[发明专利]确定半导体特征的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路及其处理，用于半导体器件的制造。特别地，本 发明提供了一种用于在集成电路制造过程中监控各个步骤的方法和装置。

背景技术

集成电路或者“IC”由少数在单个硅芯片上制造的互联器件演变为上 百万器件。目前IC提供的性能和复杂度要远远超出原来的想象。为了提高 电路的复杂度和电路密度(即在给定芯片面积上能够封装的器件数目)， 最小器件特征尺寸，即器件“几何尺寸”，已经随着每一代IC变得更小。 现在半导体器件以小于1/4微米的特征来制造。

提高电路密度不但改善了IC的复杂度和性能，也为消费者提供了更低 成本的部件。IC制造设备可花费上亿、甚至上十亿美金。每一个制造设备 具有特定的晶片生产能力，且每一个晶片上具有特定数目的IC。因此，通 过使IC的各个器件更小，每个晶片上可制作更多的器件，从而增加制造设 备的产量。由于用于IC制造的每一工艺都有限制，因此使器件更小具有很 大的挑战性。也就是说，一个给定的工艺一般只减低到一特定的特征尺寸， 并且然后需要改变工艺或者器件布局。这种限制的一个实例是，对部分处 理的集成电路的各个特征进行测量的常规方法。

采用芯片代工服务来制造定制的集成电路多年来已得到发展。不制造 模式的(fabless)芯片公司通常设计定制的集成电路。这些定制的集成电 路需要制造一组定制的掩模，这些掩模通常称为“掩模原版(reticle)”。 中国上海中芯国际半导体制造有限公司是其中一个提供代工服务的芯片公 司。尽管这些年来不制造模式的芯片公司和代工服务已有所增加，但是仍 存在许多限制。

举例来说，在制造工艺中，经常需要测量部分处理的IC的各个特征(如 沟槽尺度、电特性等)。比如，深沟槽(即用于制造电容的深沟槽)的尺 度通常是IC的重要方面。各种常规技术，如通过解剖部分处理的IC并检 查被解剖的IC来测量IC特征。不幸的是，常规技术通常是差强人意的。 也就是说，常规技术经常是烦琐的，要求手工切割工艺，并且没有效率， 这导致更高的成本和其他不合需要的特征。通过本说明和下面更详细的说 明可发现这些和其他局限。

因此，需要一种改善的用于处理半导体器件的技术。

发明内容

本发明涉及集成电路及其处理，用于半导体器件的制造。特别地，本 发明提供了一种在集成电路制造过程中监控各个步骤的方法和装置。仅仅 通过示例的方式，本发明已应用于测量与用于集成电路制造的部分处理的 半导体的生长工艺和/或沟槽形成、蚀刻关联的特征，如尺度。更具体而言， 本发明提供了一种使用用于确定包括沟槽和其它特征等的特征空间尺度的 监控技术来制造集成电路的方法。但是要明确的是本发明具有更为广泛的 应用范围。例如，本发明的一个实施例提供了一种对部分处理的集成电路 的电容进行测量的方法。

在一具体实施例中，本发明提供了一种用于确定部分处理的集成电路 的一个或者多个特征的方法。该方法包括用于提供衬底材料的步骤。例如， 衬底材料可由衬底厚度和衬底直径来表征。该方法还包括在衬底材料内形 成至少一个开口(比如深沟槽等)的步骤。开口可通过至少一个开口特征 来表征。开口特征包括衬底厚度一部分内的深度和开口宽度。深度和宽度 与未知体积相关。另外该方法包括用于提供预定量的填充材料的步骤。比 如，提供已知量的聚合物材料。该方法还包括以下步骤：处理填充材料以 使填充材料的第一部分进入开口中(如通过熔化聚合物材料并使其流入开 口中)并占据与开口特征相关的整个未知体积，而填充材料的第二部分保 持在与开口特征相关的未知体积外。而且，该方法包括采用一个或多个工 艺来处理填充材料的第二部分以确定与未知体积相关的空间特征的步骤。