專利名稱：確定半導(dǎo)體特征的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路及其處理，用于半導(dǎo)體器件的制造。特別地，本 發(fā)明提供了一種用于在集成電路制造過程中監(jiān)控各個(gè)步驟的方法和裝置。
背景技術(shù)：
集成電路或者"ic"由少數(shù)在單個(gè)硅芯片上制造的互聯(lián)器件演變?yōu)樯?br> 百萬器件。目前ic提供的性能和復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原來的想象。為了提高
電路的復(fù)雜度和電路密度(即在給定芯片面積上能夠封裝的器件數(shù)目)，
最小器件特征尺寸，即器件"幾何尺寸"，已經(jīng)隨著每一代ic變得更小。
現(xiàn)在半導(dǎo)體器件以小于1/4微米的特征來制造。
提高電路密度不但改善了 IC的復(fù)雜度和性能，也為消費(fèi)者提供了更低 成本的部件。IC制造設(shè)備可花費(fèi)上億、甚至上十億美金。每一個(gè)制造設(shè)備 具有特定的晶片生產(chǎn)能力，且每一個(gè)晶片上具有特定數(shù)目的IC。因此，通 過使IC的各個(gè)器件更小，每個(gè)晶片上可制作更多的器件，從而增加制造設(shè)
備的產(chǎn)量。由于用于ic制造的每一工藝都有限制，因此使器件更小具有很
大的挑戰(zhàn)性。也就是說， 一個(gè)給定的工藝一般只減低到一特定的特征尺寸， 并且然后需要改變工藝或者器件布局。這種限制的一個(gè)實(shí)例是，對部分處 理的集成電路的各個(gè)特征進(jìn)行測量的常規(guī)方法。
采用芯片代工服務(wù)來制造定制的集成電路多年來己得到發(fā)展。不制造
模式的(fabless)芯片公司通常設(shè)計(jì)定制的集成電路。這些定制的集成電 路需要制造一組定制的掩模，這些掩模通常稱為"掩模原版(reticle)"。 中國上海中芯國際半導(dǎo)體制造有限公司是其中一個(gè)提供代工服務(wù)的芯片公 司。盡管這些年來不制造模式的芯片公司和代工服務(wù)已有所增加，但是仍 存在許多限制。
舉例來說，在制造工藝中，經(jīng)常需要測量部分處理的IC的各個(gè)特征(如
溝槽尺度、電特性等)。比如，深溝槽(即用于制造電容的深溝槽)的尺 度通常是IC的重要方面。各種常規(guī)技術(shù)，如通過解剖部分處理的IC并檢 査被解剖的IC來測量IC特征。不幸的是，常規(guī)技術(shù)通常是差強(qiáng)人意的。 也就是說，常規(guī)技術(shù)經(jīng)常是煩瑣的，要求手工切割工藝，并且沒有效率， 這導(dǎo)致更高的成本和其他不合需要的特征。通過本說明和下面更詳細(xì)的說 明可發(fā)現(xiàn)這些和其他局限。
因此，需要一種改善的用于處理半導(dǎo)體器件的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及集成電路及其處理，用于半導(dǎo)體器件的制造。特別地，本 發(fā)明提供了一種在集成電路制造過程中監(jiān)控各個(gè)步驟的方法和裝置。僅僅 通過示例的方式，本發(fā)明已應(yīng)用于測量與用于集成電路制造的部分處理的 半導(dǎo)體的生長工藝和/或溝槽形成、蝕刻關(guān)聯(lián)的特征，如尺度。更具體而言， 本發(fā)明提供了一種使用用于確定包括溝槽和其它特征等的特征空間尺度的 監(jiān)控技術(shù)來制造集成電路的方法。但是要明確的是本發(fā)明具有更為廣泛的 應(yīng)用范圍。'例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種對部分處理的集成電路 的電容進(jìn)行測量的方法。
在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于確定部分處理的集成電路
的一個(gè)或者多個(gè)特征的方法。該方法包括用于提供襯底材料的步驟。例如， 襯底材料可由襯底厚度和襯底直徑來表征。該方法還包括在襯底材料內(nèi)形 成至少一個(gè)開口 (比如深溝槽等)的步驟。開口可通過至少一個(gè)開口特征 來表征。開口特征包括襯底厚度一部分內(nèi)的深度和開口寬度。深度和寬度 與未知體積相關(guān)。另外該方法包括用于提供預(yù)定量的填充材料的步驟。比 如，提供己知量的聚合物材料。該方法還包括以下步驟處理填充材料以 使填充材料的第一部分進(jìn)入開口中(如通過熔化聚合物材料并使其流入開 口中)并占據(jù)與開口特征相關(guān)的整個(gè)未知體積，而填充材料的第二部分保 持在與開口特征相關(guān)的未知體積外。而且，該方法包括采用一個(gè)或多個(gè)工藝來處理填充材料的第二部分以確定與未知體積相關(guān)的空間特征的步驟。
