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量；其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度；其中，所述層的空間維度是外延體積的尺寸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，提供了一種離子注入方法，包括:在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；根據(jù)所述多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號；以及將所述控制信號輸入離子注入機，以在所述多個區(qū)域的每個中實現(xiàn)期望的離子注入圖案；其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的所述多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0016]在上述離子注入方法中，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并且在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量，以及所述多個測量涉及所述層的空間維度。
[0017]在上述離子注入方法中，其中，根據(jù)所述多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括所述參數(shù)圖案的控制信號的步驟包括:平均化從所述多個區(qū)域獲得的測量結(jié)果。
[0018]在上述離子注入方法中，其中，在所述多個區(qū)域上實施所述多個測量以獲得所述多個測量結(jié)果的步驟包括:在所述多個區(qū)域的至少一個上重復(fù)地實施測量。
[0019]在上述離子注入方法中，其中，在所述多個區(qū)域上實施所述多個測量以獲得所述多個測量結(jié)果的步驟包括:在所述多個區(qū)域的至少一個上重復(fù)地實施測量；其中，根據(jù)所述多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括所述參數(shù)圖案的所述控制信號包括:對在所述多個區(qū)域的至少一個上重復(fù)測量的測量結(jié)果進行平均化。
[0020]在上述離子注入方法中，其中，所述參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)所述期望的離子注入圖案的傾斜角度相關(guān)。
[0021]在上述離子注入方法中，其中，所述參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)所述期望的離子注入圖案的扭轉(zhuǎn)角度相關(guān)。
[0022]在上述離子注入方法中，其中，所述參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)所述期望的離子注入圖案的離子掃描速度相關(guān)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一些實施例，提供了一種前饋半導(dǎo)體制造方法，包括:在工件的表面上形成具有期望的圖案的層；根據(jù)針對具有所述期望的圖案的層的空間維度測量來導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號，所述期望的圖案分布在所述工件的表面的多個區(qū)域上方；以及根據(jù)所述控制信號，在所述工件的表面上實施離子注入；其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的所述多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0024]在上述前饋半導(dǎo)體制造方法中，其中，所述層包括FinFET的鰭部的層、淺溝槽隔離層、柵極氧化物層或外延體積層；以及所述離子注入包括阱/Vt離子注入、溝道/LDD離子注入或S/D離子注入。
【附圖說明】
[0025]當結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳地理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的前饋(FFW)半導(dǎo)體制造方法的操作流程圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的通過坐標虛擬地劃分的工件的正面視圖；
[0028]圖3是示出了離子束注入工件的透視圖；
[0029]圖4是具有一對四的映射方式的工件的正面的頂視圖；
[0030]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的與FinFET制造操作相關(guān)的FFW方法的操作流程圖；
