專(zhuān)利名稱(chēng)：柵極輪廓的進(jìn)階工藝控制方法與制造集成電路元件的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造集成電路元件的方法，特別是涉及一種制造集成電路元件的 工藝(即制程，本文均稱(chēng)為工藝)控制方法系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路(integrated circuit ；IC)工業(yè)經(jīng)歷快速成長(zhǎng)。在IC演化的過(guò) 程中，幾何尺寸(即利用工藝可以產(chǎn)生的最小零件或線路)逐漸減少，而功能性密度(即每 個(gè)晶片區(qū)的內(nèi)連線元件的數(shù)目)則逐漸增加。一般而言，規(guī)格縮小(scaling down)的過(guò)程 可以帶來(lái)的好處有增加生產(chǎn)效率，以及降低相關(guān)成本。已經(jīng)觀察到上述規(guī)格縮小過(guò)程中，將 工藝變異量(process variations)維持在可接受的范圍，會(huì)面臨以下的挑戰(zhàn)。舉例而言， 當(dāng)工藝幾何從65納米(nanometer ；nm)持續(xù)減少至4 5納米以下時(shí)，柵極堆的輪廓對(duì)IC元 件效能會(huì)變成相當(dāng)關(guān)鍵。工藝變異量使制造出的IC元件具有不同變化的柵極輪廓，而可能 偏離目標(biāo)柵極輪廓。完整的柵極堆呈現(xiàn)預(yù)設(shè)目標(biāo)柵極輪廓，但現(xiàn)有習(xí)知的IC元件工藝缺乏 管理及/或控制柵極堆形成的方法。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的系統(tǒng)制造IC元件的方法在制造方法及使用 上，顯然仍存在 有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心 思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般制造方法又沒(méi)有 適切的方法能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種 新的柵極輪廓的進(jìn)階工藝控制方法與制造集成電路元件的系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之 一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種新的進(jìn)階工藝控制方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題 是使其管理并控制一集成電路元件的一或多個(gè)柵極堆的輪廓形成，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新型的控制柵極輪廓控制方法，所要解決的技 術(shù)問(wèn)題是使其提供改良的元件效能及/或改良的元件一致性，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的再一目的在于，提供一種新的制造集成電路元件的系統(tǒng)，所要解決的技 術(shù)問(wèn)題是使其提供制造中的集成電路元件特性相關(guān)的前饋及回饋通訊，在工藝中可用于修 改工藝，以確保制得的元件呈現(xiàn)目標(biāo)輪廓，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種進(jìn)階工藝控制方法，用以制造一半導(dǎo)體元件，該進(jìn)階工藝控制方法至少包含提供一 基材；進(jìn)行多個(gè)工藝，以在該基材上形成一柵極堆，其中該柵極堆包括一柵極層；在所述工 藝的至少之一后，測(cè)量該柵極層的一晶粒尺寸測(cè)量值；判斷該晶粒尺寸測(cè)量值是否在一目 標(biāo)范圍內(nèi)；以及倘若該測(cè)量晶粒尺寸測(cè)量值不在該目標(biāo)范圍內(nèi)，修改所述工藝的至少之一 的一工藝參數(shù)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的進(jìn)階工藝控制方法，其還至少包含利用修改的該工藝參數(shù)值，對(duì)該基材進(jìn) 行所述工藝的至少之一。前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中進(jìn)行所述工藝以在該基材上形成該柵極堆的步驟 至少包含進(jìn)行一沉積工藝，以在該基材上形成該柵極層；對(duì)該柵極層進(jìn)行一回火工藝；以 及對(duì)該柵極層進(jìn)行一蝕刻工藝，以形成該柵極堆。前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值的步驟至少包 含下列步驟之一在該沉積工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值；將該晶粒尺寸 測(cè)量值回饋予該沉積工藝；將該晶粒尺寸測(cè)量值前饋予該回火工藝；將該晶粒尺寸測(cè)量值 前饋予該蝕刻工藝；以及上述步驟的任意組合。前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值的步驟至少包 含下列步驟之一在該回火工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值；將該晶粒尺寸 測(cè)量值回饋予該沉積工藝；將該晶粒尺寸測(cè)量值回饋予該回火工藝；將該晶粒尺寸測(cè)量值 前饋予該蝕刻工藝；以及上述步驟的任意組合。前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值的步驟至少包 含在該蝕刻工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值；以及將該晶粒尺寸測(cè)量值回 饋予該沉積工藝、該回火工藝、該蝕刻工藝以及上述工藝的任意組合。