在另 一具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于確定部分處理集成電路 的一個(gè)或者多個(gè)特征的方法。該方法包括用于提供襯底材料的步驟。例如， 襯底材料由第一多個(gè)尺度(如尺寸、厚度等)來表征。該方法也包括在襯 底材料上形成一個(gè)或者多個(gè)開口的步驟。例如，所述一個(gè)或多個(gè)開口采用 至少一個(gè)開口特征(如深度、深寬比、尺寸等)來表征。另外，該方法還 包括提供填充材料的步驟。填充材料由第一部分和第二部分組成。第一部 分位于一個(gè)或者多個(gè)開口內(nèi)，第二部分覆蓋一個(gè)或者多個(gè)開口。該方法也 包括用于確定填充材料的至少一個(gè)填充特征(如填充到開口中的填充材料 的量、去除預(yù)定量的填充材料的灰化時(shí)間等)的步驟。另外，該方法還包 括用于確定開口特征的步驟。開口特征與填充特征相關(guān)。
按照另一具體實(shí)施例，本發(fā)明提供了用于確定部分處理的集成電路的 一個(gè)或者多個(gè)特征的方法。該方法包括用于提供襯底材料的步驟。例如， 襯底材料由第一多個(gè)尺度來表征。該方法還包括在襯底材料上形成一個(gè)或 者多個(gè)開口的步驟。例如，所述一個(gè)或多個(gè)開口通過至少一個(gè)開口特征來 表征。另外，該方法包括提供聚合物材料(如光致抗蝕劑材料等)的步驟。 聚合物材料覆蓋一個(gè)或者多個(gè)開口。例如，聚合物材料通過預(yù)定的量來表 征(如體積、尺寸等)。該方法也包括使聚合物材料經(jīng)歷預(yù)定的條件(如
硬烤(hard bake)工藝、高溫等)的步驟。聚合物材料在經(jīng)歷了預(yù)定的條 件后變成流體聚合物材料。流體聚合物材料由第一部分和第二部分組成。 第一部分位于一個(gè)或者多個(gè)開口內(nèi)，第二部分覆蓋一個(gè)或者多個(gè)開口。另 外，該方法包括用于確定流體聚合物材料的一個(gè)或者多個(gè)填充特征的步驟。 該方法還包括用于確定開口特征的步驟，開口特征與一個(gè)或者多個(gè)填充特 征相關(guān)。
按照又一具體實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于制造集成電路的方法。 該方法包括用于提供一批半導(dǎo)體襯底以便制造集成電路的步驟。該方法也 包括在每一個(gè)襯底上形成一個(gè)或者多個(gè)開口的步驟。例如，每一個(gè)開口通過深度和深寬比來表征。該方法又包括為每一個(gè)襯底提供填充材料的步驟。 填充材料由填充部分和覆蓋部分組成。填充部分位于每個(gè)襯底上一個(gè)或者 多個(gè)開口內(nèi)。覆蓋部分覆蓋每個(gè)襯底上的一個(gè)或者多個(gè)開口。該方法另外 還包括針對每個(gè)襯底來確定填充特征。填充特征與填充部分的尺寸相關(guān)。 該方法還包括基于填充特征、針對每個(gè)襯底來確定開口特征的步驟。開口 特征與深度和深寬比相關(guān)。另外，該方法還包括用于處理每個(gè)襯底的步驟。 而且，該方法包括用于使用每個(gè)襯底提供完全處理的集成電路的步驟。在 這里定義的"一個(gè)襯底"或者"多個(gè)襯底"可通過與本領(lǐng)域一普通技術(shù)相
一致的含義來解釋。也就是說，"襯底"可包括體襯底(bulk substrate)、 多層襯底(即覆蓋有電介質(zhì)和金屬膜的硅晶片)、分級襯底、絕緣體上硅 襯底、外延硅襯底、及其任何組合，包括多層襯底、部分處理的晶片(包 括集成電路和其他元件的部分)、圖案化和非圖案化的晶片等。當(dāng)然，可 能存在其他變更、修改或者替換。
與常規(guī)技術(shù)相比，本發(fā)明具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，本技術(shù)使得易于使用 依賴于常規(guī)技術(shù)的工藝。在一些實(shí)施例中，所述方法提供了一種用于測量 部分處理的IC的各個(gè)特征而在工藝中不破壞IC的方法。比如，在制造工
藝中，可針對每個(gè)晶片來測量深溝槽的各個(gè)尺度和電性能。根據(jù)各個(gè)實(shí)施 例，本發(fā)明降低了制造成本、加強(qiáng)了可靠性、并提高了 IC的一致性。另外， 該方法提供的工藝與常規(guī)工藝兼容，不需要對常規(guī)設(shè)備和工藝進(jìn)行實(shí)質(zhì)上 的修改。根據(jù)實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。這些和其他優(yōu)點(diǎn) 在本說明中尤其在下面會更加詳細(xì)地描述。
通過參考下面的詳細(xì)描述以及附圖，本發(fā)明的各個(gè)附加目的、特征以 及優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。


圖1是示出半導(dǎo)體晶片垂直剖面的示意圖。 圖2是示出半導(dǎo)體晶片垂直截面的示意圖。
圖3是示出部分處理的晶片的橫截面的示意圖。
圖3A是示出用于獲取部分處理的晶片材料的橫截面的工藝的示意圖。 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定半導(dǎo)體晶片各個(gè)特征的方法 的簡化流程圖