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的工件的16個區(qū)域中的STI厚度的測量結(jié)果的視圖；以及
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的工件的16個區(qū)域中的阱/Vt參數(shù)圖案的視圖。
【具體實施方式】
[0033]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標號和/或字符。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0034]而且，為了便于描述，本文可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等空間關(guān)系術(shù)語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間關(guān)系術(shù)語旨在包括使用或操作中器件的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且本文使用的空間關(guān)系描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。
[0035]在晶圓的制造期間，在多步驟操作期間可以使用各種技術(shù)。其中一種技術(shù)被稱為前饋(FFW)操作。在一個實例性FFW操作中，來自至少一個先前步驟中的信息用于限定隨后步驟中的操作條件。隨后步驟包括在給定操作工具上的任務(wù)。在一些示例中，F(xiàn)FW操作可以降低晶圓至晶圓的變化(例如，如通過晶圓允收測試測量的)，并且同時可以為每個晶圓創(chuàng)建多個操作任務(wù)。
[0036]一些FFW操作采用基于批量(lot-based)的模式。在基于批量的模式中，測量僅來自批量中的晶圓的子集的數(shù)據(jù)，而不處理(即，不測量)批量中的其他的晶圓(子集屬于批量)。然后批量中的晶圓經(jīng)受操作任務(wù)。也就是說，對于操作任務(wù)中的特定的步驟，一些配方(recipe)應(yīng)用于批量中的所有晶圓。結(jié)果，可以同時在操作工具中操作全部批量(假設(shè)工具能夠容納全部批量)?；谂康哪Ｊ降囊嫣幵谟?，降低了操作任務(wù)的數(shù)目，從而減少了操作每個批量的時間。然而，基于批量的模式會由于粗略的“檢查分辨率”(下文稱“分辨率”)而具有增大的晶圓至晶圓的變化。
[0037]在基于晶圓的模式中，通過對比，對于每個晶圓單獨地限定操作條件。因此，可以將每個晶圓都引導(dǎo)至用于具體步驟的相應(yīng)的配方?；诰A的配方可以有效地補償或校正晶圓之間的工藝變化。例如，在基于晶圓的離子注入FFW操作中，通過嵌入在計算機系統(tǒng)中的預(yù)定程序可以引用對晶圓所做的一些測量結(jié)果的均值。預(yù)定程序配置為根據(jù)均值計算參數(shù)或控制信號。隨后將參數(shù)和控制信號輸入下游的離子注入機。通過使用離子注入機，根據(jù)計算的參數(shù)將離子注入晶圓的表面。
[0038]基于晶圓的離子注入FFW操作在每個單晶圓的表面上執(zhí)行離子束均勻掃描。以這樣的方式，分辨率已經(jīng)從基于批量的規(guī)?？s小至基于晶圓的規(guī)模。然而，隨著晶圓的尺寸不斷增長，已經(jīng)不可忽視并且應(yīng)當考慮晶圓內(nèi)的工藝變化。基于該啟發(fā)，本發(fā)明公開了離子注入方法和相關(guān)的FFW半導(dǎo)體制造方法。本發(fā)明的概念主要包括基于區(qū)域的離子注入FFW操作，其中相比于基于批量的規(guī)模和基于晶圓的規(guī)模，進一步提高了分辨率。下文描述更具體的細節(jié)。
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的FFW半導(dǎo)體制造方法100的操作流程圖。具體地，F(xiàn)FW半導(dǎo)體制造方法100可以應(yīng)用于包括離子注入操作的任何半導(dǎo)體制造操作。根據(jù)圖1示出的方法100的操作102，在工件的表面上形成具有期望的圖案的層。本文所指的工件可以采用各種物理形狀，諸如常用的圓盤形狀。工件可以是由任何類型的半導(dǎo)體材料(諸如，硅或任何其他的材料)制造的半導(dǎo)體晶圓。形成具有期望的圖案的層可以是指，形成給定類型的半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體組件，諸如形成具有預(yù)定線寬的FinFET的鰭部、形成具有預(yù)定厚度的淺溝槽隔離區(qū)域、形成具有預(yù)定厚度的柵極氧化物或形成具有預(yù)定體積的外延層。將在下文中的具有各個實施例的段落中提供相關(guān)的細節(jié)。