前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中修改所述工藝的至少之一的該工藝參數(shù)的步驟至 少包含調(diào)整該回火工藝、該蝕刻工藝以及上述工藝的任意組合之一。前述的進(jìn)階工藝控制方法，其中測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值的步驟至少包 含進(jìn)行一光學(xué)散射方法。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種控制柵極輪廓的方法，用于集成電路元件工藝中，該控制柵極輪廓的方法至少包含進(jìn) 行一沉積工藝，以在一晶圓上形成一柵極層；在該沉積工藝之后，進(jìn)行一第一晶粒尺寸測(cè)量 工藝；根據(jù)一第一晶粒尺寸測(cè)量值，對(duì)該柵極層進(jìn)行一回火工藝；在該回火工藝之后，進(jìn)行 一第二晶粒尺寸測(cè)量工藝；以及根據(jù)一第二晶粒尺寸測(cè)量值，對(duì)該柵極層進(jìn)行一蝕刻工藝。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的控制柵極輪廓的方法，其中根據(jù)測(cè)量的該第一晶粒尺寸對(duì)該柵極層進(jìn)行該 回火工藝的步驟至少包含判斷該第一晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；以及倘若該 第一晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，調(diào)整該回火工藝的一工藝參數(shù)。前述的控制柵極輪廓的方法，其中根據(jù)測(cè)量的該第二晶粒尺寸、對(duì)該柵極層進(jìn)行 該蝕刻工藝的步驟至少包含判斷該第二晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；以及倘若 該第二晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，調(diào)整該回火工藝的一工藝參數(shù)。前述的控制柵極輪廓的方法，其還至少包含根據(jù)該第一晶粒尺寸測(cè)量值，調(diào)整該 沉積工藝的一工藝參數(shù)。前述的控制柵極輪廓的方法，其中根據(jù)該第一晶粒尺寸測(cè)量值調(diào)整該沉積工藝的 該工藝參數(shù)的步驟至少包含判斷該第一晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；倘若該第 一晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，修改該沉積工藝的該工藝參數(shù)；以及利用修改的該 工藝參數(shù)進(jìn)行該沉積工藝，以在另一晶圓上形成一柵極層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題另外再采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種制造集成電路元件的系統(tǒng)，至少包含一工藝工具，該工藝工具用于進(jìn)行多個(gè)工藝的至少之一，以形成具有一柵極輪廓的一或多個(gè)柵極堆；一控制器，該控制器與該工藝工具 通訊，其中該控制器藉由下列步驟，控制該一或多個(gè)柵極堆的該柵極輪廓監(jiān)控該一或多個(gè) 柵極堆的一層的一測(cè)量晶粒尺寸，以在所述工藝的至少之一之后，獲得該測(cè)量晶粒尺寸；判 斷該測(cè)量晶粒尺寸是否在一目標(biāo)范圍內(nèi)；以及倘若該測(cè)量晶粒尺寸不在該目標(biāo)范圍內(nèi)，修 改所述工藝的至少之一的一工藝參數(shù)；其中所述工藝包括一沉積工藝、一回火工藝、以及一 蝕刻工藝。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā) 明柵極輪廓的進(jìn)階工藝控制方法與制造集成電路元件的系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效 果1、本發(fā)明的進(jìn)階工藝控制方法，其優(yōu)點(diǎn)在于可有效管理并控制一集成電路組件的 一或多個(gè)柵極堆的輪廓形成。2、本發(fā)明的控制柵極輪廓控制方法，其優(yōu)點(diǎn)在于可提供改良的組件效能及/或改 良的組件一致性。3、本發(fā)明的制造集成電路組件的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于可提供制造中的集成電路組件 特性相關(guān)的前饋及回饋通訊，在工藝中可用于修改工藝，以確保制得的組件呈現(xiàn)目標(biāo)輪廓。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的進(jìn)階工藝控制方法流程圖。