專利名稱：測(cè)量重疊誤差的半導(dǎo)體器件和方法、光刻設(shè)備及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量重疊誤差(overlay error)的半導(dǎo)體器件、一種測(cè)量重疊誤差的方法、一種光刻設(shè)備和一種制造器件的方法。

背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常應(yīng)用到所述襯底的目標(biāo)部分上)的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地被稱為掩?；驑?biāo)線(recticle)的圖案形成裝置用于產(chǎn)生將被形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一個(gè)或幾個(gè)管芯的一部分)。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單個(gè)的襯底將包含連續(xù)被形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂的步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過(guò)將全部圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來(lái)照射每一個(gè)目標(biāo)部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過(guò)沿給定方向(“掃描”方向)利用輻射束掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來(lái)照射每一個(gè)目標(biāo)部分。還可以通過(guò)將所述圖案壓印(imprinting)到所述襯底上，而將所述圖案從所述圖案形成(patteming)裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底。
集成電路由多個(gè)單層形成，其中每個(gè)單層都根據(jù)按照上面解釋的特定圖案被形成圖案。每一個(gè)圖案化層與先前的圖案化層必定有一定對(duì)齊或重疊，以確保能夠形成所設(shè)計(jì)的集成電路，其中所述層位于先前的圖案化層上。因此，光刻工藝需要所有圖案互相對(duì)齊。對(duì)齊精度的測(cè)量就是所謂的連續(xù)圖案之間的重疊，即一個(gè)圖案疊合在之前創(chuàng)建的圖案上。重疊層的不重合通常被稱作重疊誤差。
重疊能夠借助重疊標(biāo)記(overlay marker)來(lái)以光學(xué)的方式測(cè)量，所述重疊標(biāo)記包括在第一圖案形成步驟中在第一層上制作的一部分和在隨后的圖案形成步驟中在后續(xù)層上制作的另一部分。這兩部分的相對(duì)位置用作重疊的測(cè)量參考。這個(gè)過(guò)程能夠根據(jù)需要在集成電路的生產(chǎn)進(jìn)程中重復(fù)多次。
重疊也能在集成電路的生產(chǎn)進(jìn)程完成后、借助電子測(cè)量工具來(lái)測(cè)量，其中所述電子測(cè)量工具基本上將成品率關(guān)聯(lián)到重疊。典型地，這種電子測(cè)量工具提供簡(jiǎn)單的布爾邏輯結(jié)果，即兩層之間是否存在短路。典型地，現(xiàn)有技術(shù)將電子測(cè)量工具應(yīng)用到帶有多種已知偏移的結(jié)構(gòu)陣列，其中所述偏移在特定的重疊誤差發(fā)生時(shí)引起短路或開路。測(cè)量所有結(jié)構(gòu)，工作/不工作之間的斷點(diǎn)確定重疊。重疊誤差不能以小于固有偏移的精度被確定。這種工作方式的缺陷是有細(xì)致紋理的測(cè)量需要大量的結(jié)構(gòu)和測(cè)量工具。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種制造器件的方法，其包括由與現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比具有相對(duì)較高精度的電子測(cè)量工具進(jìn)行的重疊確定。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于確定在半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管和第二晶體管；第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域； 第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且 第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果(effect)與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
對(duì)比上面討論的僅僅允許確定重疊誤差的離散值的現(xiàn)有方法，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于可允許在連續(xù)的刻度上進(jìn)行重疊誤差的測(cè)量。
在第二方面中，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述半導(dǎo)體器件用于確定在半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差，所述方法包括 -將第一晶體管和第二晶體管設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上； -為第一晶體管設(shè)置與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域； -為第二晶體管設(shè)置與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 所述方法還包括 -為分別形成第一和第二晶體管而形成半導(dǎo)體襯底的第一和第二半導(dǎo)體表面區(qū)域； -在第一半導(dǎo)體表面區(qū)域上生成第一柵極并在第二半導(dǎo)體表面區(qū)域上生成第二柵極； 所述第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，以及 所述第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
在第三方面中，本發(fā)明涉及一種測(cè)量在半導(dǎo)體襯底上的光刻圖案的重疊誤差的方法，所述光刻圖案包括至少一個(gè)包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體器件；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域； 所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)； 所述方法包括 -確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值； -確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二值，以及 -確定第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
在第四方面中，本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置支架，其被構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在其橫截面方向把圖案賦給輻射束，以形成圖案化輻射束；襯底臺(tái)，其被構(gòu)造用于保持襯底；干涉儀裝置，用于確定襯底臺(tái)的位置；以及投影系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于將所述圖案化輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上； 所述光刻設(shè)備還包括輸入口、處理器、存儲(chǔ)器和輸出口； 所述處理器與輸入口、存儲(chǔ)器和輸出口相連； 所述處理器被配置用于通過(guò)輸入口與至少一個(gè)半導(dǎo)體器件進(jìn)行電連接； 所述至少一個(gè)半導(dǎo)體器件被配置用于確定在包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且 第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)； 所述處理器被配置用于 -接收第一信號(hào)，所述第一信號(hào)包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值； -接收第二信號(hào)，所述第二信號(hào)包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二個(gè)值； -確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差； -由器件參數(shù)差確定重疊誤差值。
在第五方面中，本發(fā)明涉及在計(jì)算機(jī)介質(zhì)上、將被計(jì)算機(jī)加載的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)包括處理器、存儲(chǔ)器、輸入口和輸出口，所述存儲(chǔ)器與處理器相連，并且所述輸入口和輸出口中的每個(gè)都與處理器相連，所述計(jì)算機(jī)為光刻設(shè)備的一部分，所述光刻設(shè)備包括照射系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置支架，其被構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在其橫截面方向把圖案賦給輻射束，以形成圖案化輻射束；襯底臺(tái)，其被構(gòu)造用于保持襯底；干涉儀裝置，用于確定襯底臺(tái)的位置；以及投影系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于將所述圖案化輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上； 所述處理器被構(gòu)造用于通過(guò)輸入口與至少一個(gè)半導(dǎo)體器件進(jìn)行連接； 所述至少一個(gè)半導(dǎo)體器件用于確定在包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)； 所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在加載后允許處理器進(jìn)行 -接收第一信號(hào)，所述第一信號(hào)包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值； -接收第二信號(hào)，所述第二信號(hào)包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二值； -確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
