[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明的主要目的在于，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。

本发明的另一目的在于，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。

本发明的再一目的在于，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。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明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。

本发明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。