圖2A至圖2C為繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件的全部或一部在進(jìn)階工藝 控制方法的不同工藝階段的剖面圖。圖3為繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路制造系統(tǒng)示意圖。圖4為繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的APC系統(tǒng)示意圖。圖5至圖7繪示根據(jù)工藝控制方法、工藝控制方法以及工藝控制方法的各種流程 圖。100 進(jìn)階工藝控制方法502 提供一基材102 提供一基材504 沉積一柵極層于基材上104 沉積一柵極層506 測(cè)量沉積的柵極層的一晶粒尺寸106 對(duì)此柵極層進(jìn)行回火508 晶粒尺寸是否落于正常范圍之 外？108 蝕刻此柵極層以形成一柵極堆 510 修改一回火工藝200 半導(dǎo)體元件512 繼續(xù)后續(xù)工藝210 基材600 工藝控制方法212 柵極層602 提供一基材220:柵極堆604 沉積一柵極層于基材上300:APC系統(tǒng)606 測(cè)量沉積的柵極層的一晶粒尺寸
302:網(wǎng)絡(luò)608 晶粒尺寸是否落于正常范圍之 外？304 工藝工具610 修改一蝕刻工藝306 量測(cè)工具612 繼續(xù)后續(xù)工藝308 數(shù)據(jù)庫(kù)700 工藝控制方法310 進(jìn)階工藝控制系統(tǒng)702 提供一基材400 =APC系統(tǒng)704 沉積一柵極層于基材上402 材料工藝流程706 對(duì)柵極層進(jìn)行回火402A:沉積工藝708 測(cè)量沉積及回火的柵極層的一晶粒尺寸402B:回火工藝710 晶粒尺寸是否落于正常范圍之外？402C 蝕刻工藝712 修改一蝕刻工藝403 測(cè)量工藝714 繼續(xù)后續(xù)工藝404 監(jiān)督用APC控制器406 沉積工藝APC控制器408 回火工藝APC控制器410 蝕刻工藝APC控制器500 工藝控制方法
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的柵極輪廓的進(jìn)階工藝控制方法與制造集成電路元 件的系統(tǒng)其具體實(shí)施方式
、制造方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō) 明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。請(qǐng)參閱圖1至圖2C所示，以下說(shuō)明一半導(dǎo)體元件200以及一進(jìn)階工藝控制方法100。圖1繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的進(jìn)階工藝控制方法100流程圖，用以制造半導(dǎo) 體元件200。圖2A至圖2C根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件200的全部或一部在進(jìn)階 工藝控制方法100的不同工藝階段的剖面圖。半導(dǎo)體元件200可為一集成電路或其一 部分，半導(dǎo)體元件200可包含靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(static random access memory ；SRAM), 記憶胞、及/或邏輯線路；被動(dòng)構(gòu)件，可例如電阻、電容、誘導(dǎo)器、及/或保險(xiǎn)絲；主動(dòng)構(gòu) 件，可例如 P-通道場(chǎng)效晶體管(P-channel field effect transistors ;PFETs)、N-通 道場(chǎng)效晶體管(N-channel field effectt ransistos ;NFETs)、金氧半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體 管(metal-oxi de-semi conductor field effect transistors ;NFETs)、互補(bǔ)金氧半導(dǎo) 體(complementary metal-oxide-semiconductors ；CMOSs)、雙載子晶體管(bipolar transistors)、高壓晶體管(hight ransistors)、及 / 或高步頁(yè)晶體管(high frequency transistors)；其他適合的構(gòu)件；及/或上述的任意組合?？梢岳斫獾氖?，有關(guān)進(jìn)階工藝控 制方法100的其他實(shí)施例，可以在進(jìn)階工藝控制方法100之前、之中以及之后提供額外的步 驟，同時(shí)可以取代或減少以下一些所述的步驟。更可以理解的是，有關(guān)半導(dǎo)體元件200的其 他實(shí)施例，半導(dǎo)體元件200可加入額外的特征，同時(shí)可以取代或減少以下一些所述的特征。
