栅极轮廓的进阶工艺控制方法与制造集成电路元件的系统技术方案

本发明专利技术是有关于一种栅极轮廓的进阶工艺控制方法与制造集成电路元件的系统，该进阶工艺控制方法，用以制造一半导体元件，以改善其效能。此方法可包含提供一基材；进行多个工艺，以在前述基材上形成一栅极堆，其中前述栅极堆包括一栅极层；在前述工艺的至少之一后，测量前述栅极层的一晶粒尺寸测量值；判断前述晶粒尺寸测量值是否在一目标范围内；以及倘若前述晶粒尺寸测量值不在上述目标范围内，修改前述工艺的至少之一的一工艺参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造集成电路元件的方法，特别是涉及一种制造集成电路元件的 工艺(即制程，本文均称为工艺)控制方法系统。
技术介绍
半导体集成电路(integrated circuit ；IC)工业经历快速成长。在IC演化的过 程中，几何尺寸(即利用工艺可以产生的最小零件或线路)逐渐减少，而功能性密度(即每 个晶片区的内连线元件的数目)则逐渐增加。一般而言，规格缩小(scaling down)的过程 可以带来的好处有增加生产效率，以及降低相关成本。已经观察到上述规格缩小过程中，将 工艺变异量(process variations)维持在可接受的范围，会面临以下的挑战。举例而言， 当工艺几何从65纳米(nanometer ；nm)持续减少至4 5纳米以下时，栅极堆的轮廓对IC元 件效能会变成相当关键。工艺变异量使制造出的IC元件具有不同变化的栅极轮廓，而可能 偏离目标栅极轮廓。完整的栅极堆呈现预设目标栅极轮廓，但现有习知的IC元件工艺缺乏 管理及/或控制栅极堆形成的方法。由此可见，上述现有的系统制造IC元件的方法在制造方法及使用 上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心 思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般制造方法又没有 适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种 新的栅极轮廓的进阶工艺控制方法与制造集成电路元件的系统，实属当前重要研发课题之 一，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新的进阶工艺控制方法，所要解决的技术问题 是使其管理并控制一集成电路元件的一或多个栅极堆的轮廓形成，非常适于实用。本专利技术的另一目的在于，提供一种新型的控制栅极轮廓控制方法，所要解决的技 术问题是使其提供改良的元件效能及/或改良的元件一致性，从而更加适于实用。本专利技术的再一目的在于，提供一种新的制造集成电路元件的系统，所要解决的技 术问题是使其提供制造中的集成电路元件特性相关的前馈及回馈通讯，在工艺中可用于修 改工艺，以确保制得的元件呈现目标轮廓，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出 的一种进阶工艺控制方法，用以制造一半导体元件，该进阶工艺控制方法至少包含提供一 基材；进行多个工艺，以在该基材上形成一栅极堆，其中该栅极堆包括一栅极层；在所述工 艺的至少之一后，测量该栅极层的一晶粒尺寸测量值；判断该晶粒尺寸测量值是否在一目 标范围内；以及倘若该测量晶粒尺寸测量值不在该目标范围内，修改所述工艺的至少之一 的一工艺参数。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的进阶工艺控制方法，其还至少包含利用修改的该工艺参数值，对该基材进 行所述工艺的至少之一。前述的进阶工艺控制方法，其中进行所述工艺以在该基材上形成该栅极堆的步骤 至少包含进行一沉积工艺，以在该基材上形成该栅极层；对该栅极层进行一回火工艺；以 及对该栅极层进行一蚀刻工艺，以形成该栅极堆。前述的进阶工艺控制方法，其中测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值的步骤至少包 含下列步骤之一在该沉积工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值；将该晶粒尺寸 测量值回馈予该沉积工艺；将该晶粒尺寸测量值前馈予该回火工艺；将该晶粒尺寸测量值 前馈予该蚀刻工艺；以及上述步骤的任意组合。前述的进阶工艺控制方法，其中测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值的步骤至少包 含下列步骤之一在该回火工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值；将该晶粒尺寸 测量值回馈予该沉积工艺；将该晶粒尺寸测量值回馈予该回火工艺；将该晶粒尺寸测量值 前馈予该蚀刻工艺；以及上述步骤的任意组合。前述的进阶工艺控制方法，其中测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值的步骤至少包 含在该蚀刻工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值；以及将该晶粒尺寸测量值回 馈予该沉积工艺、该回火工艺、该蚀刻工艺以及上述工艺的任意组合。 前述的进阶工艺控制方法，其中修改所述工艺的至少之一的该工艺参数的步骤至 少包含调整该回火工艺、该蚀刻工艺以及上述工艺的任意组合之一。前述的进阶工艺控制方法，其中测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值的步骤至少包 含进行一光学散射方法。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的 一种控制栅极轮廓的方法，用于集成电路元件工艺中，该控制栅极轮廓的方法至少包含进 行一沉积工艺，以在一晶圆上形成一栅极层；在该沉积工艺之后，进行一第一晶粒尺寸测量 工艺；根据一第一晶粒尺寸测量值，对该栅极层进行一回火工艺；在该回火工艺之后，进行 一第二晶粒尺寸测量工艺；以及根据一第二晶粒尺寸测量值，对该栅极层进行一蚀刻工艺。