在第六方面中，本發(fā)明涉及一種器件制造方法，包括將光刻圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，還包括測(cè)量在半導(dǎo)體襯底上的光刻圖案的重疊誤差，所述光刻圖案包括至少一個(gè)包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體器件的一部分；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域； 所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域； 第一和第二柵極中的每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)； 所述方法包括 確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)， 確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)，以及 確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。



現(xiàn)在僅作為示例并參照示意性附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分，并且其中 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光刻設(shè)備； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的頂視圖； 圖3示出測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的原理； 圖4示出測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域的剖面圖； 圖5示出測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域的剖面圖； 圖6示出如圖2所示的半導(dǎo)體器件的布局； 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖9示出如圖8所示的半導(dǎo)體器件的剖面圖； 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖11示出如圖10所示的半導(dǎo)體器件的剖面圖； 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝配的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖13示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的裝配的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖14示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的俯視圖； 圖15示出光刻設(shè)備的電路。

具體實(shí)施例方式 圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括 -照射系統(tǒng)(照射器)IL，其被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如，紫外線輻射或極紫外線輻射)； -支架結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺(tái))MT，其被構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如，掩模)MA，并且與第一定位器PM相連，所述第一定位器PM被構(gòu)造用于根據(jù)特定參數(shù)對(duì)所述圖案形成裝置進(jìn)行精確地定位； -襯底臺(tái)(例如，晶片臺(tái))WT，其被構(gòu)造用于保持襯底(例如，涂有抗蝕劑的晶片)W，并且與第二定位器PW相連，所述第二定位器PW被構(gòu)造用于根據(jù)特定參數(shù)對(duì)所述襯底進(jìn)行精確地定位；以及 -投影系統(tǒng)(例如，折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其被構(gòu)造用于通過(guò)圖案形成裝置MA將被賦予所述輻射束B的圖案投影到所述襯底W的目標(biāo)部分(例如，包括一個(gè)或更多管芯)上。
所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，諸如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其他類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以導(dǎo)引、成形、或控制輻射。
所述支架結(jié)構(gòu)支撐(即負(fù)擔(dān))所述圖案形成裝置的重量。所述支架結(jié)構(gòu)按照依賴于所述圖案形成裝置的方位、所述光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)、以及其他條件的方式(例如，是否將圖案形成裝置保持在真空環(huán)境中)，來(lái)保持所述圖案形成裝置。所述支架結(jié)構(gòu)可以使用機(jī)械、真空、靜電、或其他夾持技術(shù)以保持所述圖案形成裝置。所述支架結(jié)構(gòu)可以是框架或臺(tái)子，所述框架或臺(tái)子例如可以根據(jù)需要是固定的或是可移動(dòng)的。所述支架結(jié)構(gòu)可以確保所述圖案形成裝置例如相對(duì)于所述投影系統(tǒng)處于所需位置。文中術(shù)語(yǔ)“標(biāo)線”或“掩?！钡娜魏问褂每梢哉J(rèn)為與更上位的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”同義。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”廣義地解釋為能夠在橫截面內(nèi)對(duì)輻射束賦予圖案、以便在所述襯底的目標(biāo)部分中創(chuàng)建圖案的任意裝置。應(yīng)該指出的是，例如如果所述圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，則被賦予所述輻射束的所述圖案可能不是精確地與所述襯底的目標(biāo)部分中的所需圖案相對(duì)應(yīng)。通常，被賦予所述輻射束的所述圖案與在所述目標(biāo)部分中創(chuàng)建的器件中的具體功能層相對(duì)應(yīng)，例如集成電路。
所述圖案形成裝置可以是透射的或是反射的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列、和可編程LCD面板。掩模在光刻中是眾所周知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替相移掩模類型、衰減相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣排列，可以獨(dú)立地傾斜每一個(gè)小反射鏡，以便沿不同方向反射入射輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦給由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”廣義地解釋為包括任意類型的、對(duì)于所使用的曝光輻射或者對(duì)于諸如浸沒(méi)式液體的使用或真空的使用等其他因素來(lái)說(shuō)是適當(dāng)?shù)耐队跋到y(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合。這里術(shù)語(yǔ)“投影透鏡”的任何使用可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射掩模)。替代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))或更多襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或更多掩模臺(tái))的類型。在這種“多臺(tái)”機(jī)器中，可以并行地使用附加的臺(tái)，或可以在一個(gè)或更多臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備步驟，同時(shí)將一個(gè)或更多其他臺(tái)用于曝光。
所述光刻設(shè)備還可以是這樣的類型其中，所述襯底的至少一部分可以用具有相對(duì)較高折射率的液體(例如，水)覆蓋，以便填充所述投影系統(tǒng)和所述襯底之間的空間。還可以將浸沒(méi)液體應(yīng)用到所述光刻設(shè)備中的其他空間，例如在所述掩模和所述投影系統(tǒng)之間。浸沒(méi)技術(shù)是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如這里使用的術(shù)語(yǔ)“浸沒(méi)”(immersion)并不意味著必須將諸如襯底之類的結(jié)構(gòu)浸沒(méi)到液體中，而是僅意味著在曝光期間，液體位于所述投影系統(tǒng)和所述襯底之間。
參考圖1，所述照射器IL從輻射源SO接收輻射束。所述源和所述光刻設(shè)備可以是單獨(dú)實(shí)體，例如，當(dāng)所述源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下，不會(huì)認(rèn)為所述源形成所述光刻設(shè)備的一部分，并且通過(guò)例如包括合適的引導(dǎo)鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述輻射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的一體部分，例如當(dāng)所述源是汞燈時(shí)?？梢詫⑺鲈碨O和所述輻射器IL、以及如果需要時(shí)的所述束傳遞系統(tǒng)BD一起稱作輻射系統(tǒng)。
所述輻射器IL可以包括調(diào)節(jié)器AD，用于調(diào)節(jié)所述輻射束的角強(qiáng)度分布。通常，可以對(duì)所述輻射器的光瞳面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部的徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，所述輻射器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺鲚椛淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的一致性和強(qiáng)度分布。