請(qǐng)參閱圖1以及圖2A所示，進(jìn)階工藝控制方法100從步驟102開(kāi)始，其中步驟 102是提供一基材210。在此實(shí)施例中，基材210可以是含硅的半導(dǎo)體基材?；?10可包 含元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、合金半導(dǎo)體、任何其他適合的材料、及/或上述的任意組合。 上述的元素半導(dǎo)體可包括硅或鍺的結(jié)晶(crystal)、復(fù)晶(polycrystalline)及/或非晶 (amorphous)結(jié)構(gòu)。上述的化合物半導(dǎo)體可包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦、及 /或締化銦。上述的合金半導(dǎo)體可包括硅鍺(SiGe)、砷磷化鎵(GaAsP)、銦砷化鋁(AlInAs)、 鎵砷化鋁(AlGaAs)、銦砷化鎵(GaInAs)、銦磷化鎵(GaInP)、及/或銦砷磷化鎵(GaInAsP)。 在一實(shí)施例中，合金半導(dǎo)體可具有一級(jí)狀分布硅鍺特征(gradient SiGe feature)，其中 硅與鍺的組成的變化是由級(jí)狀分布硅鍺特征的一位置的一比例，變化到另一位置的另一比 例。在另一實(shí)施例中，合金硅鍺可形成于一硅基材上。在又一實(shí)施例中，硅鍺基材可為應(yīng)變 的(strained)。再者，此基材可為一半導(dǎo)體、一絕緣層上硅(SOI)或一薄膜晶體管(thin film transistor ；TFT) 0在一些例示中，此基材可包括一摻雜磊晶層或一埋入層。在其他 例示中，此化合物基材可包括一 多層結(jié)構(gòu)，或者硅基材可包括一多層化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。而 在其他例示中，此基材210可包含一非半導(dǎo)體材料，例如玻璃。 視先前技術(shù)的設(shè)計(jì)需求，基材210可包括不同摻雜配置，例如ρ-型基材區(qū)或η-型 基材區(qū)。在一些實(shí)施例中，基材210可包括摻雜區(qū)。此摻雜區(qū)可利用ρ-型摻質(zhì)(例如硼或二 氟化硼)及/或η-型摻質(zhì)(例如磷或砷)。此摻雜區(qū)可以藉由P-井結(jié)構(gòu)、N-井結(jié)構(gòu)、雙井式 (dual-well)結(jié)構(gòu)或架高式(raised)結(jié)構(gòu)，直接形成于基材210上。半導(dǎo)體基材210更可包 括不同的主動(dòng)區(qū)，例如配置成N-型金氧半導(dǎo)體元件(N-type metal-oxide-semiconductor device ；NMOS device)的區(qū)域，以及配置成P-型金氧半導(dǎo)體元件(PM0S device)的區(qū)域。基材210更可包括一或多個(gè)隔離區(qū)，其中此隔離區(qū)可隔離基材210的不同區(qū)域 (例如NMOS及PMOS元件區(qū))。隔離區(qū)可利用隔離技術(shù)，例如L0C0S或STI，以電性隔離 上述不同區(qū)域。隔離區(qū)可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟摻雜硅玻璃(fluoride-doped silicate glass)、低介電常數(shù)(low-k)介電材料、其他適合的材料、及/或上述的任意組 合。隔離區(qū)可利用任何現(xiàn)有習(xí)知工藝形成。請(qǐng)參閱圖2B所示，在步驟104中，可形成一或多個(gè)柵極層于基材210上。在此實(shí) 施例中，柵極層212硅藉由任何適合的工藝形成于基材210上。舉例而言，柵極層212可利 用現(xiàn)有習(xí)知的沉積工藝，例如化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition ；CVD)法、物理氣 才畫(huà)沉禾只(physical vapor deposition ；PVD)法、原子層沉禾只(atomic layer deposition ； ALD)法、高密度等離子體(即電漿，本文均稱(chēng)為等離子體)化學(xué)氣相沉積(high density plasma CVD ；HDPCVD)法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(metal organic CVD ；M0CVD)法、遠(yuǎn)端等 離子體化學(xué)氣相沉積(remote plasma CVD ；RPCVD)法、電將加強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced CVD ；PECVD)法、磊晶成長(zhǎng)法(例如選擇性磊晶成長(zhǎng)法)、濺鍍(sputtering)、電 鍍(plating)、旋涂式涂布(spin-on coating)、其他適合的方法、及/或上述的任意組合。柵極層212可包含一或多個(gè)高介電常數(shù)(high-k)介電層、虛設(shè)(dummy)柵極層、 硬罩幕層、界面層、覆蓋(capping)層、擴(kuò)散/阻障層、介電層、導(dǎo)體層、其他適合的層、及/ 或上述的任意組合。舉例而言，柵極層212可包含一層高介電常數(shù)介電材料，例如二氧化鉿 (Η 2)、氧化硅鉿(HfSi02)、氮氧硅鉿(HfSiON)、氧化鉭鉿(HfTaO)、氧化鈦鉿(HfTiO)、氧 化鋯鉿(Hf7r0)、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硅酸鹽、過(guò)渡金屬氧化物、過(guò)渡金屬氮化物、過(guò)渡金屬硅酸鹽、金屬氮氧化物、金屬鋁酸鹽、鋯硅酸鹽、鋯鋁酸鹽、氧化硅、氮化硅、氮氧化 硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁(Hf02-A1203)合金、其他適合的高介電常數(shù) 介電材料、及/或上述的任意組合。