[0040]在操作104中，根據(jù)針對具有期望的圖案的層的空間維度(spatial dimens1n)測量導(dǎo)出由控制信號表示的參數(shù)圖案，期望的圖案分布在工件的表面的多個區(qū)域上方。關(guān)于操作104，首先，為了獲得空間維度測量結(jié)果，可以在具有分布在工件的表面上的多個區(qū)域上方的期望的圖案的層上實施多個測量。該測量可以尤其適合于層的圖案的給定外觀特性，諸如空間維度。在一些實施例中，可以從半導(dǎo)體器件或組成部件的電特性來獲得該測量。該測量可以通過計算機程序自動地執(zhí)行。在一些實施例中，計算機程序可以負責(zé)評估掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，以自動地輸出預(yù)定的測試器件(DUT)的尺寸。然而，這不是對本發(fā)明的限制。實際上，任何其他類型和方式的測量都全部落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一些實施例中，計算機程序可以讓用戶(例如通過用戶界面(UI))輸入工件的期望的分區(qū)(partit1n) 0然后計算機程序可以虛擬地將工件的表面劃分為多個區(qū)域?？梢酝ㄟ^多個坐標來對多個區(qū)域進行分區(qū)，多個坐標包括(但不限于)響應(yīng)于用戶輸入的分區(qū)數(shù)目的笛卡兒坐標和極坐標。
[0041]圖2是通過坐標虛擬地劃分的工件200的正面的視圖。工件200的分區(qū)結(jié)果是通過如圖2所示的X坐標(xl至x5)和Y坐標(yl至y5)限定的16個等分區(qū)域。具體地，根據(jù)制造工藝變化條件的苛刻程度，可以隨意地改變區(qū)域的數(shù)目。在一些實施例中，可以通過工件200的尺寸確定區(qū)域的數(shù)目。在一些實施例中，可以通過工件200中包括的芯片管芯來確定區(qū)域的數(shù)目。通常，更大數(shù)目的分區(qū)的區(qū)域具有更高的精度/分辨率。通過更高的精度/分辨率，基于區(qū)域的FFW操作可以有能力減輕由工件200內(nèi)的制造工藝變化而引入的影響，從而通過一些方面提高產(chǎn)量。例如，可以降低整體器件的泄漏電流。可以在工件200的正面的每個虛擬區(qū)域處的預(yù)定的位置上進行該測量。在一些實施例中，可以在接近每個區(qū)域中的期望的圖案的給定的測試焊盤上來實施空間維度測量。
[0042]在一些實施例中，測量的結(jié)果的數(shù)目可以等于工件200的正面上的分區(qū)的區(qū)域的總數(shù)目，例如，可以獲得針對工件200的總的16個測量結(jié)果。在一些實施例中，測量結(jié)果的數(shù)目可以是在工件200的正面上的分區(qū)的區(qū)域的數(shù)目的整數(shù)倍，例如，可以獲得針對工件200的總的32個測量結(jié)果。在一些實施例中，可以在工件200上的每個區(qū)域的單個預(yù)定位置處實施測量。在一些實施例中，可以在工件200的正面上的每個區(qū)域的若干預(yù)定位置處實施測量。在一些實施例中，在每個位置的一個位置處僅可以實施一次測量。在一些實施例中，在工件200的正面上的每個區(qū)域的同一位置上可以重復(fù)實施多次測量。
[0043]返回至操作104。根據(jù)前面提及的測量結(jié)果可以導(dǎo)出參數(shù)圖案，其中測量結(jié)果可以是針對分布在工件200的表面的多個區(qū)域上方的期望的圖案的空間維度測量。參數(shù)圖案包括多個區(qū)域性參數(shù)值。每個區(qū)域性參數(shù)值可以與工件200的表面上的區(qū)域相關(guān)。也就是說，因為從不同區(qū)域獲得的測量結(jié)果可以彼此不同，所以從測量結(jié)果導(dǎo)出的區(qū)域性參數(shù)值也可以彼此不同。在一些實施例中，區(qū)域性參數(shù)值可以是特定類型的離子注入?yún)?shù)。在一些實施例中，區(qū)域性參數(shù)值可以是若干類型的離子注入?yún)?shù)的組合。本文提及的離子注入?yún)?shù)可以是用于控制或設(shè)置離子注入操作中的離子注入機的掃描束的條件的參數(shù)。然而，這不是對本發(fā)明的限制。
[0044]在一些實施例中，區(qū)域性參數(shù)值可以包括離子注入機的離子束掃描速度。在一些實施例中，區(qū)域性參數(shù)值可以包括相對于工件200的表面的法線的角度(即，傾斜角度)，雜質(zhì)離子應(yīng)當以此角度注入。在一些實施例中，區(qū)域性參數(shù)值可以包括旋轉(zhuǎn)角度(即，扭轉(zhuǎn)角度)，雜質(zhì)離子應(yīng)當以此角度注入，以抑制溝道效應(yīng)。具體地，應(yīng)當抑制單晶硅半導(dǎo)體襯底中注入的雜質(zhì)離子通過離子注入操作中的溝道效應(yīng)到達半導(dǎo)體襯底內(nèi)部深處。為了這個目的，以相對于工件200的表面的法線的一角度發(fā)射離子束。圖3是示出了離子束進入工件200的透視圖。如圖3所示，傾斜角度γ是工件200的表面的法線15與離子束I之間的角度。扭轉(zhuǎn)角度Θ是離子束I在工件200上的投影線17與通過工件200的中心和參考位置的線18之間的角度。在一些實施例中，參考位置30可以是在凸面中具有特定形狀的刻痕(notch)。