所述輻射束B入射到保持在所述支架結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺(tái)MT)的所述圖案形成裝置(例如，掩模MA)上，并且通過(guò)所述圖案形成裝置來(lái)形成圖案。如果已經(jīng)橫穿所述掩模MA，所述輻射束B通過(guò)所述投影系統(tǒng)PS，所述PS將所述束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過(guò)第二定位器PW和定位傳感器IF(例如，干涉儀裝置、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位到所述輻射束B的輻射路徑中的。類似地，例如在來(lái)自掩模庫(kù)的機(jī)械修補(bǔ)之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位器PM和另一個(gè)定位傳感器(圖1中未明確示出)用于將所述掩模MA相對(duì)于所述輻射束B的輻射路徑精確地定位。通常，可以通過(guò)形成所述第一定位器PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT的移動(dòng)。類似地，可以通過(guò)形成所述第二定位器PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺(tái)MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?duì)齊標(biāo)記M1、M2和襯底對(duì)齊標(biāo)記P1、P2來(lái)對(duì)齊掩模MA和襯底W。盡管所示的所述襯底對(duì)齊標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是他們可以位于目標(biāo)部分之間的空間內(nèi)(這些公知為劃線對(duì)齊標(biāo)記)。類似地，在將多于一個(gè)管芯設(shè)置在所述掩模MA上的情況下，所述掩模對(duì)齊標(biāo)記可以位于所述管芯之間。
可以將所述設(shè)備用于以下模式的至少之一 1.在步進(jìn)模式中，將所述掩模臺(tái)MT和所述襯底臺(tái)WT保持為實(shí)質(zhì)靜止，而將賦予到所述輻射束的整個(gè)圖案一次(即，單一的靜態(tài)曝光)投影到目標(biāo)部分C。然后將所述襯底臺(tái)WT沿X和/或Y方向移動(dòng)，使得可以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在單一靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C的同時(shí)，將所述掩模臺(tái)MT和所述襯底臺(tái)WT同步地進(jìn)行掃描(即，單一動(dòng)態(tài)曝光)。所述襯底臺(tái)WT相對(duì)于所述掩模臺(tái)MT的速度和方向可以通過(guò)所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來(lái)確定。在掃描模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了單一動(dòng)態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方向)。
3.在另一個(gè)模式中，將所述掩模臺(tái)MT保持為實(shí)質(zhì)靜止地保持可編程圖案形成裝置，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C的同時(shí)，對(duì)所述襯底臺(tái)WT進(jìn)行移動(dòng)或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺(tái)WT的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置的無(wú)掩模光刻中，例如如上所述類型的可編程反射鏡陣列。
也可以采用上述模式或完全不同的模式的組合和/或變體。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
在半導(dǎo)體襯底100上，測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件1包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1和T2。
第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1沿Y方向延伸，并且包括第一擴(kuò)散區(qū)域A1、第二擴(kuò)散區(qū)域A2以及位于第一和第二擴(kuò)散區(qū)域A1、A2之間的第一溝道區(qū)域R1(未示出)。
不均勻(non-uniform)的柵極G1、G2位于第一溝道區(qū)域R1上方，其包括第一柵極部G1和第二柵極部G2。第一柵極部G1和第二柵極部G2互相平行地在第一擴(kuò)散區(qū)域A1和第二擴(kuò)散區(qū)域A2之間延伸。
由于第一柵極部G1的柵極長(zhǎng)度(沿Y方向)與第二柵極部的柵極長(zhǎng)度(沿Y方向)不同，所以所述柵極G1、G2是不均勻的在溝道區(qū)域R1上的不均勻的柵極的第一柵極部G1具有長(zhǎng)度L1，即沿著從第一擴(kuò)散區(qū)域A1到第二擴(kuò)散區(qū)域A2的方向。第二柵極部G2具有長(zhǎng)度L2。第一柵極部G1的長(zhǎng)度L1小于第二柵極部G2的長(zhǎng)度L2。
第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2在與Y方向垂直的第二方向(X方向)上與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1相鄰。
第一和第二晶體管在X方向上由隔離區(qū)域(例如，淺溝隔離STI)互相分隔開。
在這個(gè)實(shí)施例中，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2具有與第一場(chǎng)效應(yīng)管T1大致相似的布局。第二晶體管T2的布局是第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1相對(duì)于沿Y方向延伸的鏡面線M的鏡面對(duì)稱圖像。
第二晶體管T2沿Y方向延伸，并且包括第三擴(kuò)散區(qū)域A3、第四擴(kuò)散區(qū)域A4以及位于第三和第四擴(kuò)散區(qū)域A3、A4之間的第二溝道區(qū)域R2(未示出)。
第二不均勻的柵極G3、G4位于第二溝道區(qū)域R2的上方，其包括第三柵極部G3和第四柵極部G4。
第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2的第三柵極部G3與相鄰的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1的第二柵極部G2通過(guò)垂直于鏡面線M的連接線CG相連接。
第二不均勻的柵極的第三柵極部G3具有第三柵極長(zhǎng)度L3，大致等于第二柵極部G2的第二柵極長(zhǎng)度L2。
第四柵極部G4具有第四柵極長(zhǎng)度L4。第四柵極部G4的第四柵極長(zhǎng)度L4小于第三柵極部G3的第三柵極長(zhǎng)度L3. 由于第一和第二晶體管T1、T2被設(shè)計(jì)成關(guān)于鏡面線M鏡面對(duì)稱，第二晶體管T2的第四柵極部G4的第四柵極長(zhǎng)度L4基本上與第一晶體管T1的第一柵極部G1的第一柵極長(zhǎng)度L1相同。
擴(kuò)散區(qū)域A1、A2、A3、A4和溝道區(qū)域R1、R2的尺寸W(沿X方向)也大致相同。
每一個(gè)晶體管T1(或T2)包括對(duì)應(yīng)于其一個(gè)擴(kuò)散區(qū)域A1(或A3)的第一擴(kuò)散觸點(diǎn)C1(或C3)、對(duì)應(yīng)于其另一個(gè)擴(kuò)散區(qū)域A2(或A4)的第二擴(kuò)散觸點(diǎn)C2(或C4)，以及對(duì)應(yīng)于不均勻的柵極G1、G2(或G3、G4)的柵極觸點(diǎn)。
將第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管設(shè)計(jì)成平行的結(jié)構(gòu)，其中，第二不均勻柵極的方向相對(duì)于第一不均勻柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
在這個(gè)實(shí)施例中，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2基本上與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1相同，且第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管設(shè)計(jì)成基本上鏡面對(duì)稱的布局。相應(yīng)地，第一晶體管中重疊誤差的影響效果的第一幅度將與第二晶體管中重疊誤差的影響效果的第二幅度基本上相等，但是在第一晶體管上的影響效果將與在第二晶體管上的影響效果具有相反的符號(hào)。
應(yīng)該指出的是，在另一個(gè)實(shí)施例中，替代在柵極平面上施加連接線G5，也可以將連接線實(shí)現(xiàn)為在例如金屬-1平面處的互連線。
可采用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝(例如采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù))來(lái)制造上述半導(dǎo)體器件。
制造半導(dǎo)體器件可以包括以下一系列步驟(參考圖2、4和5) 通過(guò)依次進(jìn)行光刻、刻蝕、絕緣體(例如，二氧化硅)沉積和化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，而將淺溝隔離區(qū)域STI限定在半導(dǎo)體襯底上。所述淺溝隔離STI對(duì)要?jiǎng)?chuàng)建第一和第二晶體管T1、T2的半導(dǎo)體表面區(qū)域進(jìn)行劃分。
如果需要，在接下來(lái)的步驟中，進(jìn)行阱區(qū)離子注入。接著，在柵極材料沉積之后，柵極電介質(zhì)G沉積在襯底的半導(dǎo)體表面上。然后，由光刻和刻蝕限定第一和第二晶體管T1、T2的不均勻柵極G1、G2或G3、G4和兩個(gè)柵極之間的連接線G5?？赡芤M(jìn)行附加注入(additional implantation)(采用柵極作為掩模)。在接下來(lái)的步驟中，創(chuàng)建隔離體(SP)。然后，對(duì)源極/漏極區(qū)域A1、A2、A3、A4進(jìn)行離子注入，獲得重?fù)诫s漏極(HDD)性狀。此后，可以硅化源極/漏極區(qū)域和柵極。在下一步中，通過(guò)觸點(diǎn)堆的沉積、光刻、觸點(diǎn)孔刻蝕、觸點(diǎn)孔填充(例如用鎢)和平坦化(CMP)，形成與源漏極區(qū)段和不均勻的柵極的觸點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，柵極的限定包括生成不均勻的柵極G1、G2或G3、G4。
應(yīng)該指出的是，如上所述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝僅起說(shuō)明作用，可替代的實(shí)現(xiàn)方式為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知。