柵極層212可包含一層介電材料，例如包括復(fù)晶硅、氧化 硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅的含硅材料；含鍺材料；氧化鉿、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、二 氧化鉿_氧化鋁合金、其他適合的介電材料、及/或上述的任意組合。在一些實(shí)施例中，柵極 層212可包含一層二氧化硅以及一層高介電是數(shù)介電材料。另外，柵極層212可利用相同 或不同摻質(zhì)摻雜的復(fù)晶硅。柵極層212可包含導(dǎo)體層，此導(dǎo)體層包含鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化 鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、碳化鉭(TaC)、氮化硅鉭(TaSiN)、氰化鉭(TaCN)、鈦鋁(TiAl)、 氮化鋁鈦(TiAlN)、其他適合的材料、及/或上述的任意組合。柵極層212可包含一功函數(shù) (work function)層。舉例而言，倘若PMOS元件需要P-型功函數(shù)金屬(P-金屬)，可使用氮 化鈦(TiN)、氮化鎢(WN)或鎢(W)。另一方面，倘若NMOS元件需要N-型功函數(shù)金屬(N-金 屬)，可使用鈦鋁(TiAl)、氮化鋁鈦(TiAlN)或氰化鉭(TaCN)。在一些實(shí)施例中，功函數(shù)層 可包括摻雜的導(dǎo)電金屬氧化物材料?？梢岳斫獾氖牵雽?dǎo)體元件200更可包括抗反射涂布 層(例如頂抗反射涂布層及/或底抗反射涂布層)。在步驟106中，柵極層212上進(jìn)行回火工藝。此回火工藝可包含任何適合的工藝。 在一些實(shí)施例中，回火工藝可包含一或多個(gè)快速熱回火(rapid thermal annealing ；RTA) 工藝及/或激光回火工藝?？山逵筛淖儏?shù)，例如回火功率、回火溫度、回火時(shí)間、工藝室壓 力、工藝室環(huán)境(例如改變周遭環(huán)境、真空環(huán)境等)，而調(diào)整回火工藝。請(qǐng)參閱圖1及圖2C所示，在步驟108中，形成包含柵極層212的柵極堆220。柵 極堆220可藉由任何適合的制成形成，例如現(xiàn)有習(xí)知微影圖案化工藝、蝕刻工藝、及/或上 述的任意組合。微影圖案化工藝可包括光阻涂布(例如旋涂式涂布)、軟烘烤、對(duì)準(zhǔn)罩幕、 曝光、曝光后烘烤、光阻顯影、潤(rùn)洗、干燥(例如硬烘烤)、其他適合的工藝、及/或上述的任 意組合。亦可實(shí)施微影曝光工藝，或由其他適合的方法取代，例如無(wú)罩幕微影、電子束寫(xiě)入 (electron-beam writing)、離子束寫(xiě)入、以及分子拓印(molecular imprint)。蝕亥丨J工藝 可包括干蝕刻、濕蝕刻、及/或其他的蝕刻方法(例如反應(yīng)性離子蝕刻)。蝕刻工藝亦可為 純化學(xué)性(等離子體蝕刻)、純物理性(離子研磨；ion milling)、及/或上述的任意組合。 在一例示中，于基材210上沉積一柵極層。接著，利用適合的工藝，例如旋涂式涂布，在柵極 層上形成一光阻層，并利用適合的微影圖案化方法，對(duì)光阻層進(jìn)行圖案化，以形成一圖案化 光阻特征。之后，可利用干蝕刻工藝，將此光阻層的圖案轉(zhuǎn)移至下方層(即柵極層)上，以 形成如第2A圖所示的柵極堆220。隨后，可移除光阻層?？梢岳斫獾氖?，在基材210上可形成多個(gè)柵極堆。更可以理解的是，半導(dǎo)體元件200可進(jìn)一步經(jīng)歷CMOS或MOS技術(shù)處理，以形成現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)各種特征。舉例而言，在柵極 堆220的每一側(cè)可形成柵極側(cè)壁間隙壁。在一些實(shí)施例中，可利用任何適合的工藝，在基材 210中形成輕摻雜區(qū)(指的是LDD區(qū))。在另一例示中，在基材210中可形成源極與漏極區(qū) (指的是S/D區(qū))。在又一例示中，各種接觸/介層窗及多層內(nèi)連接特征(例如金屬層與內(nèi) 層介電質(zhì))可形成于基材210上，并可被配置成半導(dǎo)體元件200的各種特征或結(jié)構(gòu)。當(dāng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)不斷縮小，特別是縮小至40納米(nm)以下的節(jié)點(diǎn)技術(shù)時(shí)，柵極堆220 的輪廓就變得更關(guān)鍵。請(qǐng)參閱圖2C，柵極堆220可包含具有側(cè)壁角θ的輪廓。柵極層(例 如柵極層212)的晶粒尺寸可影響所得的柵極堆輪廓。晶粒尺寸是沉積及/或回火工藝條件的函數(shù)。因此，倘若某人可判斷用來(lái)形成柵極堆的上述層(或多層)的晶粒尺寸，則可修改 相同晶圓的后續(xù)工藝的工藝參數(shù)以及處理后續(xù)晶圓的工藝參數(shù)，以達(dá)到具有目標(biāo)輪廓(或 側(cè)壁角)的柵極堆。舉例而言，柵極層的晶粒尺寸的測(cè)量值較大，則會(huì)需要較快的蝕刻速率 及/或較高溫度的回火，以確保柵極堆包含目標(biāo)輪廓。目前，現(xiàn)有習(xí)知的處理缺乏一種工藝 及/或自動(dòng)化(或進(jìn)階)工藝控制(automated or advanced process control ；APC)系統(tǒng)， 以監(jiān)控影響柵極輪廓的條件。