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例在襯底材料上形成的開口的示意圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例填充開口的示意圖。
圖7A-7C是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的填充材料的輪廓的示意圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的參考數(shù)據(jù)的示意圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的參考數(shù)據(jù)的另一示意圖。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所使用的工具程序的示意圖。
圖11是說明本發(fā)明一實(shí)施例的簡化的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及集成電路及其處理，用于半導(dǎo)體器件的制造。特別地，本 發(fā)明提供了一種在集成電路制造過程中監(jiān)控各個(gè)步驟的方法和裝置。僅僅 通過示例的方式，本發(fā)明已應(yīng)用于測量與用于集成電路制造的部分處理的 半導(dǎo)體的生長工藝和/或溝槽形成、蝕刻關(guān)聯(lián)的特征，如尺度。更具體而言， 本發(fā)明提供了一種使用用于確定包括溝槽和其它特征等的特征空間尺度的 監(jiān)控技術(shù)來制造集成電路的方法。但是要明確的是本發(fā)明具有更為廣泛的 應(yīng)用范圍。例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種對部分處理的集成電路 的電容進(jìn)行測量的方法。
如上所述，各種常規(guī)技術(shù)已被用于監(jiān)控制造工藝和測量各個(gè)特征(如 尺寸、尺度、電容等)。通常，常規(guī)技術(shù)破壞被監(jiān)控或測量的晶片。比如， 常規(guī)技術(shù)要求在進(jìn)行各種測量和檢査之前解剖半導(dǎo)體晶片。
圖1是半導(dǎo)體晶片垂直剖面的示意圖。如圖所示，垂直剖面ioo表示
晶片上的正常(即或者合乎要求的)溝槽的垂直剖面。垂直iio表示縮小 (即不合乎要求的或者甚至有缺陷的)溝槽的垂直剖面。與垂直剖面ioo
給出的溝槽相比，垂直剖面IIO給出的溝槽具有較小的尺寸，且溝槽寬度 向著溝槽深端迅速下降。
圖2是半導(dǎo)體晶片的垂直截面圖。如圖所示，垂直剖面200表示晶片 上正常(或者合乎要求的)溝槽的橫截面。垂直剖面210表示底部短路(即 不合乎要求的或甚至有缺陷的)的溝槽的橫截面。與垂直剖面200示出的 溝槽相比，垂直剖面210示出的溝槽較淺。
除了檢查垂直剖面，橫截面可用來測量晶片的各個(gè)特征。圖3表示部 分處理晶片的橫截面。例如，橫截面310通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來 獲取。圖3A表示用于獲取部分處理晶片的材料的橫截面的工藝。比如，2 微米和5微米深度處的橫截面通過CMP工藝來獲取。根據(jù)這兩個(gè)深度處的 開口尺寸，可測量各個(gè)特征(如深度、容量、電容等)。
通過獲取晶片的垂直剖面和/或橫截面以及檢查解剖的晶片，常規(guī)技術(shù) 提供了用于監(jiān)控制造工藝的工具。不幸的是，以上所述的常規(guī)技術(shù)成本高 且效率低。舉例來說，常規(guī)技術(shù)在工藝中破壞了受檢晶片。結(jié)果只檢查了 挑選的一并非所有的一晶片。另外，根據(jù)常規(guī)技術(shù)的、解剖和檢查晶片的 工藝經(jīng)常需要幾小時(shí)。
因此，應(yīng)理解，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明允許對部分處理的半導(dǎo)體晶 片的各個(gè)特征進(jìn)行測量，而不會破壞晶片。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于確定半導(dǎo)體晶片各個(gè)特征的方法的 簡化流程圖。本圖僅僅作為一個(gè)實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可進(jìn)行任何變更、替換和修改，而不脫離 本發(fā)明的范圍，例如，各個(gè)步驟可添加、去除、移動、代替、重復(fù)、交疊 和/或者部分交疊。
在步驟401，襯底材料被提供。例如，襯底材料包括用來制造半導(dǎo)體 晶片的純硅材料。半導(dǎo)體可由各個(gè)尺度來表征。根據(jù)一具體實(shí)施例，襯底 材料是直徑為12英寸的圓形，襯底材料也可具有其他尺度。
在步驟402， 一個(gè)或者多個(gè)開口形成于襯底材料上。根據(jù)應(yīng)用，各種
技術(shù)可用于在襯底上形成開口。根據(jù)一具體實(shí)施例，執(zhí)行蝕刻工藝來形成 開口。例如，執(zhí)行等離子體蝕刻以在襯底材料上形成深溝槽。根據(jù)另一個(gè) 具體實(shí)施例，開口通過硅生長的方式形成于襯底材料上。