以下，將參考圖4和5對(duì)第一和第二晶體管T1、T2的構(gòu)造進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
圖3示出根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的原理。
在圖3中示出根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)半導(dǎo)體器件1，1’。
通過(guò)半導(dǎo)體器件1或1’測(cè)量重疊的原理是基于用于匹配一對(duì)晶體管的測(cè)量技術(shù)。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2在半導(dǎo)體襯底上以相對(duì)較近的距離分隔開時(shí)，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2這樣的基本上相同的器件具有基本上相同的性能。在上下文中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能可能與器件參數(shù)有關(guān)，諸如導(dǎo)通電流、截止電流或所述晶體管的閾值電壓。
用于測(cè)量基本場(chǎng)效應(yīng)晶體管(即，每個(gè)晶體管只有一個(gè)柵極)的一個(gè)或更多的性能參數(shù)的“匹配”測(cè)量技術(shù)在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的。對(duì)這些基本場(chǎng)效應(yīng)晶體管的測(cè)量能夠產(chǎn)生有關(guān)被測(cè)參數(shù)值的分布的結(jié)果。這樣的分布典型地以一對(duì)匹配場(chǎng)效應(yīng)晶體管的零差值為中心。
在本發(fā)明中，如果在制作過(guò)程中，沿柵極的寬度方向(即沿著X方向)沒(méi)有出現(xiàn)重疊誤差，由于每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管現(xiàn)在沿著所述X方向都具有不均勻的柵極，則匹配晶體管對(duì)T1、T2的分布僅僅集中在中心。
所述不均勻的柵極有效地將每一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1(或T2)分成對(duì)應(yīng)于一個(gè)柵極部G1(或G4)的第一晶體管部P1(或P4)和對(duì)應(yīng)于另一個(gè)柵極部G2(或G3)的第二晶體管部P2(或P3)。
于是，例如，在第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1上測(cè)得的器件參數(shù)Z包括與第一晶體管部P1相關(guān)的第一器件參數(shù)分量ZP1和與第二晶體管部P2相關(guān)的第二器件參數(shù)分量ZP2。
考慮每一個(gè)晶體管部P1、P2的寬度 Z≡ZP1*W1+ZP2*W2(1)， 其中，W1等于第一晶體管部P1的寬度，W2等于第二晶體管部P2的寬度。(應(yīng)當(dāng)指出，因?yàn)榈谝痪w管部P1的溝道長(zhǎng)度L1不等于第二晶體管部P2的溝道長(zhǎng)度L2，所以ZP1不等于ZP2。) 在圖3的上面部分中，示出沒(méi)有出現(xiàn)重疊誤差的情況。在這種情況下，第一柵極部的寬度等于第二柵極部的寬度，即，溝道區(qū)域的寬度除以2W/2(即W1＝W2＝W/2)。
由于第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1相同，因此，盡管T1和T2沿線M成鏡面對(duì)稱，第二晶體管T2的器件參數(shù)Z將與第一晶體管T1的基本上相等。
通過(guò)匹配測(cè)量，能夠確定在第一晶體管T1上測(cè)得的器件參數(shù)(例如，導(dǎo)通電流、截止電流或者閾值電壓)和在第二晶體管T2上測(cè)得的相同的器件參數(shù)的差值。
應(yīng)該指出的是，上述在兩個(gè)基本等大的部分上的每一個(gè)晶體管T1(或T2)的溝道區(qū)域的寬度W的劃分方式僅僅是一個(gè)示例，倘若將相同的劃分方式應(yīng)用到第二鏡像晶體管，則也可以應(yīng)用另外一種晶體管T1(或T2)劃分方式。下面參照?qǐng)D7對(duì)所述半導(dǎo)體器件1的可選實(shí)施例進(jìn)行闡述。
在假定晶體管T1、T2基本上相同的條件下(即第一晶體管的不均勻柵極相對(duì)于不存在重疊誤差的第二晶體管的不均勻柵極成準(zhǔn)確的鏡面對(duì)稱)，測(cè)得的器件參數(shù)的差值為(理想地)零。
在圖3中的下面部分，示出半導(dǎo)體器件1’，其中出現(xiàn)沿著X方向(即沿著溝道區(qū)域的寬度方向)的重疊誤差Δ。在第一晶體管T1’和第二晶體管T2’上，所述不均勻的柵極由于重疊誤差而沿著X方向移動(dòng)一個(gè)距離Δ。
由于柵極相對(duì)于溝道區(qū)域存在重疊誤差Δ，第一晶體管T1’表現(xiàn)為寬度為W/2+Δ的第一柵極部G1’和寬度為W/2-Δ的第二柵極部G2’而且，第二晶體管T2’表現(xiàn)為寬度為W/2+Δ的第三柵極部G3’和寬度為W/2-Δ的第四柵極部G4’。
除了柵極部G1’，G2’(或G3’，G4’)的不同的重疊，進(jìn)一步假定晶體管T1’、T2’基本相同。(在這方面，在半導(dǎo)體器件1’中的具有相同附圖標(biāo)號(hào)的實(shí)體表示半導(dǎo)體器件1中類似的實(shí)體。) 由此，測(cè)得的第一晶體管T1’的器件參數(shù)Z1可以等于(類似于式(1)) Z1≡ZP1*(W/2+Δ)+ZP2*(W/2-Δ)(2)， 至少Δ＜＜W， 并且，測(cè)得的第二晶體管T2’的器件參數(shù)Z2可以等于 Z2≡ZP1*(W/2-Δ)+ZP2*(W/2+Δ)(3)， 至少Δ＜＜W， 并且， Z1-Z2≡(ZP1-ZP2)*2Δ (4) 由于ZP1不等于ZP2，所以Z1和Z2之間的差值不等于零，但與重疊誤差Δ成正比。
對(duì)比以上討論的僅允許確定重疊誤差Δ的離散值的現(xiàn)有技術(shù)方法，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1具有優(yōu)勢(shì)，其允許在連續(xù)的刻度上的重疊誤差Δ的測(cè)量。
通過(guò)提供多個(gè)半導(dǎo)體器件1的陣列，其中每一個(gè)半導(dǎo)體器件具有特定的和已知的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)(designed-in)的重疊誤差ε，采用線性回歸方法確定實(shí)際的重疊誤差Δ。將器件參數(shù)的差值(即Z1-Z2)作為該特定的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差ε的函數(shù)(加上未知的實(shí)際的重疊誤差Δ)進(jìn)行測(cè)量。該差值的結(jié)果作為所述的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差ε的函數(shù)被描繪出來(lái)，這將得到基本線性的曲線(根據(jù)上面給出的等式)。然后，確定該曲線的線性回歸系數(shù)。從確定得到的線性回歸系數(shù)中，能夠依據(jù)曲線和重疊誤差ε軸的交點(diǎn)計(jì)算實(shí)際的重疊誤差Δ，在所述重疊誤差ε軸處所測(cè)得的器件參數(shù)差值為零。
有利地，對(duì)于給定的器件生成點(diǎn)(device generation)或節(jié)點(diǎn)，由于可能出現(xiàn)的重疊誤差的大小隨著該器件生成點(diǎn)的臨界尺寸(即，半導(dǎo)體器件的最小特征尺寸)而有所不同，所以可通過(guò)使所述的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差ε的一系列值適應(yīng)于該特定的器件生成點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)線性回歸方法的敏感度。例如，在130nm節(jié)點(diǎn)的器件中的重疊誤差的3σ誤差為大約20nm，而對(duì)于65nm節(jié)點(diǎn)的重疊誤差的3σ誤差為大約8-10nm。
半導(dǎo)體器件的相關(guān)尺寸如下擴(kuò)散區(qū)域和溝道區(qū)域的寬度W＝500nm，第一(第四)柵極長(zhǎng)度L1(L4)＝150nm以及第二(第三)柵極長(zhǎng)度L2(L3)＝250nm。
所述的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差ε的值可以是在5-30nm范圍內(nèi)的、以5nm遞增的一系列值。
應(yīng)當(dāng)理解，能夠在多個(gè)方向上將半導(dǎo)體器件1對(duì)齊，以測(cè)量在所述特定的方向上的重疊。例如，可以通過(guò)包括第一柵極部G1、第二柵極部G2、第三柵極部G3和第四柵極部G4的控制柵極線將半導(dǎo)體器件對(duì)齊，其中所述柵極部沿著或垂直于光刻設(shè)備的掃描方向(即分別沿著掃描方向和非掃描方向)設(shè)置。
另外，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1能夠由標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝序列生產(chǎn)，所以半導(dǎo)體器件1(或半導(dǎo)體器件1的陣列)易于用作大型器件結(jié)構(gòu)中的嵌入式結(jié)構(gòu)。
再者，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1(或其陣列)也被用作包括在微電子器件中的校正電子器件。在操作過(guò)程中，微電子器件可以允許通過(guò)例如評(píng)估電路進(jìn)行半導(dǎo)體器件1的測(cè)量，并且可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果確定在微電子器件制造過(guò)程中導(dǎo)致的重疊誤差。這作為對(duì)包括一個(gè)或更多的對(duì)重疊誤差敏感的功能塊的微電子器件的內(nèi)部校正是有用的。
在上述實(shí)施例中，雖然第一晶體管和第二晶體管成鏡面對(duì)稱，但是第一晶體管的第一柵極的不均勻形狀與第二晶體管的第二柵極的形狀相同。應(yīng)該指出的是，根據(jù)本發(fā)明，第一晶體管的第一柵極的不均勻形狀可以不同于第二晶體管的第二柵極的不均勻的形狀。應(yīng)當(dāng)理解，重疊誤差對(duì)晶體管的影響效果的幅度可以與所述晶體管的柵極的形狀相關(guān)。通過(guò)測(cè)量重疊誤差對(duì)第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果(由于第一和第二柵極形狀不同，所以重疊誤差對(duì)第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果不同)，重疊誤差仍是可以確定的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這需要校準(zhǔn)過(guò)程和/或附加的數(shù)學(xué)解決步驟。