因此，此實(shí)施例提供一種進(jìn)階工藝控制系統(tǒng)，以用來(lái)監(jiān)控形成 柵極堆的各層組成，其中可藉由修改工藝條件以改變上述各層的組成，以獲得目標(biāo)輪廓。請(qǐng)參閱圖3所示，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路制造系統(tǒng)300。此系統(tǒng) 包含多個(gè)實(shí)體(entities)，且此些實(shí)體是藉由通訊網(wǎng)絡(luò)302連接。此系統(tǒng)300可進(jìn)行一 半導(dǎo)體工藝，以制造多個(gè)基材(或晶圓)?；陌ㄒ痪A、一半導(dǎo)體、一罩幕(光罩幕 (photomask)或光罩(reticle)，通稱(chēng)為罩幕(mask))、或任何基礎(chǔ)材料，用以對(duì)其處理以產(chǎn) 生材料層、圖案化特征、及/或集成電路。在此實(shí)施例中，可藉由系統(tǒng)300進(jìn)行一柵極堆形 成工藝，例如第1圖及第2A圖至第2C圖所述的工藝。網(wǎng)絡(luò)302可為單一網(wǎng)絡(luò)或種種不同 的網(wǎng)絡(luò)，例如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(intranet)以及網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)(internet)，而且網(wǎng)絡(luò)302可包括有線及 無(wú)線通訊管道。每個(gè)實(shí)體其他實(shí)體互相作用，并提供服務(wù)給其他實(shí)體及/或從其他實(shí)體接 受服務(wù)。上述實(shí)體可包括一或多個(gè)工藝工具304、量測(cè)工具306、數(shù)據(jù)庫(kù)308、以及進(jìn)階工藝 控制系統(tǒng)310?？梢岳斫獾氖?，系統(tǒng)300更可包含各種工藝工具(例如沉積工具、回火工具、 蝕刻工具、電鍍工具、熱爐管等)、量測(cè)設(shè)備、以及控制器，可進(jìn)行集成電路工藝的其他階段， 不過(guò)為了簡(jiǎn)要清楚，未在此繪示出。在此實(shí)施例中，工藝工具304可包含沉積工具、回火工 具、以及蝕刻工具。沉積工具、回火工具、以及蝕刻工具可以是現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)已知形式的元 件。半導(dǎo)體晶圓可置于沉積工具中并進(jìn)行沉積工藝、置于回火工具中并進(jìn)行回火工藝、及/ 或置于蝕刻工具中并進(jìn)行蝕刻工藝。沉積、回火、以及蝕刻工藝可包含現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)已知及 /或此處所述的任何工藝。在一些實(shí)施例中，在單一工藝工具304里，可進(jìn)行沉積工藝、回火 工藝、以及蝕刻工藝，以形成用來(lái)形成集成電路的各種特征。舉例而言，工藝工具304可藉 由進(jìn)行一沉積、回火、以及蝕刻工藝，在原位(in situ)形成一柵極堆于基材上。在一些實(shí) 施例中，系統(tǒng)300可包含針對(duì)每個(gè)工藝獨(dú)立的工藝工具304，例如沉積工藝工具、回火工藝 工具、以及蝕刻工藝工具。工藝工具304更可包括多個(gè)感測(cè)器，用來(lái)監(jiān)控壓力、氣流、時(shí)間、 溫度、不純程度、及/或其他參數(shù)。量測(cè)工具306可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員任何已知型式的量測(cè)工具。量測(cè)工具306可 在集成電路制造時(shí)，測(cè)量其各種特性(及/或細(xì)節(jié))。測(cè)量的數(shù)據(jù)可包括晶圓結(jié)果，例如利 用量測(cè)工具306測(cè)得的晶圓參數(shù)，諸如片電阻(sheet resistance)、反射率、壓力、粒子密 度、以及關(guān)鍵尺寸。在此實(shí)施例中，量測(cè)工具306可于沉積、回火、及/或蝕刻工藝之后，測(cè) 量一材料層(例如一柵極層)的晶粒尺寸。量測(cè)工具306亦可在沉積、回火、及/或蝕刻工 藝之后，測(cè)量一材料層的厚度。量測(cè)工具306可針對(duì)制得產(chǎn)品的缺陷及特征進(jìn)行分類(lèi)。量 測(cè)工具306可包括電子性、光學(xué)性、及/或分析性的工具，例如顯微鏡(例如掃描式電子顯 微鏡及/或光學(xué)顯微鏡)、顯微分析工具、線寬測(cè)量工具、罩幕及光罩缺陷工具、粒子分布工 具、表面分析工具、壓力分析工具、電阻率及接觸電阻測(cè)量工具、移動(dòng)率及載子濃度測(cè)量工 具、接合深度測(cè)量工具、薄膜厚度工具、間氧化層完整性測(cè)試工具、C-V測(cè)量工具、聚焦離子束(focused ion beam ;FIB)、激光表面缺陷掃描器、殘留氣體分析儀、工藝工具微粒計(jì)數(shù) 器、及/或各種其他量測(cè)工具。在某些實(shí)施例中，量測(cè)工具可包含例如現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)所熟 知的一顯影后檢查(after development inspection ；ADI)量測(cè)工具及/或一蝕刻后檢查 (after etching inspection ；ΑΕΙ)量測(cè)工具。