其中，襯底可以包括覆蓋襯底材料的多個(gè)膜。所述襯底可包括硅晶片， 該硅晶片可包括覆蓋的一個(gè)或多個(gè)膜。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成于襯底材料上的開口的示意圖。本 圖僅僅作為一個(gè)實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員可進(jìn)行任何變更、替換和修改。如圖5所示，部分處理的半導(dǎo)體
晶片500包括若干開口。開口具有各種物理和電特征，如深度、尺寸、容 量、間隔距離、深寬比等。例如，深寬比(即深度/寬度)大于10:1的開 口為深溝槽。另外，開口的深寬比可以大于7，例如，可以為IO、 20、 30、 40、 50、 60等，優(yōu)選地，開口的深寬比在30至50的范圍內(nèi)。開口寬度可 以為約200nm或更少，例如，可以為190nm、 180nm、 160nm、 150nm、 140nm、 130nm、 120nm、 110nm、 100nm、 90nm、 80nm、 70nm等。開口寬度的優(yōu)選范 圍為90-150nm。作為另一實(shí)施例，開口用來形成電容器，其電特征與開口 的物理尺度相關(guān)。
再參考圖4。在步驟403，填充材料被提供并填充至襯底上的開口中。 根據(jù)應(yīng)用，可使用各種類型的填充材料。例如，流體材料和類流體材料(即 在高溫下表現(xiàn)流體特征的固體聚合物材料)可用作填充材料。根據(jù)一具體 實(shí)施例，液體材料(如水)被用作填充材料。根據(jù)另一個(gè)具體實(shí)施例，光 致抗蝕劑材料也被用作填充材料。亦可使用其他具有類似流體的流動特征 的材料。
圖6是根據(jù)本發(fā)明-一實(shí)施例的開口填充的簡化示意圖。本圖僅作為一 個(gè)實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可做 出任何的變更、替換和修改。如圖6所示，在填充工藝之后，部分處理的 晶片包括部分處理的半導(dǎo)體晶片620和填充材料610。填充材料610可限 定為兩部分填充到開口中的第一部分610b和覆蓋開口的第二部分610a。
根據(jù)另一實(shí)施例，填充材料610不包括覆蓋開口的第二部分。也可以有其 他變更。
再參考圖4。在步驟404，確定了填充材料的各個(gè)特征。根據(jù)一具體實(shí) 施例，確定了填充到開口中的填充材料的量。例如，預(yù)定量的填充材料被 填充到開口中，覆蓋開口的填充材料(即沒有填充到開口中的填充材料的 部分)的厚度被用來確定填充到開口中的填充材料的量。例如，如果用2 毫升的填充材料填充開口，而1毫升的填充材料覆蓋開口，則可確定1毫 升的填充材料被填充在開口中。
根據(jù)另一個(gè)具體實(shí)施例，填充特征包括填充材料的輪廓。圖7A-7C是 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的填充材料的輪廓的示意圖。這些圖僅僅作為一個(gè)實(shí) 例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可進(jìn)行任 何變更、替換和修改。對于所使用的基本相同量的填充材料(如光致抗蝕 劑)，圖7A中的輪廓70()表示了開口小而大部分填充材料保持在頂上的情 形；圖7C中的輪廓720表示開口大而幾乎所有填充材料填充到開口中的情 形；圖7B中的輪廓710表示開口尺寸介于圖7A和7C的開口尺寸之間的情 形。
根據(jù)又一個(gè)具體實(shí)施例，填充特征包括填充材料的蝕刻和/或者凹陷時(shí) 間。例如，覆蓋開口的填充材料的較長凹陷時(shí)間意味著開口小且大部分填 充材料沒有填充到開口中，反之亦然。也可有其他填充特征。
再參考圖4。在步驟405，開口的各個(gè)特征被確定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，
開口的尺寸基于填充在開口中的填充材料的量來確定。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例， 開口的尺寸基于覆蓋開口的填充材料的量來確定。根據(jù)應(yīng)用，開口的尺寸 和形狀可基于覆蓋開口的填充材料的輪廓(如形狀)來確定。根據(jù)又一具 體實(shí)施例，開口的各個(gè)特征通過將目標(biāo)晶片的填充特征與參考數(shù)據(jù)相比而 獲取。例如，參考數(shù)據(jù)包括預(yù)定的值(如，采用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行的測量，如 解剖數(shù)據(jù))。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的參考數(shù)據(jù)的示意圖。本圖僅僅作為一個(gè)
實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可進(jìn)行 任何變更、替換和修改。在圖800中，相對于深度2微米處的開口尺寸描 繪了填充特征(如光致抗蝕劑凹陷時(shí)間)。在確定開口的各個(gè)尺度的過程