圖4示出用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域沿著圖2的線IV-IV取的剖面圖。
將第一和第二擴(kuò)散區(qū)域A1、A2設(shè)置在半導(dǎo)體襯底100的表面上，第一溝道區(qū)域R1位于A1和A2之間。
電介質(zhì)薄層或柵極氧化物G覆蓋溝道區(qū)域R1。
將第一柵極部G1配置在柵極氧化物G的頂部。隔離體SP覆蓋側(cè)壁S1。第一柵極部G1在Y方向上具有長(zhǎng)度L1。
圖5示出用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域沿著圖2的線V-V的剖面圖。
將第一和第二擴(kuò)散區(qū)域A1、A2設(shè)置在半導(dǎo)體襯底100的表面上，第一溝道區(qū)域R1位于A1和A2之間。
電介質(zhì)薄層或柵極氧化物G覆蓋溝道區(qū)域R1。
將第二柵極部G2配置在柵極氧化物G的頂部。隔離體SP覆蓋側(cè)壁S1。第二柵極部G2在Y方向上具有長(zhǎng)度L2。
在半導(dǎo)體器件已經(jīng)到達(dá)可以進(jìn)行電測(cè)量的狀態(tài)之后，能夠通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體器件1的器件參數(shù)確定裝備有半導(dǎo)體器件1的特定的微電子器件的光刻工藝所導(dǎo)致的重疊誤差Δ。測(cè)量結(jié)果能用于為用在制造特定的微電子器件中的光刻設(shè)備提供校正因子。
圖6進(jìn)一步示出如前面的附圖所示的半導(dǎo)體器件的布局的平面圖。
在圖6中具有相同附圖標(biāo)號(hào)的實(shí)體表示如前面的附圖所示的相同的實(shí)體。
第一和第二晶體管T1、T2具有與金屬化層(metallization)接觸的觸點(diǎn)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，金屬化層典型地位于形成于半導(dǎo)體襯底100表面中的晶體管上方的水平面內(nèi)。在金屬化層和晶體管之間至少有一層絕緣層，其電分隔金屬化層和晶體管。
第一晶體管T1包括多個(gè)第一和第二觸點(diǎn)S1a、S1b、S1c及S2a、S2b、S2c，它們分別將第一擴(kuò)散區(qū)域A1與第一金屬線M1相連、以及第二擴(kuò)散區(qū)域A2與第一金屬線M2相連。
類似地，第二晶體管T2包括多個(gè)第三和第四觸點(diǎn)S3a、S3b、S3c及S4a、S4b、S4c，它們分別將第三擴(kuò)散區(qū)域A3與第三金屬線M3相連、以及第四擴(kuò)散區(qū)域A4與第四金屬線M4相連。
在每一個(gè)擴(kuò)散區(qū)域上的多個(gè)觸點(diǎn)以這樣的方式構(gòu)造它們的位置基本上不影響與各個(gè)擴(kuò)散區(qū)域相對(duì)應(yīng)的晶體管的器件參數(shù)的測(cè)量。在圖6中示出每個(gè)擴(kuò)散區(qū)域有三個(gè)方形觸點(diǎn)，但應(yīng)當(dāng)理解，在擴(kuò)散區(qū)域上可以采用不同的觸點(diǎn)數(shù)量(例如，至少一個(gè))。也應(yīng)當(dāng)理解，擴(kuò)散區(qū)域上的一個(gè)或更多個(gè)觸點(diǎn)的形狀可以與這里所示的不同(例如，矩形)。
在如圖2所示的半導(dǎo)體器件1的實(shí)施例中，通過(guò)單個(gè)公共觸點(diǎn)CC將在第一和第二晶體管T1、T2的不均勻柵極G1、G2及G3、G4之間的連接線G5連接至第五金屬線G5。
將第一、第二、第三、第四和第五金屬線M1、M2、M3、M4、M5配置在半導(dǎo)體襯底上，以便分別為用于測(cè)量第一晶體管T1和第二晶體管T2的器件參數(shù)的電路(未示出)提供連接。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件10的俯視圖。在圖7中，具有如前面附圖所示的相同附圖標(biāo)號(hào)的實(shí)體表示如前面的附圖所示的相同的對(duì)應(yīng)實(shí)體。
在前面的附圖中，已經(jīng)描述了半導(dǎo)體器件1，其中第一晶體管T1的不均勻的柵極G1、G2和第二晶體管T2的不均勻的柵極G3、G4關(guān)于半導(dǎo)體器件的縱向Y對(duì)稱。
在如圖7所示的實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件10包括具有不均勻的柵極G1、G2的第一晶體管T1和具有不均勻的柵極G3、G4的第二晶體管T2，其中，各個(gè)不均勻柵極設(shè)計(jì)成沿Y方向不對(duì)稱。第一晶體管T1的不均勻柵極的第一柵極部G1具有沿縱向Y延伸的側(cè)壁12，其與第一晶體管T1的第二柵極部G2的側(cè)壁13基本上成一直線。
類似地，第二晶體管T2的不均勻柵極的第四柵極部G4具有沿縱向Y延伸的側(cè)壁14，其與第二晶體管T2的第三柵極部G3的側(cè)壁13基本上成一直線。
通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，減少了導(dǎo)體G1、G2、G3、G4中的不連續(xù)性。以這樣的方式，能夠使得通過(guò)柵極部G1、G2、G3、G4的電流更均勻，從而得到更多的器件的線性響應(yīng)。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件25的俯視圖。
在圖8中，具有如前面附圖所示的相同附圖標(biāo)號(hào)的實(shí)體表示如前面的附圖所示的相同的實(shí)體。
應(yīng)當(dāng)了解，晶體管的電子特性隨著器件的有效面積而變化，即，溝道的有效面積。Pelgrom法則指出其標(biāo)準(zhǔn)方差反比于有效溝道面積的平方根。在這個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置半導(dǎo)體器件，其中溝道面積被相應(yīng)地?cái)U(kuò)大。通過(guò)擴(kuò)大晶體管的有效溝道面積，能夠減小從一個(gè)半導(dǎo)體器件到另一個(gè)的變化。通過(guò)采用復(fù)合的第一和第二晶體管T1、T2實(shí)現(xiàn)有效溝道面積的擴(kuò)大。每一個(gè)復(fù)合晶體管T1、T2分別包括一組晶體管TG1、TG2。在每一組中，分別在第一和第二擴(kuò)散區(qū)域之間以及第三和第四擴(kuò)散區(qū)域之間以串聯(lián)連接的形式配置晶體管，并且中間擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒚總€(gè)組中的多個(gè)晶體管連續(xù)地連接在一起。
第一組晶體管TG1包括多個(gè)第一晶體管，在這里所示的例子中，為三個(gè)晶體管T1a、T1b、T1c。第二組晶體管TG2包括與第一組晶體管的數(shù)量相同的多個(gè)第二晶體管，在本例中為三個(gè)晶體管T2a、T2b、T2c。應(yīng)該指出的是，可以依據(jù)所需要的精度以及允許的半導(dǎo)體器件的電學(xué)特性的變化，使用在第一和第二組中的任意數(shù)量的晶體管。
以成一條直線串聯(lián)連接的方式配置每一組中的晶體管。在第一組晶體管TG1中，晶體管T1a通過(guò)第一中間擴(kuò)散區(qū)域A1a連接到晶體管T1b，晶體管T1b通過(guò)第二中間擴(kuò)散區(qū)域A2a連接到晶體管T1c。在第二組晶體管TG2中，晶體管T2a通過(guò)第三中間擴(kuò)散區(qū)域A3a連接到晶體管T2b，晶體管T2b通過(guò)第四中間擴(kuò)散區(qū)域A4a連接到晶體管T2c。下面，將參照?qǐng)D9對(duì)所述串聯(lián)連接進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
在每一組晶體管TG1(或TG2)中，每一個(gè)晶體管T1a(或T1b、或T1c、或T2a、或T2b、或T2c)具有如上所述的不均勻的柵極G1a、G2a(或G1b、G2b，或G1c、G2c，或G3a、G4a，或G3b、G4b，或G3c、G4c)。因?yàn)樵赮方向上的柵極被分成第一部G1a(或G1b、或G1c、或G4a、或G4b、或G4c)和第二柵極部G2a(或G2b、或G2c、或G3a、或G3b、或G3c)，其中第一柵極部的柵極長(zhǎng)度(沿Y方向)不同于第二柵極部的柵極長(zhǎng)度，所以每一個(gè)晶體管的柵極G1a、G2a(或G1b、G2b，或G1c、G2c，或G3a、G4a，或G3b、G4b，或G3c、G4c)是不均勻的。
在這個(gè)實(shí)施例中，柵極部G2a、G2b、G2c、G3a、G3b、G3c通過(guò)中心柵極體CG相互連接。以這樣的方式，在使用過(guò)程中，所有晶體管的所有柵極部都會(huì)經(jīng)受相同的柵極電壓。
圖9示出半導(dǎo)體器件沿圖8中線IX-IX取的剖面圖。將擴(kuò)散區(qū)域A1、A1a、A2a、A2配置在半導(dǎo)體襯底100的表面上，晶體管T1a的第一溝道區(qū)域R1a位于擴(kuò)散區(qū)域A1和A1a之間的，晶體管T1b的下一個(gè)溝道區(qū)域R1b位于擴(kuò)散區(qū)域A1a和A2a之間，以及晶體管T1c的另一個(gè)溝道區(qū)域R1c位于擴(kuò)散區(qū)域A2a和A2之間。
電介質(zhì)薄層或柵極氧化物G覆蓋每一個(gè)溝道區(qū)域R1a(或R1b、或R1c)。
在柵極氧化物G的頂部上，將晶體管T1a的柵極部G1a配置于溝道區(qū)域R1a的上方；將晶體管T1b的柵極部G1b配置于溝道區(qū)域R1b的上方；將晶體管T1c的柵極部G1c配置于溝道區(qū)域R1c的上方。每一個(gè)溝道區(qū)域R1a、R1b、R1c具有溝道長(zhǎng)度L1。隔離體SP覆蓋每一個(gè)柵極部的側(cè)壁。將第一觸點(diǎn)C1配置在擴(kuò)散區(qū)域A1上，并將第二觸點(diǎn)C2配置在擴(kuò)散區(qū)域A2上。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，除去在這些柵極部G2a、G2b、G2c中的每一個(gè)之下的溝道長(zhǎng)度L2比柵極部G1a、G1b、G1c中的每一個(gè)之下的溝道長(zhǎng)度L1長(zhǎng)之外，都將以與圖9所示的方式相似的方式配置第一組晶體管TG1的柵極部G2a、G2b、G2c。也應(yīng)當(dāng)理解，第二組晶體管TG2具有與第一組晶體管TG1相同的布局。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)量重疊的半導(dǎo)體器件30的俯視圖。
在圖10中，具有如前面附圖所示的相同附圖標(biāo)號(hào)的實(shí)體表示如前面的附圖所示的相同的實(shí)體。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括類似于圖8和9所示的第一和第二組晶體管TG1、TG2。由于第一和第二組晶體管的第二柵極部G2a、G2b、G2c或G3a、G3b、G3c分別被加入到在擴(kuò)散區(qū)域A1或A3和擴(kuò)散區(qū)域A2或A4之間延伸的單個(gè)第二柵極部G2或G3，所以這里所示的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例與圖8和9所示的實(shí)施例不同。圖11示出第一組晶體管沿著線XI-XI的剖面圖。應(yīng)該理解，第二組晶體管TG2具有與第一組晶體管TG1相同的布局。