[0045]可以通過參考半導(dǎo)體外觀特性(諸如空間維度或電特性)和離子注入的參數(shù)值之間的預(yù)定的關(guān)系來導(dǎo)出區(qū)域性參數(shù)值。為了獲得半導(dǎo)體外觀特性和離子注入的參數(shù)值之間的關(guān)系，提前可以進行一些預(yù)操作。在一些實施例中，可以反復(fù)地進行試錯操作，以在測試晶圓或芯片上進行FFW循環(huán)(loop)?？梢砸匀魏魏线m的形式(包括硬件、軟件、固件或這些的任意組合)來實現(xiàn)導(dǎo)出的區(qū)域性參數(shù)值的功能。在一些實施例中，導(dǎo)出的區(qū)域性參數(shù)值的功能可以(至少部分地)實現(xiàn)為在一個或多個數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號處理器或諸如FPGA器件的可配置的模塊組件中運行的計算機軟件。鑒于以上，可以物理地、功能地和邏輯地以任何合適的方式來實現(xiàn)實施例中的元件或組件。在一些實施例中，可以在單個的單元中來實現(xiàn)該功能。在一些實施例中，可以在多個單元中或作為其他功能單元的部分來實現(xiàn)該功能。
[0046]在一些實施例中，參數(shù)圖案可以由16個區(qū)域性參數(shù)值組成。在一對一的映射方式中，每個區(qū)域性參數(shù)值都對應(yīng)于工件200的表面上的單獨的區(qū)域。在一些實施例中，參數(shù)圖案可以僅包括四個區(qū)域性參數(shù)值。在如圖4所示在一對四的映射方式中，每個區(qū)域性參數(shù)值都對應(yīng)于工件200的表面上的四個區(qū)域。圖4是具有一對四的映射方式的工件200的正面的視圖。在圖4中，將在通過X坐標(xl和x3)以及Y坐標(yl和y3)限定的區(qū)域(即，通過虛線標記的區(qū)域406)中獲得的四個測量結(jié)果進行平均化，以獲得代表區(qū)域406中的四個子區(qū)域的均值。將在通過X坐標(x3和x5)以及Y坐標(y3和y5)限定的區(qū)域(S卩，通過虛線標記的區(qū)域408)中獲得的四個測量結(jié)果進行平均化，以獲得代表區(qū)域408中的四個子區(qū)域的另一均值，相關(guān)區(qū)域402和404也是如此獲得均值。然后從四個均值導(dǎo)出四個區(qū)域性參數(shù)值；從而四個區(qū)域性參數(shù)值形成參數(shù)圖案。然而，這不是對本發(fā)明的限制。在一些實施例中，可以采用更加復(fù)雜的計算，以基于相關(guān)的測量結(jié)果來導(dǎo)出區(qū)域性參數(shù)值。
[0047]在隨后的離子注入操作中，參數(shù)圖案可以用于控制諸如離子注入機的下游工具，以完成FFW循環(huán)。在一些實施例中，可以將參數(shù)圖案轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟愋偷母袷?，諸如電耦接至離子注入機的控制器的輸入信號端的控制信號。在一些實施例中，用戶可以通過圖形用戶界面(GUI)將參數(shù)圖案輸入至下游半導(dǎo)體工具。這也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0048]根據(jù)圖1中示出的方法100的操作106，根據(jù)控制信號在工件的表面上實施離子注入。請注意，本文結(jié)合離子注入機具體描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于使用高能帶電粒子束的可選的系統(tǒng)或操作。離子注入機可以包括離子束生成器以及與本發(fā)明的實施例一致的控制器。離子束生成器可以生成離子束并且將離子束引導(dǎo)至工件200的正面。在一些實施例中，可以通過束移動、工件移動或通過他們的組合將離子束分布在工件200的正面上方。
[0049]離子注入機的離子束生成器可以包括各個類型的組件和系統(tǒng)，以生成具有期望性能的離子束。離子束可以是點波束或帶束。在一個示例中，點波束可以具有近似圓形的不規(guī)則的截面形狀。點波束可以是未掃描的固定的或靜態(tài)的點波束?？蛇x地，可以通過用于提供掃描的離子束的掃描儀來掃描點波束。帶束可以具有較大的寬/高縱橫比，并且寬度至少可以與工件200—樣寬。離子束可以是任何類型的帶電粒子束，諸如用于注入工件200的高能離子束。