中，可采用圖800。例如，根據(jù)圖800， 70秒的凹陷時(shí)間對應(yīng)于深度2微 米處約0.145微米的開口尺寸。應(yīng)該理解，其他類型的參考數(shù)據(jù)可用來確 定開口的各個(gè)特征。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的參考數(shù)據(jù)的另一示意圖。本圖僅僅作為 一個(gè)實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可 進(jìn)行任何變更、替換和修改。在圖900中，相對于開口的電容描繪了填充 特征(即光致抗蝕劑凹陷時(shí)間)。尤其是，本發(fā)明提供一種用于測量各個(gè) 特征一如制造工藝的早期階段中的電容一的方法。通常，特定集成電路的 電容在制作工藝的后期階段中確定。
應(yīng)理解，本發(fā)明允許獲取開口的詳細(xì)特征。圖10是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施
例所使用的工具程序的示意圖。本圖僅僅作為一個(gè)實(shí)例，不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵?制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可進(jìn)行任何變更、替換和修改。 屏幕拷貝1000示出一種用于基于填充材料的輪廓來確定開口的各個(gè)特征 的計(jì)算機(jī)化的工具。
現(xiàn)在再參考圖4。在步驟406，填充材料被去除。根據(jù)一實(shí)施例，填充 材料是光致抗蝕劑，并在步驟406被部分去除。根據(jù)應(yīng)用，去除材料被去 除、保持或者部分去除。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，填充材料的去 除與現(xiàn)有技術(shù)兼容。
圖11是說明本發(fā)明一實(shí)施例的簡單流程圖。本圖僅僅作為一個(gè)實(shí)例， 不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可進(jìn)行任何變 更、替換和修改。例如，各個(gè)步驟可被添加、去除、移動、代替、重復(fù)、 交疊和/或者部分交疊。
在步驟1101，襯底材料被提供。例如，襯底材料包括用來制造半導(dǎo)體 晶片的純硅材料。半導(dǎo)體可通過各個(gè)尺度來表征。根據(jù)一具體實(shí)施例，襯
底材料為直徑為12英寸的圓。襯底材料也可具有其他尺度。
在步驟1102， 一個(gè)或者多個(gè)開口形成于襯底材料上。依賴于應(yīng)用，各 種技術(shù)可用于在襯底材料上形成開口。根據(jù)一具體實(shí)施例，執(zhí)行蝕刻工藝 以形成開口。例如，執(zhí)行等離子體蝕刻以在襯底材料上形成深溝槽。根據(jù) 另一個(gè)實(shí)施例，開口通過硅生長的方式在襯底材料上形成。
在步驟1103，預(yù)定量的聚合物被提供。根據(jù)一具體實(shí)施例，聚合物材
料是固體材料。例如，聚合物材料是光致抗蝕劑材料。通常，固體形式的 聚合物材料具有高的粘度值，且因此沒有填充到開口中。
在步驟1104，聚合物材料被處理。根據(jù)一具體實(shí)施例，聚合物材料經(jīng) 受硬烤工藝，并熔化成流體形狀。例如，在硬烤工藝之后，聚合物材料變 成了流體聚合物材料。通常，流體聚合物材料的粘度值比熔化前的固體聚 合物材料低。由于低的粘度，流體聚合物材料填充入開口中。在填充入開 口中之后，流體聚合物材料有填充在開口中的第一部分和覆蓋開口的第二 部分。依賴于應(yīng)用，流體聚合物材料在填充到開口中之后被硬化。
在步驟1105，聚合物材料的各個(gè)填充特征被確定。根據(jù)一具體實(shí)施例， 確定了填充入開口中的聚合物材料的量。例如，由于聚合物材料的總量是 已知的，填充在開口中的聚合物材料的量是聚合物材料總量減去覆蓋開口 的聚合物材料的量(即沒有填充到開口中的聚合物材料的量)。根據(jù)另一 個(gè)具體實(shí)施例，確定了去除(或者部分去除)覆蓋開口的聚合物材料所需 的時(shí)間。例如，長的去除時(shí)間表明大量聚合物材料位于開口頂上，而少量 聚合物材料填充入開口中。
在步驟1106，開口的各個(gè)特征被確定。根據(jù)一實(shí)施例，開口的物理尺 度基于填充入開口中的聚合物的量來確定。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，開口的物 理尺度通過將新確定的填充特征與預(yù)定的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定。應(yīng)該 理解的是，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例也允許確定開口的其他特征，如電容等。