在一些實(shí)施例中，量測(cè)工具306可包括晶圓 評(píng)估測(cè)試工具。量測(cè)工具306可將測(cè)量的數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)庫(kù)308以進(jìn)行儲(chǔ)存。在一些實(shí)施例中，測(cè)量 的數(shù)據(jù)可直接提供給APC系統(tǒng)310。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)308可包括一工具數(shù)據(jù)庫(kù)、一 配置數(shù)據(jù)庫(kù)、及/或一跨平臺(tái)工具(cross-tool)分析數(shù)據(jù)庫(kù)。配置數(shù)據(jù)庫(kù)可儲(chǔ)存配置資訊、 工藝控制模型、以及工藝工具304的工藝控制策略。舉例而言，可利用配置資訊調(diào)整例如氣 流、工藝式壓力、及/或工藝時(shí)間的工藝參數(shù)?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)302對(duì)于工藝工具304進(jìn)行較適 化(optimizations)以及其他調(diào)整?？缙脚_(tái)工具分析數(shù)據(jù)庫(kù)可包括從多個(gè)工藝工具304取 得的資訊。上述資訊可用于分析效能、產(chǎn)率、以及每個(gè)工藝工具利用其他工藝工具的其他數(shù) 據(jù)?？梢岳斫獾氖?，本揭露內(nèi)容的觀點(diǎn)可利用APC系統(tǒng)310實(shí)施，以分析量測(cè)工具306、數(shù)據(jù) 庫(kù)或系統(tǒng)300的其他適合的設(shè)備的資訊。系統(tǒng)300內(nèi)的各種工藝是由APC系統(tǒng)310控制。APC系統(tǒng)310可包含傳統(tǒng)、商業(yè)上 可取得的電腦，或者任何其他適合的電腦硬件。APC系統(tǒng)310的硬件(即硬體，本文均稱(chēng)為 硬件)可包括一處理器以及一存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器儲(chǔ)存 了由處理器執(zhí)行的電腦程序，讓電腦得 以控制各種工藝工具304?？刹僮麟娔X進(jìn)行包括處理資訊(包括利用一模型處理資訊)、接 收資訊、儲(chǔ)存資訊以及傳送資訊的動(dòng)作。在一實(shí)施例中，電腦可包括多個(gè)電腦。在一實(shí)施例 中，電腦可包括在工藝工具(例如工藝工具304)內(nèi)嵌的設(shè)備或原始碼。電腦更可包括一或 多個(gè)使用者介面。在此實(shí)施例中，APC系統(tǒng)310可類(lèi)似于圖4所繪示的APC系統(tǒng)400。APC系統(tǒng)400 能管理、進(jìn)行、及/或控制一材料工藝流程402。材料工藝流402可包括制造一集成電路元 件的任何工藝步驟。材料工藝流程402可利用三個(gè)工藝說(shuō)明一沉積工藝402A、一回火工藝 402B以及一蝕刻工藝402C。沉積工藝402A、回火工藝402B以及蝕刻工藝402C可在一晶 圓上制造一或多個(gè)柵極堆，例如圖1以及圖2A至圖2C所述的工藝。舉例而言，涉及于基材 210上形成柵極層212的沉積工藝402A ；涉及對(duì)柵極層212進(jìn)行回火的回火工藝402B ；以 及涉及對(duì)柵極層212進(jìn)行蝕刻以形成柵極堆220的蝕刻工藝?？稍诓煌に嚬ぞ?04中或 在單一工藝工具304中，進(jìn)行上述的沉積工藝402A、回火工藝402B以及蝕刻工藝402C。在 一實(shí)施例中，材料工藝流程402可以被用來(lái)進(jìn)行現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)熟知的單一金屬鑲嵌工藝、 雙重金屬鑲嵌工藝、或各種其他工藝方法?？梢岳斫獾氖牵鄠€(gè)晶圓很可能是以批次的方式 集體處理。就此而言，本揭露內(nèi)容所指一晶圓或一基材的單數(shù)形，并不必然限制此揭露內(nèi)容 就是單一晶圓，而是可包括多個(gè)晶圓的一批、多批、或上述任何材料的集合。更可以理解的 是，在上述說(shuō)明的工藝之前、之后、及/或之中，可包括現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)熟知的額外工藝。在材料工藝流程402的不同觀點(diǎn)中，可以在制造的晶圓上進(jìn)行一測(cè)量工藝403。藉 由測(cè)量工藝403、量測(cè)工具306、APC系統(tǒng)310本身及/或上述的任意組合，可控制或進(jìn)行測(cè) 量工藝403。第4圖是繪示在每個(gè)沉積工藝402A、回火工藝402B以及蝕刻工藝402C之后 的測(cè)量工藝403。惟可以理解的是，并非要求在上述每個(gè)工藝之后都進(jìn)行測(cè)量工藝403。測(cè) 量工藝403所得的任何適當(dāng)?shù)臏y(cè)量值，例如厚度、晶粒尺寸、關(guān)鍵尺寸、其他適合的參數(shù)、及/或上述的任意組合等參數(shù)值。如同上述，柵極堆的晶粒尺寸最終影響所得的柵極輪廓。因 此，在此實(shí)施例中，整個(gè)材料工藝流程402中，測(cè)量工藝403獲得柵極層(例如柵極層212) 的晶粒尺寸測(cè)量值(或晶粒尺寸指數(shù))?？