[0050]離子注入機可以支撐離子束路徑中的一個或多個工件，使得將期望種類的離子注入工件200內(nèi)。工件200可以通過壓板支撐并且通過諸如靜電晶圓夾持的已知的技術(shù)夾至壓板。離子注入機可以包括工件驅(qū)動系統(tǒng)，以將工件200在保持區(qū)域與壓板之間物理移動。離子注入機也可以包括驅(qū)動機構(gòu)(mechanism)，以驅(qū)動壓板并且因此將工件200以期望的方式夾至壓板。該驅(qū)動機構(gòu)可以包括伺服驅(qū)動電機、螺旋驅(qū)動機構(gòu)、機械聯(lián)動裝置以及本領(lǐng)域已知的其他組件，以當工件200被夾至壓板時驅(qū)動該工件。離子注入機還可以包括位置傳感器。
[0051]離子注入機的控制器可以從離子注入機的任何種類的系統(tǒng)和組件接收輸入數(shù)據(jù)和指令(諸如通過FFW循環(huán)的上游操作步驟生成的控制信號)，并且提供輸出信號以控制離子注入機的組件?？刂破骺梢允腔虬梢詫ζ溥M行編程以實施期望的輸入/輸出功能的通用計算機或通用計算機網(wǎng)絡(luò)。離子注入機的控制器也可以包括通信器件，以可以無線接收控制信號。控制器可以包括用戶界面系統(tǒng)，以允許用戶通過控制器輸入命令和/或數(shù)據(jù)和/或監(jiān)控離子注入機。用戶界面系統(tǒng)可以包括(但不限于)諸如觸感屏幕、鍵盤、用戶定位器件、顯示器和打印機的器件。
[0052]離子注入機的控制器可以配置為接收包括用于工件200的正面的參數(shù)圖案的控制信號。響應(yīng)于包括參數(shù)圖案的控制信號，當在工件200的正面上注入離子束時，控制器可以控制離子束生成器的至少一個參數(shù)，以在工件200的表面上的多個區(qū)域的每個中直接產(chǎn)生期望的離子注入圖案。如前面提及的，離子束生成器的參數(shù)可以是束掃描速度、傾斜角度、扭轉(zhuǎn)角度或它們的任意組合。
[0053]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的與FinFET制造操作相關(guān)的FFW方法500的操作流程圖。FFW方法500包括阱/Vt循環(huán)(操作502至504)、溝道/LDD循環(huán)(操作506至508)和S/D循環(huán)(操作510至512)。阱/Vt循環(huán)包括與FinFET的深隔離(S卩，阱)的形成和閥值電壓調(diào)整(即，Vt)相關(guān)的若干步驟。溝道/LDD循環(huán)包括與FinFET的溝道和輕摻雜漏極(即，LDD)的形成相關(guān)的若干操作。S/D循環(huán)包括與FinFET的源極(即，S)和漏極(即，D)的形成相關(guān)的若干操作。請注意，為了清楚，圖5中僅示出了與離子注入相關(guān)的操作。
[0054]阱/Vt循環(huán)、溝道/LDD循環(huán)以及S/D循環(huán)的概念基本上符合在前面段落中提及的基于區(qū)域的FFW操作。在一些實施例中，每個循環(huán)的分辨率(S卩，分區(qū)的區(qū)域的數(shù)目)可以彼此不同。也就是說，阱/Vt參數(shù)圖案、溝道/LDD參數(shù)圖案以及S/D參數(shù)圖案的分辨率可以是彼此不同的。在一些實施例中，例如，可以基于離子注入對空間維度變化的具體類型的敏感程度來確定分辨率。對于在子注入期間的工藝變化可以嚴重影響最終產(chǎn)品的性能的循環(huán)，可能需要將循環(huán)的分辨率設(shè)置為大于對離子注入期間的工藝變化有較低敏感程度的其他循環(huán)。然而，這不是對本發(fā)明的限制。
[0055]根據(jù)阱/Vt循環(huán)的操作502，通過至少測量鰭部的臨界尺寸(即，⑶)或線寬和/或淺溝槽隔離(即，STI)區(qū)域的厚度來導(dǎo)出阱/Vt參數(shù)圖案。在實踐中，根據(jù)實際制造工藝和/或其他方面，可以可選地改變本文中測量的空間維度的類型。具體地，鰭部的CD和STI的厚度與鰭部從STI凸出的體積相關(guān)聯(lián)，并且為了實現(xiàn)工件200的每個區(qū)域中的半導(dǎo)體器件的基本統(tǒng)一的電特性，這些空間維度測量結(jié)果對于確定應(yīng)用于下游阱/Vt離子注入操作504中的劑量的量是有用的。因此，在一些實施例中，阱/Vt參數(shù)圖案可以與離子束的束掃描速度相關(guān)。具體地，相比于同一工件的其他區(qū)域，當較大的劑量意欲注入工件的一些區(qū)域中時，較大劑量區(qū)域中的束掃描速度將更低。在一些實施例中，指定給(designated to)工件的表面上的多個區(qū)域中的每個的不同束掃描速度形成供給下游的離子注入機的參數(shù)圖案。