通常，在幵口的各個(gè)特征被確定之后，去除聚合物材料。例如，灰化 工藝用于去除聚合物材料。也可存在去除聚合物材料的其他方法。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于確定部分處理的集成電 路的一個(gè)或者多個(gè)特征的方法。該方法包括用于提供襯底材料的步驟。例 如，襯底材料可由襯底厚度和襯底直徑來表征。該方法還包括在襯底材料 內(nèi)形成至少一個(gè)開口 (比如深溝槽等)的步驟。開口可通過至少一個(gè)開口 特征來表征。開口特征包括襯底厚度的一部分內(nèi)的深度和開口寬度。深度 和寬度與未知體積相關(guān)。另外該方法包括用于提供預(yù)定量的填充材料的步 驟。比如，提供已知量的聚合物材料。該方法還包括以下步驟處理填充 材料以使填充材料的第一部分進(jìn)入開口中(如通過熔化聚合物材料并使其 流入開口中)并占據(jù)與開口特征相關(guān)的整個(gè)未知體積，而填充材料的第二 部分保持在與開口特征相關(guān)的未知體積外。而且，該方法包括采用一個(gè)或 多個(gè)工藝來處理填充材料的第二部分以確定與未知體積相關(guān)的空間特征的 步驟。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種制造集成電路的方法。本方法 包括提供一批半導(dǎo)體襯底以便制造集成電路的步驟。該方法還包括在每個(gè) 襯底上形成一個(gè)或者多個(gè)開口的步驟。例如， 一個(gè)或者多個(gè)開口通過蝕刻 工藝來。每一個(gè)開口可通過深度和深寬比來表征。開口的深寬比可以大于
7，例如，可以為10、 20、 30、 40、 50、 60等，優(yōu)選地，開口的深寬比在 30至50的范圍內(nèi)。開口寬度可以為約200nm或更少，例如，可以為190nm、 180nm、 160腿、150nm、 140nm、 130nm、 120服、110nm、 100nm、 90nm、 80mn、 70nm等。開口寬度的優(yōu)選范圍為90-150nm。例如，深溝槽的深寬比通常大 于10:1。該方法也包括為每一個(gè)襯底提供填充材料的步驟。填充材料由填 充部分和覆蓋部分組成。填充部分位于每個(gè)襯底上的一個(gè)或者多個(gè)開口內(nèi)， 覆蓋部分覆蓋每個(gè)襯底的一個(gè)或者多個(gè)開口 。該方法又包括針對每一個(gè)襯 底來確定填充特征的步驟。例如，填充特征與填充部分的尺寸相關(guān)。本方 法又包括基于填充特性來確定每一個(gè)襯底的開口特征的步驟。如，開口特 征與深度和深寬比相關(guān)。另外，本方法包括用于處理每個(gè)襯底的步驟。應(yīng) 理解本發(fā)明提供了一種確定開口的各個(gè)特征(如深度、深寬比、尺寸等)
的方法，其中不破壞襯底或其結(jié)構(gòu)，而且待處理的每個(gè)晶片可監(jiān)控和測量。 另外，本方法包括用于采用每個(gè)襯底來提供完全處理的集成電路的步驟。
與常規(guī)技術(shù)相比，本發(fā)明具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，本技術(shù)使得易于使用 依賴于常規(guī)技術(shù)的工藝。在一些實(shí)施例中，所述方法提供了一種用于測量 部分處理的IC的各個(gè)特征而在工藝中不破壞IC的方法。比如，在制造工 藝中，可針對每個(gè)晶片來測量深溝槽的各個(gè)尺度和電性能。根據(jù)各個(gè)實(shí)施
例，本發(fā)明降低了制造成本、加強(qiáng)了可靠性、并提高了 IC的一致性。另外,
該方法提供的工藝與常規(guī)工藝技術(shù)兼容，不需要對常規(guī)設(shè)備和工藝進(jìn)行實(shí) 質(zhì)上的修改。根據(jù)實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。這些和其他 優(yōu)點(diǎn)在本說明中尤其在下面會更加詳細(xì)地描述。
應(yīng)該理解，此處所描述的實(shí)例和實(shí)施例僅是為了說明目的，而且根據(jù) 這些實(shí)施例，將啟示本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員進(jìn)行各種修改和變更，并且這 些修改和變更將涵蓋于本申請的精神和范圍以及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于確定部分處理的集成電路的一個(gè)或者多個(gè)特征的方法，包括提供襯底材料，所述襯底材料通過襯底厚度和襯底直徑來表征；在襯底材料內(nèi)形成至少一個(gè)開口，所述開口通過至少一個(gè)開口特征來表征，所述開口特征為所述襯底厚度一部分內(nèi)的深度和開口寬度，所述厚度和寬度與未知體積相關(guān)；提供預(yù)定量的填充材料；處理所述填充材料，以使所述填充材料的第一部分進(jìn)入開口中，并占據(jù)與所述開口特征相關(guān)的整個(gè)未知體積，而所述填充材料的第二部分保持在與所述開口特征相關(guān)的未知體積外；采用一個(gè)或者多個(gè)工藝來處理所述填充材料的第二部分，以確定與未知體積相關(guān)的空間特征。