在上述實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件能實(shí)現(xiàn)沿著器件縱向的一維重疊測(cè)量。為了測(cè)量在X和Y方向上的襯底上的重疊，需要將根據(jù)上述實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)配置在襯底上，使它們的縱向分別沿著X和Y方向。下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)允許對(duì)在兩個(gè)正交方向上的重疊進(jìn)行組合測(cè)量。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
這種組裝的半導(dǎo)體器件能夠通過(guò)采用如前面的附圖所示的半導(dǎo)體器件之一形成，其中第一和第二晶體管沿著第一方向(例如X方向)對(duì)齊，并將該半導(dǎo)體器件與第二相同半導(dǎo)體器件進(jìn)行組合，其中，所述第二相同半導(dǎo)體器件相對(duì)于第一個(gè)器件旋轉(zhuǎn)90度以上，即，在第二個(gè)半導(dǎo)體器件中，各個(gè)第一和第二晶體管沿著垂直于第一方向的第二方向?qū)R。這兩個(gè)半導(dǎo)體器件共享在它們各自的第一和第二晶體管的不均勻的柵極之間的導(dǎo)體。
經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件40包括具有不均勻的柵極G1、G2的第一晶體管T1、具有不均勻的柵極G3、G4的第二晶體管T2、具有不均勻的柵極G5、G6的第一附加晶體管T3以及具有不均勻的柵極G7、G8的第二附加晶體管T4。
四個(gè)晶體管T1、T2、T3、T4共享用于連接所有晶體管的不均勻的柵極的公共柵極體CG。
每一個(gè)晶體管包括位于兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)域A之間的不均勻的柵極下方的溝道區(qū)段。
第一和第二晶體管T1、T2沿著第一方向X對(duì)齊，第一和第二附加晶體管T3、T4沿著垂直于第一方向X的第二方向Y對(duì)齊。
第一和第二附加晶體管以與第一和第二晶體管相似的方式實(shí)現(xiàn)功能。
圖13示出根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
能通過(guò)修正的晶體管T5、T6、T7、T8串聯(lián)地配置每一個(gè)晶體管T1、T2、T3、T4，由此擴(kuò)展如圖12所示的經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件，其中，每一個(gè)晶體管都有與修正的晶體管共用的擴(kuò)散區(qū)域A。修正的晶體管具有在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的相對(duì)于串聯(lián)配置的晶體管的重疊誤差Ex或Ey。在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差沿著第一方向X或者第二方向Y，依據(jù)該晶體管和修正的晶體管的方向擴(kuò)展。
將觸點(diǎn)C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8配置在每一個(gè)晶體管和修正的晶體管的擴(kuò)散區(qū)域A、AA上。晶體管和伴隨的修正的晶體管的公共擴(kuò)散區(qū)域上的觸點(diǎn)由該晶體管和修正的晶體管所共享。
在本實(shí)施例中，組裝的半導(dǎo)體器件的每個(gè)角上的擴(kuò)散區(qū)域AA由在這個(gè)角上的晶體管共享。圖14示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于測(cè)量重疊的經(jīng)組裝的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖13所示的組裝的半導(dǎo)體器件的晶體管和修正的晶體管中每個(gè)都由復(fù)合晶體管T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57、T58組成。每個(gè)復(fù)合晶體管T51(或T52、或T53、或T54、或T55、或T56、或T57、或T58)被分別分成一組晶體管元件T51a、T51b、T51c(或T52a、T52b、T52c，或T53a、T53b、T53c，或T54a、T54b、T54c，或T55a、T55b、T55c，或T56a、T56b、T56c，或T57a、T57b、T57c，或T58a、T58b、T58c)。
將復(fù)合晶體管沿著基本上正交的結(jié)構(gòu)的邊緣、沿著水平和垂直方向成對(duì)地(T51，T53；T55，T57；T52，T54；T56，T58)配置。
在每一個(gè)復(fù)合晶體管的每一組中，晶體管元件如上所述，參照?qǐng)D9串聯(lián)連接。在這個(gè)例子中，每一個(gè)復(fù)合晶體管被劃分為在兩個(gè)外部的擴(kuò)散區(qū)域AA之間的三個(gè)串聯(lián)連接的晶體管元件，中間擴(kuò)散區(qū)域A在每對(duì)相鄰的晶體管元件之間。應(yīng)該指出的是，每個(gè)復(fù)合晶體管可以由包括一個(gè)晶體管元件的任意適宜數(shù)量的分立晶體管元件組成。
在每組中的每個(gè)晶體管元件都包含具有第一柵極部和第二柵極部的不均勻的柵極，該柵極以這樣的方式配置在第一柵極部下方的溝道長(zhǎng)度不同于在第二柵極部下方的溝道長(zhǎng)度。
組裝的半導(dǎo)體器件50的所有不均勻的柵極都連接到公共柵極體CG。
將復(fù)合晶體管T51與復(fù)合晶體管T53串聯(lián)配置在正交結(jié)構(gòu)的水平一側(cè)。將復(fù)合晶體管T52與復(fù)合晶體管T54串聯(lián)配置在正交結(jié)構(gòu)的水另一側(cè)。在直接面對(duì)復(fù)合晶體管T51、且位于相對(duì)水平一側(cè)的復(fù)合晶體管T52被設(shè)計(jì)成基本上與復(fù)合晶體管T51相同。另外，在直接面對(duì)復(fù)合晶體管T53、且位于相對(duì)水平一側(cè)的復(fù)合晶體管T54被設(shè)計(jì)成基本上與復(fù)合晶體管T53相同。
將復(fù)合晶體管T55與復(fù)合晶體管T57串聯(lián)配置在正交結(jié)構(gòu)的垂直一側(cè)。將復(fù)合晶體管T56與復(fù)合晶體管T58串聯(lián)配置在正交結(jié)構(gòu)的垂直另一側(cè)。在直接面對(duì)復(fù)合晶體管T56、且位于相對(duì)垂直一側(cè)的復(fù)合晶體管T55被設(shè)計(jì)成基本上與復(fù)合晶體管T56相同。另外，在直接面對(duì)復(fù)合晶體管T58、且位于相對(duì)垂直一側(cè)的復(fù)合晶體管T57被設(shè)計(jì)成基本上與復(fù)合晶體管T58相同。
將觸點(diǎn)C51、C52、C53、C54、C55、C56、C57和C58配置(在公共擴(kuò)散區(qū)域上)在每?jī)蓚€(gè)相鄰的復(fù)合晶體管之間。復(fù)合晶體管T51與復(fù)合晶體管T55共享觸點(diǎn)C51，并且與復(fù)合晶體管T53共享觸點(diǎn)C52。復(fù)合晶體管T53還與復(fù)合晶體管T56共享觸點(diǎn)C53。復(fù)合晶體管T56與復(fù)合晶體管T58共享觸點(diǎn)C55。復(fù)合晶體管T58還與復(fù)合晶體管T54共享觸點(diǎn)C58。進(jìn)而，復(fù)合晶體管T54與復(fù)合晶體管T52共享觸點(diǎn)C57。復(fù)合晶體管T52與復(fù)合晶體管T57共享觸點(diǎn)C56，并且復(fù)合晶體管T57與復(fù)合晶體管T55共享觸點(diǎn)C54。
將位于結(jié)構(gòu)每一側(cè)中心上的觸點(diǎn)C52、C54、C55、C57相互連接，即，用金屬線相連(未示出)。
公共柵極體CG設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)柵極觸點(diǎn)CG50、CG51、CG52、CG53。
柵極觸點(diǎn)CG50、CG51、CG52、CG53的數(shù)量可以依據(jù)半導(dǎo)體器件的實(shí)際特征尺寸和每個(gè)復(fù)合晶體管中的晶體管元件的實(shí)際數(shù)量而變化。
將在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差配置在正交結(jié)構(gòu)的同側(cè)上的復(fù)合晶體管之間。如虛線所示，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差Ey存在于復(fù)合晶體管T51和復(fù)合晶體管T53之間。類似地，相同的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差Ey存在于正交結(jié)構(gòu)的相對(duì)一側(cè)上、在復(fù)合晶體管T52和復(fù)合晶體管T54之間。
同樣地，如虛線所示，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差Ex存在于復(fù)合晶體管T55和復(fù)合晶體管T57之間。類似地，相同的在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差Ex存在于正交結(jié)構(gòu)的相對(duì)一側(cè)上、在復(fù)合晶體管T56和復(fù)合晶體管T58之間。
在上述結(jié)構(gòu)中，能測(cè)量從每一個(gè)角觸點(diǎn)(comer contact)C51、C53、C56、C58到互連的位于結(jié)構(gòu)每一側(cè)的中心上的中心觸點(diǎn)C52、C54、C55、C57的四個(gè)電流。
根據(jù)這四個(gè)電流，可以計(jì)算該復(fù)合晶體管的第一柵極部中的電流密度、該復(fù)合晶體管的第二柵極部中的電流密度以及在水平方向X和垂直方向Y上的實(shí)際重疊Δ。
在另一個(gè)實(shí)施例中，該復(fù)合晶體管的不均勻的柵極以類似于圖11所示的方式配置，其中，每個(gè)復(fù)合晶體管的晶體管元件的第二柵極部作為單個(gè)的第二柵極部被加入。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明的光刻設(shè)備的電路。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，光刻設(shè)備設(shè)有包括輸入口I1、處理器CPU和存儲(chǔ)器MEM的電路C1。配置輸入口I1以接收重疊誤差信號(hào)O，該重疊誤差信號(hào)與能由半導(dǎo)體器件1或這種半導(dǎo)體器件1的陣列以上述方法測(cè)量或確定的重疊誤差Δ相關(guān)。處理器CPU連接到用于接收重疊誤差信號(hào)O的輸入口I1。處理器CPU也與存儲(chǔ)器MEM和輸出口O1相連。輸出口O1和掩模臺(tái)MT、晶片臺(tái)WT和干涉儀裝置IF相連(或至少與用于分別控制掩模臺(tái)MT、晶片臺(tái)WT和干涉儀裝置IF的一個(gè)控制單元CU(以虛框示出))相連。