[0056]圖6是工件200的16個區(qū)域中的STI厚度的測量結(jié)果的視圖。通過數(shù)字標記每個區(qū)域，以指示STI的測量結(jié)果，其中，數(shù)字代表測量的STI厚度相對于在正常情況下的期望的STI厚度的關(guān)系。例如，通過X坐標(xl和x2)以及Y坐標(y4和y5)限定的區(qū)域中的數(shù)字指示測量的STI厚度比期望的厚度(S卩，參照)厚1.2倍；通過X坐標(x2和x3)以及Y坐標(y3和y4)限定的區(qū)域中的數(shù)字指示測量的STI厚度比期望的厚度厚1.1倍；以及通過X坐標(x4和x5)以及Y坐標(y3和y4)限定的區(qū)域中的數(shù)字指示測量的STI厚度比期望的厚度厚0.9倍。假設(shè)STI的厚度是唯一要考慮的變量，并且根據(jù)包括作為變量的STI厚度的函數(shù)可以導(dǎo)出離子注入機的束掃描速度，則至少根據(jù)信息(即，如圖6所示的STI厚度)可以直接導(dǎo)出阱/Vt參數(shù)圖案。圖7是工件200的16個區(qū)域中的阱/Vt參數(shù)圖案的視圖。在該實施例中，為了簡化，在阱/Vt參數(shù)圖案中的阱/Vt參數(shù)值簡單地代表束掃描速度，其中，值“ I”代表正?；騾⒄账俣??？梢钥闯?，響應(yīng)于STI厚度的掃描速度變化的趨勢基本上符合以上提及的機構(gòu)(mechanism)。具體地，圖7中示出的區(qū)域性參數(shù)值與圖6中示出的STI厚度基本成比例。
[0057]根據(jù)溝道/LDD循環(huán)的操作506，通過至少測量鰭部的⑶、FinFET的鰭部高度和/或柵極氧化物的厚度來導(dǎo)出溝道/LDD參數(shù)圖案。類似地，根據(jù)實際制造工藝和/或其他方面，可以可選地改變本文所采用的空間維度的類型。鰭部的CD、鰭部高度以及柵極氧化物的厚度不僅可以影響劑量的量，也可以指示陰影效應(yīng)(shadowing affect)的嚴重程度。在一些實施例中，溝道/LDD參數(shù)圖案可以由通過將束掃描速度與離子束的傾斜角度組合而獲得的區(qū)域性參數(shù)組成。例如，相比于具有接近基準值的鰭部高度的其他區(qū)域，具有較高的鰭部的一些區(qū)域需要較大的傾斜角度。根據(jù)S/D循環(huán)的操作508，通過至少測量鰭部的CD、鰭部高度和/或外延區(qū)域的體積來導(dǎo)出S/D參數(shù)圖案。S/D循環(huán)的操作類似于溝道/LDD循環(huán)，并且為了簡化，本文省略細節(jié)。
[0058]本發(fā)明的一些實施例提供了一種用于生成參數(shù)圖案的方法。方法包括:在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；以及根據(jù)多個測量結(jié)果，通過計算機導(dǎo)出參數(shù)圖案。參數(shù)圖案包括與工件的表面上的多個區(qū)域中的每個對應(yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0059]在本發(fā)明的一些實施例中，通過至少一條水平線和至少一條垂直線來對工件的表面進行分區(qū)。
[0060]在本發(fā)明的一些實施例中，工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在多個區(qū)域的每個中的圖案上實施多個測量。
[0061]在本發(fā)明的一些實施例中，多個測量與測量層的空間維度相關(guān)。
[0062]在本發(fā)明的一些實施例中，層的空間維度是線寬的臨界尺寸。
[0063]在本發(fā)明的一些實施例中，層的空間維度是FinFET的線寬的臨界尺寸。
[0064]在本發(fā)明的一些實施例中，層的空間維度是淺溝槽隔離件的厚度。
[0065]在本發(fā)明的一些實施例中，層的空間維度是階梯高度。
[0066]在本發(fā)明的一些實施例中，階梯高度是柵極氧化物的厚度。
[0067]在本發(fā)明的一些實施例中，層的空間維度是外延體積的尺寸。
[0068]本發(fā)明的一些實施例提供了一種離子注入方法。方法包括:在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；根據(jù)多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號；以及將控制信號輸入離子注入機，以在多個區(qū)域中的每個中實現(xiàn)期望的離子注入圖案。參數(shù)圖案包括與工件的表面上的多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0069]在本發(fā)明的一些實施例中，工件的表面包括具有期望的圖案的層，以及在多個區(qū)域的每個中的圖案上實施多個測量，以及多個測量與測量層的空間維度相關(guān)。
[0070]在本發(fā)明的一些實施例中，根據(jù)多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號的步驟包括:對從多個區(qū)域獲得的測量結(jié)果進行平均化。
[0071]在本發(fā)明的一些實施例中，在多個區(qū)域上實施多個測量以獲得多個測量結(jié)果的步驟包括:在多個區(qū)域的至少一個上重復(fù)地實施測量。