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成開口包括蝕刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述部分處理的集成電路用于生產(chǎn) 電容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成開口包括深溝槽形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成開口包括第一生長材料的生長。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充材料包括流體材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述填充材料由液體材料組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充材料包括聚合物材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理所述填充材料的第二部分包括確定與填充材料的第二部分相關(guān)的填充特征； 基于所述填充特征來確定與未知體積相關(guān)的空間特征。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述填充特征包括體積變化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述填充特征包括所述第二部分 的厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述填充特征包括所述填充材料 的凹陷時(shí)間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述填充特征包括所述填充材料 的灰化時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括所述填充材料的去除。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括所述填充材料的部分去除。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口特征包括溝槽深度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口特征包括開口尺寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述開口特征包括電容。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述開口特征包括深寬比。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中確定空間特征包括提供一組參考數(shù)據(jù)； 比較所述填充特征和所述參考數(shù)據(jù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯底包括覆蓋襯底材料的多 個(gè)膜。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯底包括硅晶片，該硅晶片 包括覆蓋的一個(gè)或多個(gè)膜。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中開口寬度和開口深度包含至少為 7的深寬比(深度/寬度)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述開口寬度為約200 nm或者更少。
25. —種用于確定部分處理的集成電路的一個(gè)或者多個(gè)特征的方法，包括提供襯底材料，所述襯底材料通過第一多個(gè)尺度來表征；在所述襯底材料上形成一個(gè)或者多個(gè)開口 ，所述一個(gè)或者多個(gè)開口通過 至少一個(gè)開口特征來表征； 提供聚合物材料，所述聚合物材料覆蓋所述一個(gè)或者多個(gè)開口，所述聚 合物材料通過預(yù)定的量來表征；使所述聚合物材料經(jīng)歷預(yù)定條件，其中所述聚合物材料在經(jīng)歷所述預(yù)定 條件后變成流體聚合物材料，該流體聚合物材料由第一部分和第二部分組成， 該第一部分位于所述一個(gè)或者多個(gè)開口內(nèi)，該第二部分覆蓋所述一個(gè)或者多個(gè)開口；確定所述流體聚合物材料的一個(gè)或者多個(gè)填充特征； 確定所述開口特征，所述開口特征與所述一個(gè)或者多個(gè)填充特征相關(guān)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述開口特征包括溝槽深度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述開口特征是深寬比。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述預(yù)定條件包括預(yù)定的溫度。