進(jìn)而配置處理器CPU以根據(jù)接收到的重疊誤差信號(hào)O確定重疊誤差Δ，并將重疊誤差校正信號(hào)OCS提供給掩模臺(tái)MT、晶片臺(tái)WT和干涉儀裝置IF至少其中之一(或提供給用于分別控制掩模臺(tái)MT、晶片臺(tái)WT和干涉儀裝置IF的至少一個(gè)控制單元CU)。
通過(guò)將重疊誤差校正信號(hào)OCS提供給掩模臺(tái)MT、晶片臺(tái)WT和干涉儀裝置IF至少其中之一，光刻設(shè)備能校正在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的諸如其設(shè)定的改變或漂移。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，雖然將處理器CPU表示成一個(gè)盒子，但是，它可以包括多個(gè)并行操作的或由一個(gè)主處理器控制的處理單元，這些處理單元可以相互距離很遠(yuǎn)。
處理器CPU的功能性能夠通過(guò)執(zhí)行上述功能的硬件部件或軟件部件實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的功能性也可以由硬件和軟件部件的組合實(shí)現(xiàn)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，所述硬件部件，模擬的或者數(shù)字的，既可以存在于處理器CPU中，也可以作為與處理器CPU通過(guò)接口連接的分立電路存在。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，所述軟件部件可以存在于與處理器CPU相連的存儲(chǔ)器區(qū)域MEM中。該存儲(chǔ)器MEM也可以作為內(nèi)部存儲(chǔ)器與處理器CPU集成。
盡管可以做出特定的參考，將所述光刻設(shè)備用于制造IC，但應(yīng)當(dāng)理解，這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭的制造，等等。應(yīng)該理解的是，在這種替代應(yīng)用的上下文中，可以將其中使用的任意術(shù)語(yǔ)“晶片”或“管芯”分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對(duì)已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、度量工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如以便產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語(yǔ)“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。
盡管以上已經(jīng)作出了特定的參考，在光刻設(shè)備的上下文中使用本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻，并且只要上下文允許，不局限于光學(xué)光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌焦┙o到所述襯底的抗蝕劑層上，在其上通過(guò)施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來(lái)使所述抗蝕劑硬化。在所述抗蝕劑硬化之后，所述圖案形成裝置移走所述抗蝕劑，在其中留下圖案。
這里使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有約365、355、248、193、157或126 nm的波長(zhǎng))以及極紫外(EUV)輻射(例如，具有在5-20nm范圍的波長(zhǎng))、和諸如離子束或電子束之類的粒子束。
在上下文允許的情況下，所述術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以表示各種類型的光學(xué)部件的任意一種或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁和靜電型光學(xué)部件。
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以以與上述不同的方式實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含一個(gè)或更多機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，其中所述指令描述了上述方法，或者采用其中存儲(chǔ)有這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)。
以上描述是說(shuō)明性的，而不是限制性的。因此，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，可以在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明做出修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，用于確定在半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差，所述半導(dǎo)體器件包括第一晶體管和第二晶體管；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
所述第一和第二柵極都具有不均勻的形狀，而且
第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一柵極包括第一柵極部和第二柵極部，所述第一柵極部和第二柵極部互相平行地沿著第一方向延伸，所述第一柵極部的柵極長(zhǎng)度不同于第二柵極部的柵極長(zhǎng)度，
其中，所述第二晶體管配置成沿與所述第一方向垂直的第二方向鄰近第一晶體管，并且其中第二柵極包括第三柵極部和第四柵極部，所述第三柵極部和第四柵極部互相平行地沿著第一方向延伸，所述第三柵極部的柵極長(zhǎng)度不同于第四柵極部的柵極長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵極的第三柵極部和第四柵極部的配置相對(duì)于第一柵極的第一柵極部和第二柵極部的配置成鏡面對(duì)稱式的布局。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一柵極的第一柵極部具有同第一柵極的第二柵極部的側(cè)壁基本上成一條直線的側(cè)壁，并且第二柵極的第三柵極部具有同第二柵極的第四柵極部的側(cè)壁基本上成一條直線的側(cè)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括用于確定第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值的電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，配置用于測(cè)量器件參數(shù)的電路，所述電路用于確定第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體器件，其中，器件參數(shù)是至少包括導(dǎo)通電流、截止電流和閾值電壓的群組中的一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一晶體管的第一柵極和第二晶體管的第二柵極相連并共享一個(gè)公共柵極觸點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，將第一和第二晶體管分別配置為第一和第二復(fù)合晶體管，分別包括第一和第二組多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管元件，分別在第一、第二擴(kuò)散區(qū)域之間以及第三、第四擴(kuò)散區(qū)域之間以串聯(lián)連接方式配置第一和第二組中所述多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管元件，并且中間擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒏鱾€(gè)組中的多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管元件順序地連接起來(lái)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中，復(fù)合晶體管的柵極相互連接并共享公共柵極觸點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一組晶體管元件的每一個(gè)晶體管元件的第二柵極部被加入單個(gè)第二柵極部，其在第一和第二擴(kuò)散區(qū)域之間延伸，并且
第二組晶體管元件的每一個(gè)晶體管元件的第三柵極部被加入單個(gè)第三柵極部，其在第三和第四擴(kuò)散區(qū)域之間延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括第一附加晶體管和第二附加晶體管；所述第一附加晶體管包括與第一附加?xùn)艠O相關(guān)的第一附加和第二附加擴(kuò)散區(qū)域；
所述第二附加晶體管包括與第二附加?xùn)艠O相關(guān)的第三和第四附加擴(kuò)散區(qū)域；所述第一和第二附加?xùn)艠O都具有不均勻的形狀，而且
第二附加?xùn)艠O的方向相對(duì)于第一附加?xùn)艠O的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二附加晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一附加晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)；第一和第二附加晶體管中每一個(gè)都有不均勻的柵極；
