[发明专利]用于改善快速热退火均匀性的伪形状的可变重叠

说明书

技术领域

本发明的实施例提供了一种用于改善快速热退火均匀性的伪形 状(dummy shape)的可变重叠的方法、结构、服务等。

背景技术

在10S和11S技术中发现了大的阈值电压(Vt)变化。详细分 析表明原因并非是跨芯片线宽变化(ACLV)；而是追溯到大的系统 性的跨场区Vt变化。起源被确认为快速热退火(RTA)。

先进的半7导体技术需要相对突变的(sharp)和浅的结。这迫使 注入扩散和激活退火使用非常高的温度和非常短的时长。通常使用红 外RTA工艺应用于该类型的尖峰退火(spike anneal)。晶片表面的 反射率的局部变化影响晶片吸收的辐照光量，这又影响了最大温度和 温度上的时间。这些局部退火条件的变化使器件的特性劣化，在某些 情况下劣化得比ACLV更加严重。已知晶片表面的红外(IR)反射 率与未被扩散(此处还被称为“RX”)或多晶硅(此处还被称为“PC”) 特征覆盖的表面的局部部分(local fraction)强烈相关。未被RX或 PC覆盖的区域被称为浅槽隔离(STI)区域。尽管在许多距离范围上 出现STI的密度变化，但是已知由于标准半导体晶片的高的热传导率， RTA变化在相当大的距离上起作用，典型地为4mm半径。

在半导体工业中使用伪FILL形状来减少RX和PC特征的局部 密度变化。这些伪特征主要用于改善RX和PC工艺模块的制造工艺 窗口。对于RX，RXFILL所要解决的主要产率限制是化学机械抛光 (CMP)平坦化。对于PC，PCFILL所要解决的主要产率限制是线 宽变化。尽管减少STI密度变化可用于改善RTA均匀性，但是通常 不能影响STI密度而不改变RX或PC局部密度或者RX和PC局部 密度。

发明内容

本发明的实施例提供了用于改善快速热退火均匀性的伪形状的 可变重叠的方法、结构、服务等。一种在快速热退火工艺过程中跨晶 片的有限区域提供均匀温度的方法包括：通过测量该有限区域的第一 部分中的第一结构的密度，确定该第一部分中的第一反射率。接着， 该方法通过测量该有限区域的第二部分中的第二结构的密度，确定该 第二部分中的第二反射率。具体地，该第一结构包括扩散填充形状和 多晶硅导体填充形状(非有源、非开关的伪结构)；并且该第二结构 包括有源电路结构。

然后比较第一反射率和第二反射率。随后，该方法调节第一部分 中的第一结构的重叠量，调节第一结构的尺寸和/或形状，将膜插入到 第一部分中，和/或从第一部分中移除膜。这使第一部分的第一反射率 和第二部分的第二反射率平衡，从而使得在快速热退火工艺过程中第 一部分的第一温度和第二部分的第二温度平衡。

更具体地，第一结构的重叠量的调节包括使第一结构完全重叠、 使第一结构部分重叠、和/或将第一结构调节为使得第一结构不重叠。 而且，第一结构的重叠量的调节、第一结构的尺寸和/或形状的调节、 将膜插入第一部分中、和/或从第一部分中移除膜，避免了改变第一结 构的密度，并且调节了第一部分吸收的辐照光量。

在此，实施例的半导体结构包括：第一部分，该第一部分包括第 一密度的第一结构；和第二部分，该第二部分包括第二密度的第二结 构。具体地，该第一结构包括扩散填充形状和多晶硅导体填充形状； 而该第二结构包括有源电路结构。

第一结构具有范围从完全重叠、部分重叠到不重叠的重叠量。该 重叠量使第一密度和第二密度平衡，其中第一密度和第二密度使得在 快速热退火工艺过程中跨半导体结构温度平衡。该结构进一步包括第 一部分中的膜的密度，其中该膜的密度和/或第一结构的尺寸和/或形 状使第一密度和第二密度平衡。

因此，说明了局部RTA温度和暴露的STI密度之间出色的相关 性。通过调节RX和PC填充形状之间的重叠量，可以测量和控制暴 露的STI密度而不影响关键的RX和PC密度。可以使用多种方法计 算反射比和使每个参数最优化。

在结合下面的描述和附图进行考虑时，将更好地认识和理解本发 明的实施例的这些和其他方面。然而，应当理解，下面的描述尽管指 出了本发明的优选实施例及其许多具体细节，但是该描述仅被提供作 为说明，并不非是限制性的。可以在本发明的实施例的范围内进行许 多改变和修改而不偏离本发明的精神，并且本发明的实施例包括所有 这些修改。

附图说明