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述預(yù)定條件與硬烤工藝有關(guān)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中每一開口通過至少10:1的深寬 比來表征。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述一個(gè)或者多個(gè)填充特征包括 所述第一部分的體積。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述一個(gè)或者多個(gè)填充特征包括 所述第二部分的厚度。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述一個(gè)或者多個(gè)填充特征包括所述第二部分的輪廓。
34. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述一個(gè)或者多個(gè)填充特征包括去除所述第二部分的預(yù)定量所需的時(shí)間。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中確定所述流體聚合物材料的一個(gè) 或者多個(gè)填充特征包括去除預(yù)定量的流體聚合物材料；確定與去除預(yù)定量的流體聚合物材料相關(guān)的時(shí)間。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中去除所述第二部分包括灰化工 藝。
37. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述聚合物材料通過第一粘度值 來表征，而所述流體聚合物材料通過第二粘度值來表征，所述第一粘度值大 于所述第二粘度值。
38. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中確定所述開口特征包括 提供多個(gè)參考數(shù)據(jù)，所述多個(gè)參考數(shù)據(jù)與多個(gè)預(yù)定的開口特征和多個(gè)預(yù)定的填充特征相關(guān)；基于所述多個(gè)參考數(shù)據(jù)來確定所述開口特征。
39. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括去除預(yù)定量的流體聚合物 材料。
40. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述聚合物材料為固體材料。
41. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述流體聚合物材料由流動特征 來表征。
42. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述流體聚合物材料是所述聚合 物材料在高溫下熔化后的液體形態(tài)的聚合物材料。
43. —種用于制造集成電路方法，包括 提供一批半導(dǎo)體襯底，用于制造集成電路；在每一襯底上形成一個(gè)或者多個(gè)開口，每一開口通過深度和深寬比來表征；為每一襯底提供填充材料，所述填充材料由填充部分和覆蓋部分組成， 所述填充部分位于每一襯底上的一個(gè)或者多個(gè)開口內(nèi)，所述覆蓋部分覆蓋每 一襯底上的一個(gè)或者多個(gè)開口；針對每一襯底確定填充特征，所述填充特征與所述填充部分的尺寸相關(guān)； 基于所述填充特征為每一襯底確定開口特征，所述開口特征與深度和深 寬比相關(guān)；處理每一襯底；及利用每一襯底提供完全處理的集成電路。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述方法，其中所述完全處理的集成電路包括電容。
45. 根據(jù)權(quán)利要求43所述方法，其中所述完全處理的集成電路包括 D廳。
全文摘要
公開了用于確定半導(dǎo)體特征的方法和系統(tǒng)。在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于確定部分處理的集成電路的一個(gè)或多個(gè)特征的方法。該方法包括提供襯底材料的步驟。該方法進(jìn)一步包括在襯底材料內(nèi)形成至少一個(gè)開口的步驟。開口可通過開口特征來表征，開口特征包括與未知體積相關(guān)的深度和開口寬度。該方法包括提供填充材料的步驟。該方法還包括處理填充材料使該填充材料的第一部分進(jìn)入開口中并占據(jù)與開口特征相關(guān)的整個(gè)未知體積而該填充材料的第二部分保持在未知體積外的步驟。此外，該方法包括采用一個(gè)或者多個(gè)工藝來處理該填充材料的第二部分以確定與未知體積相關(guān)的空間特征的步驟。
文檔編號H01L21/822GK101110380SQ20061002929
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者立 徐 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司