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的控制栅极轮廓的方法，其中根据测量的该第一晶粒尺寸对该栅极层进行该 回火工艺的步骤至少包含判断该第一晶粒尺寸测量值是否在一正常范围内；以及倘若该 第一晶粒尺寸测量值不在该正常范围内，调整该回火工艺的一工艺参数。前述的控制栅极轮廓的方法，其中根据测量的该第二晶粒尺寸、对该栅极层进行 该蚀刻工艺的步骤至少包含判断该第二晶粒尺寸测量值是否在一正常范围内；以及倘若 该第二晶粒尺寸测量值不在该正常范围内，调整该回火工艺的一工艺参数。前述的控制栅极轮廓的方法，其还至少包含根据该第一晶粒尺寸测量值，调整该 沉积工艺的一工艺参数。前述的控制栅极轮廓的方法，其中根据该第一晶粒尺寸测量值调整该沉积工艺的 该工艺参数的步骤至少包含判断该第一晶粒尺寸测量值是否在一正常范围内；倘若该第 一晶粒尺寸测量值不在该正常范围内，修改该沉积工艺的该工艺参数；以及利用修改的该 工艺参数进行该沉积工艺，以在另一晶圆上形成一栅极层。本专利技术的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种制造集成电路元件的系统，至少包含一工艺工具，该工艺工具用于进行多个工艺的至少之一，以形成具有一栅极轮廓的一或多个栅极堆；一控制器，该控制器与该工艺工具 通讯，其中该控制器藉由下列步骤，控制该一或多个栅极堆的该栅极轮廓监控该一或多个 栅极堆的一层的一测量晶粒尺寸，以在所述工艺的至少之一之后，获得该测量晶粒尺寸；判 断该测量晶粒尺寸是否在一目标范围内；以及倘若该测量晶粒尺寸不在该目标范围内，修 改所述工艺的至少之一的一工艺参数；其中所述工艺包括一沉积工艺、一回火工艺、以及一 蚀刻工艺。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发 明栅极轮廓的进阶工艺控制方法与制造集成电路元件的系统至少具有下列优点及有益效 果1、本专利技术的进阶工艺控制方法，其优点在于可有效管理并控制一集成电路组件的 一或多个栅极堆的轮廓形成。2、本专利技术的控制栅极轮廓控制方法，其优点在于可提供改良的组件效能及/或改 良的组件一致性。3、本专利技术的制造集成电路组件的系统，其优点在于可提供制造中的集成电路组件 特性相关的前馈及回馈通讯，在工艺中可用于修改工艺，以确保制得的组件呈现目标轮廓。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进阶工艺控制方法，用以制造一半导体元件，其特征在于该进阶工艺控制方法至少包含：提供一基材；进行多个工艺，以在该基材上形成一栅极堆，其中该栅极堆包括一栅极层；在所述工艺的至少之一后，测量该栅极层的一晶粒尺寸测量值；判断该晶粒尺寸测量值是否在一目标范围内；以及倘若该测量晶粒尺寸测量值不在该目标范围内，修改所述工艺的至少之一的一工艺参数。

【技术特征摘要】
US 2009-3-11 12/402,124一种进阶工艺控制方法，用以制造一半导体元件，其特征在于该进阶工艺控制方法至少包含提供一基材；进行多个工艺，以在该基材上形成一栅极堆，其中该栅极堆包括一栅极层；在所述工艺的至少之一后，测量该栅极层的一晶粒尺寸测量值；判断该晶粒尺寸测量值是否在一目标范围内；以及倘若该测量晶粒尺寸测量值不在该目标范围内，修改所述工艺的至少之一的一工艺参数。2.根据权利要求1所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其还至少包含 利用修改的该工艺参数值，对该基材进行所述工艺的至少之一。3.根据权利要求1所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其中进行所述工艺以在该基 材上形成该栅极堆的步骤至少包含进行一沉积工艺，以在该基材上形成该栅极层； 对该栅极层进行一回火工艺；以及 对该栅极层进行一蚀刻工艺，以形成该栅极堆。4.根据权利要求3所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其中测量该栅极层的该晶粒 尺寸测量值的步骤至少包含下列步骤之一在该沉积工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值； 将该晶粒尺寸测量值回馈予该沉积工艺； 将该晶粒尺寸测量值前馈予该回火工艺； 将该晶粒尺寸测量值前馈予该蚀刻工艺；以及 上述步骤的任意组合。5.根据权利要求3所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其中测量该栅极层的该晶粒 尺寸测量值的步骤至少包含下列步骤之一在该回火工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值； 将该晶粒尺寸测量值回馈予该沉积工艺； 将该晶粒尺寸测量值回馈予该回火工艺； 将该晶粒尺寸测量值前馈予该蚀刻工艺；以及 上述步骤的任意组合。6.根据权利要求3所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其中测量该栅极层的该晶粒 尺寸测量值的步骤至少包含在该蚀刻工艺之后，测量该栅极层的该晶粒尺寸测量值；以及将该晶粒尺寸测量值回馈予该沉积工艺、该回火工艺、该蚀刻工艺以及上述工艺的任思组合。7.根据权利要求3所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其中修改所述工艺的至少之 一的该工艺参数的步骤至少包含调整该回火工艺、该蚀刻工艺以及上述工艺的任意组合之一。8.根据权利要求1所述的进阶工艺控制方法，其特征在于其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志仁，黄振铭，杜安群，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]