[发明专利]半导体结构的制造与测量系统

说明书

本公开提供一种多个半导体结构的制造与测量系统。该系统包括一处理腔室以及一测量元件。该处理腔室经配置以执行下列操作：形成一第一鳍片阵列在一晶圆的一晶粒的一区块；以及形成一第二鳍片阵列在该第一鳍片阵列上。该测量元件经配置以在该晶圆上执行一图案晶圆几何测量，以获得该第一鳍片阵列的一第一鳍片以及该第二鳍片阵列的一第一鳍片之间的一位移，且还经配置以依据该位移而确定该晶圆的一状态。

技术领域

本申请案主张美国第17/508,961号及第17/510,786号专利申请案的优先权(即优先权日为“2021年10月22日”及“2021年10月26日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开关于一种多个半导体结构的制造及测量系统。特别是有关于一种在一晶圆上的制造与测量多个半导体结构的系统。

背景技术

根据摩尔定律(Moore's law)，在半导体结构中的多个元素的密度急剧增加，且所述元素的尺寸迅速缩小。因此，由所述缩小的元素所引起的对准问题变得越来越重要。在一些传统方法中，对准是离线进行检查的。再者，传统测量的精确度不能适应所述缩小元件的尺寸。因此，当所述元件在预定位置处的位置进行制造时，该晶圆可能无法正常工作，而上述情况可能在制造完成之后才知道。因此，当该晶圆具有造成该晶圆不能作为产品制造的未对准的多个元件时，浪费所述晶圆的制造资源以及时间成本。再者，降低所述晶圆的生产量。

上文的“先前技术”说明仅提供背景技术，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

发明内容

本公开的一实施例提供一种多个半导体结构的制造及测量方法。该方法包括下列步骤：接收一晶圆，该晶圆具有多个晶粒；分别形成该多个半导体结构在每一个晶粒的多个区块中，其中每一个半导体结构具有一第一鳍片阵列以及一第二鳍片阵列，该第二鳍片阵列位在该第一鳍片阵列上方；在该晶圆上执行一图案晶圆几何测量，以获得在该第一鳍片阵列的一第一鳍片与该第二鳍片阵列的一第一鳍片之间的一位移；以及依据该位移而确定该晶圆的一状态。

在一些实施例中，分别形成该多个半导体结构在每一个晶粒的多个区块中的步骤包括：形成该第一鳍片阵列在每一个区块中；以及形成该第二鳍片阵列在该第一鳍片阵列上。

在一些实施例中，该第一鳍片阵列与该第二鳍片阵列两者均具有N个鳍片，其中N为一正整数。该第一鳍片阵列的该第一鳍片对应该第二鳍片阵列的该第一鳍片。在该第一鳍片阵列的该第一鳍片与该第二鳍片阵列的该第一鳍片之间的该位移从该半导体结构的一顶视图所界定。

在一些实施例中，形成该第一鳍片阵列在每一个区块中的步骤包括：形成一第一层；蚀刻该第一层以形成该第一鳍片阵列；以及平坦化该第一层以暴露该第一鳍片阵列的一上表面。

在一些实施例中，形成该第二鳍片阵列在该第一鳍片阵列上的步骤包括：形成一第二层在该第一鳍片阵列上；蚀刻该第二层以形成该第二鳍片阵列；以及平坦化该第二层以暴露该第二鳍片阵列的一上表面。

在一些实施例中，在该晶圆上执行一图案晶圆几何测量，以获得在该第一鳍片阵列的一第一鳍片与该第二鳍片阵列的一第一鳍片之间的该位移的步骤包括：获得该第一鳍片阵列的该第一鳍片与该第二鳍片阵列的该第一鳍片的一第一重叠比率；获得该第一鳍片阵列的一第N个鳍片与该第二鳍片阵列的一第N个鳍片的一第二重叠比率；获得该第一鳍片阵列的一第A个鳍片与该第二鳍片阵列的一第A个鳍片的一中心重叠比率；以及依据该第一重叠比率、该第二重叠比率以及该中心重叠比率而获得该位移。当N为一奇数时，则A等于(N+1)2，且当N为一偶数时，则A等于N/2。

在一些实施例中，依据该第一重叠比率、该第二重叠比率以及该中心重叠比率而获得该位移的步骤包括：该中心重叠比率减去该第一重叠比率以获得一第一放大率；该中心重叠比率减去该第二重叠比率以获得一第二放大率；以及依据该第一放大率以及该第二放大率而获得该位移。