第一、第二、第一附加和第二附加晶體管共享用于連接每個(gè)晶體管的不均勻的柵極的公共導(dǎo)體；以及第一和第二晶體管沿第一方向?qū)R，第一和第二附加晶體管沿與第一方向垂直的第二方向?qū)R。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中，將所述第一、第二、第一附加和第二附加晶體管分別配置為第一、第二、第一附加、第二附加復(fù)合晶體管，分別包括第一、第二、第一附加和第二附加組多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管元件，分別在各個(gè)復(fù)合晶體管的兩個(gè)外部擴(kuò)散區(qū)域之間以串聯(lián)連接方式配置第一、第二、第一附加、第二附加組中的所述多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管，并且中間擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒏鱾€(gè)組中的多個(gè)(至少兩個(gè))晶體管元件順序地連接起來(lái)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中，以與修正的晶體管串聯(lián)的方式配置每個(gè)晶體管；將公共擴(kuò)散區(qū)域配置在晶體管和修正的晶體管之間；修正的晶體管相對(duì)于串聯(lián)配置的晶體管具有在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體器件，其中，將觸點(diǎn)配置在晶體管和修正的晶體管之間的公共擴(kuò)散區(qū)域上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其中，在每一個(gè)晶體管和修正的晶體管之間的公共擴(kuò)散區(qū)域上的觸點(diǎn)是相互連接的。
17.一種制造用于確定在半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差的半導(dǎo)體器件的方法，包括
-將第一晶體管和第二晶體管設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上；
-使第一晶體管設(shè)置有與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；
-使第二晶體管設(shè)置有與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
所述方法還包括
-為分別形成第一和第二晶體管而形成半導(dǎo)體襯底的第一和第二半導(dǎo)體表面區(qū)域；
-在第一半導(dǎo)體表面區(qū)域上生成第一柵極并在第二半導(dǎo)體表面區(qū)域上生成第二柵極；
所述第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且
第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
18.一種用于測(cè)量在半導(dǎo)體襯底上的光刻圖案的重疊誤差的方法，所述光刻圖案包括至少一個(gè)包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體器件；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；
所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)；
所述方法包括
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值；
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二值，以及
-確定第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于測(cè)量重疊誤差的方法，其中，所述方法包括
-根據(jù)所述器件參數(shù)的器件參數(shù)差確定重疊誤差值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于測(cè)量重疊誤差的方法，其中，所述光刻圖案包括多個(gè)半導(dǎo)體器件，配置每一個(gè)半導(dǎo)體器件以使得在不均勻的柵極上沿著柵極連接線的方向具有在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差；
所述方法包括
-確定每一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差，所述器件參數(shù)差與在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差相關(guān)；以及
確定重疊誤差值包括器件參數(shù)差的線性回歸計(jì)算，作為在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的重疊誤差的函數(shù)。
21.一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置支架，其被構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在其橫截面方向把圖案賦予給輻射束，以形成圖案化輻射束；襯底臺(tái)，其被構(gòu)造用于保持襯底；干涉儀裝置，用于確定襯底臺(tái)的位置；以及投影系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上；
所述光刻設(shè)備還包括輸入口、處理器、存儲(chǔ)器和輸出口；
所述處理器與輸入口、存儲(chǔ)器和輸出口相連；
所述處理器被配置用于通過(guò)輸入口與至少一個(gè)半導(dǎo)體器件進(jìn)行電連接；
所述至少一個(gè)半導(dǎo)體被配置用于確定在包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；
所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)；
所述處理器被配置用于
-接收包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值的第一信號(hào)；
-接收包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二值的第二信號(hào)；
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差；
-由器件參數(shù)差確定重疊誤差值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的光刻設(shè)備，其中，所述輸出口與所述圖案形成裝置支架和所述襯底臺(tái)中的至少一個(gè)相連，以將相應(yīng)的控制信號(hào)提供給所述圖案形成裝置支架和所述襯底臺(tái)中的所述至少一個(gè)，并且
處理器被配置用于為所述圖案形成裝置支架、所述襯底臺(tái)和所述干涉儀裝置中的至少一個(gè)提供重疊誤差校正信號(hào)，所述重疊誤差校正信號(hào)基于所確定的重疊誤差值。
23.一種將被計(jì)算機(jī)加載在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)包括處理器、存儲(chǔ)器、輸入口和輸出口，所述存儲(chǔ)器與處理器相連，并且所述輸入口和輸出口中每個(gè)都與處理器相連，所述計(jì)算機(jī)為光刻設(shè)備的一部分，所述光刻設(shè)備包括照射系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)輻射束；圖案形成裝置支架，其被構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在其橫截面中把圖案賦予給輻射束，以形成圖案化輻射束；襯底臺(tái)，其被構(gòu)造用于保持襯底；干涉儀裝置，用于確定襯底臺(tái)的位置；以及投影系統(tǒng)，其被構(gòu)造用于將所述圖案化輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上；
所述處理器被配置用于通過(guò)輸入口與至少一個(gè)半導(dǎo)體器件進(jìn)行連接；
所述至少一個(gè)半導(dǎo)體器件用于確定在包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)；
所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在加載后允許處理器進(jìn)行
-接收包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值的第一信號(hào)；
-接收包括至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)的第二值的第二信號(hào)；
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還允許處理器進(jìn)行
-根據(jù)器件參數(shù)差確定重疊誤差值。
25.一種器件制造方法，包括將光刻圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，還包括測(cè)量在半導(dǎo)體襯底上的光刻圖案的重疊誤差，所述光刻圖案包括具有第一晶體管和第二晶體管的至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的一部分；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)；
所述方法包括
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)，
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第二晶體管的器件參數(shù)，以及
-確定至少一個(gè)半導(dǎo)體器件的第一晶體管的器件參數(shù)的第一值和第二晶體管的器件參數(shù)的第二值之間的器件參數(shù)差。
26.一種微電子器件，包括用于確定在包括第一晶體管和第二晶體管的半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差；所述第一晶體管包括與第一柵極相關(guān)的第一和第二擴(kuò)散區(qū)域；
所述第二晶體管包括與第二柵極相關(guān)的第三和第四擴(kuò)散區(qū)域；
第一和第二柵極中每一個(gè)都具有不均勻的形狀，而且
第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的微電子器件，其中，所述微電子器件還包括實(shí)現(xiàn)功能的功能模塊，半導(dǎo)體器件被配置用于提供基于所述重疊誤差的校正值，所述校正值由功能模塊使用用于功能校正。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，用于測(cè)量在半導(dǎo)體襯底上的重疊誤差，包括第一和第二晶體管。每一個(gè)晶體管包括與柵極相關(guān)的兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)域，每一個(gè)晶體管的擴(kuò)散區(qū)域配置在第一方向上。第二晶體管配置在與第一方向垂直的第二方向上與第一晶體管相鄰處。第一和第二柵極中每一個(gè)都有不均勻的形狀，而且第二柵極的方向相對(duì)于第一柵極的方向以這樣一種方式設(shè)定重疊誤差對(duì)于第二晶體管的器件參數(shù)的影響效果與重疊誤差對(duì)于第一晶體管的器件參數(shù)的影響效果相比，具有相反的符號(hào)。
文檔編號(hào)H01L23/544GK101202268SQ20071014888
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
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