[0072]在本發(fā)明的一些實施例中，根據(jù)多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號的步驟包括:對在多個區(qū)域的至少一個上重復(fù)測量的測量結(jié)果進行平均化。
[0073]在本發(fā)明的一些實施例中，參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)期望的離子注入圖案的傾斜角度相關(guān)。
[0074]在本發(fā)明的一些實施例中，參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)期望的離子注入圖案的扭轉(zhuǎn)角度相關(guān)。
[0075]在本發(fā)明的一些實施例中，參數(shù)圖案與用于實現(xiàn)期望的離子注入圖案的離子掃描速度相關(guān)。
[0076]本發(fā)明的一些實施例提供了一種前饋半導(dǎo)體制造方法。方法包括:在工件的表面上形成具有期望的圖案的層；根據(jù)針對具有期望的圖案的層的空間維度測量來導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號，期望的圖案分布在工件的表面的多個區(qū)域上方；以及根據(jù)控制信號在工件的表面上實施離子注入。參數(shù)圖案包括與工件的表面上的多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
[0077]在本發(fā)明的一些實施例中，層包括FinFET的鰭部的層、淺溝槽隔離層、柵極氧化物層或外延體積層；以及離子注入包括阱/Vt離子注入、溝道/LDD離子注入或S/D離子注入。
【主權(quán)項】
1.一種用于生成參數(shù)圖案的方法，包括: 在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果；以及 根據(jù)所述多個測量結(jié)果，通過計算機導(dǎo)出參數(shù)圖案； 其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的多個區(qū)域中的每個對應(yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過至少一條水平線和至少一條垂直線來對所述工件的表面進行分區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述工件的表面包括具有期望的圖案的層，并在所述多個區(qū)域的每個中的圖案上實施所述多個測量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述多個測量涉及測量所述層的空間維度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述層的空間維度是線寬的臨界尺寸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述層的空間維度是FinFET的線寬的臨界尺寸。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述層的空間維度是淺溝槽隔離件的厚度。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述層的空間維度是階梯高度。9.一種離子注入方法，包括: 在工件的表面上的多個區(qū)域上實施多個測量，以獲得多個測量結(jié)果； 根據(jù)所述多個測量結(jié)果導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號；以及 將所述控制信號輸入離子注入機，以在所述多個區(qū)域的每個中實現(xiàn)期望的離子注入圖案； 其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的所述多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。10.一種前饋半導(dǎo)體制造方法，包括: 在工件的表面上形成具有期望的圖案的層； 根據(jù)針對具有所述期望的圖案的層的空間維度測量來導(dǎo)出包括參數(shù)圖案的控制信號，所述期望的圖案分布在所述工件的表面的多個區(qū)域上方；以及根據(jù)所述控制信號，在所述工件的表面上實施離子注入； 其中，所述參數(shù)圖案包括與所述工件的表面上的所述多個區(qū)域?qū)?yīng)的多個區(qū)域性參數(shù)值。
【文檔編號】H01J37/317GK105931939SQ201510569374
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年9月9日
【發(fā)明人】吳政達, 吳宗翰, 許耀文, 譚倫光, 游偉明, 王廷君
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司