梢岳萌魏芜m合的方法完成測(cè)量晶粒尺寸。舉 例而言，可利用光學(xué)散射方法以獲得晶測(cè)尺寸測(cè)量值。在一些實(shí)施例中，可利用R. I.值及 /或霧度監(jiān)測(cè)(haze monitoring)，測(cè)量晶粒尺寸或獲得晶粒尺寸指數(shù)?？梢岳肁PC系統(tǒng)400進(jìn)行、控制及/或管理材料工藝流程402。APC系統(tǒng)400可 包含一或多個(gè)監(jiān)督用APC控制器以及工藝APC控制器。舉例而言，APC系統(tǒng)400可包含一 監(jiān)督用APC控制器404以及三個(gè)工藝APC控制器沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC 控制器408、以及蝕刻工藝APC控制器410。在一些實(shí)施例中，單一工藝APC控制器可以進(jìn) 行沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408、以及蝕刻工藝APC控制器410的功 能。在一些實(shí)施例中，單一工藝APC控制器可以進(jìn)行監(jiān)督用APC控制器404以及沉積工藝 APC控制器406、回火工藝APC控制器408、與蝕刻工藝APC控制器410的功能。監(jiān)督用APC 控制器404可與工藝工具304、量測(cè)工具306、數(shù)據(jù)庫(kù)308、測(cè)量工藝403、沉積工藝APC控制 器406、回火工藝APC控制器408、蝕刻工藝APC控制器410、及/或任何其他適合的系統(tǒng)、工 具或控制器進(jìn)行通訊。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器直接與沉積工藝402A、回火工藝 402B以及蝕刻工藝402C通訊。沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕 刻工藝APC控制器410，可與不同的工藝工具304(及/或工藝室)、量測(cè)工具306、數(shù)據(jù)庫(kù) 308、沉積工藝402A、回火工藝402B、蝕刻工藝402C、測(cè)量工藝403、監(jiān)督用APC控制器404、 及/或任何其他適合的系統(tǒng)、工具或控制器進(jìn)行通訊。監(jiān)督用APC控制器404、沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及 蝕刻工藝APC控制器410可包含軟件以進(jìn)行控制，而且具有同時(shí)且動(dòng)態(tài)處理多個(gè)任務(wù)的能 力。監(jiān)督用APC控制器404、沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻 工藝APC控制器410可包括電腦、網(wǎng)絡(luò)及/或界面等硬件，而界面可用于連接系統(tǒng)300的實(shí) 體、制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system ；MES)、電腦整合制造系統(tǒng)(computer integrated manufacturing system ;CIM)、自動(dòng)化材料處理系統(tǒng)(automatic material handling system ；AMHS)、虛擬晶圓廠、其他適合的系統(tǒng)、及/或上述的任意組合彼此間的 通訊。稍后詳述，再制造晶圓時(shí)，APC系統(tǒng)400，特別是監(jiān)督用APC控制器404、沉積工藝APC 控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410，可有助于控制所得的 柵極輪廓。在制造單一晶圓時(shí)，APC系統(tǒng)400可確保所得的柵極輪廓呈現(xiàn)目標(biāo)輪廓，及/或 在制造多個(gè)晶圓(例如一批次的多個(gè)晶圓)時(shí)，APC系統(tǒng)400可確保多個(gè)晶圓呈現(xiàn)均一的 柵極輪廓。APC系統(tǒng)400交換與材料工藝流程402有關(guān)的資訊，有助于上述柵極輪廓的控制。上述資訊交換可包括回饋(feedback)數(shù)據(jù)以及前饋(feed-forward)數(shù)據(jù)。回饋數(shù)據(jù)包括 由FB表示的路徑上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，而前饋數(shù)據(jù)則包括藉由FF表示的路徑上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。一 項(xiàng)通訊可包回饋數(shù)據(jù)與前饋數(shù)據(jù)二者。前饋數(shù)據(jù)可用來(lái)設(shè)定晶圓特定工藝參數(shù)及/或晶圓 后續(xù)處理的工藝目標(biāo)。舉例而言，前饋數(shù)據(jù)可包括與處理的第一晶圓有關(guān)的測(cè)量值數(shù)據(jù)，可 用來(lái)判斷第一晶圓的后續(xù)工藝參數(shù)及/或目標(biāo)值。至于回饋數(shù)據(jù)，則可用來(lái)判斷處理后續(xù) 晶圓的工藝參數(shù)及/或工藝目標(biāo)值。舉例而言，回饋數(shù)據(jù)可包括與第一晶圓相關(guān)的測(cè)量值 數(shù)據(jù)，可用來(lái)判斷第二晶圓的工藝參數(shù)及/或目標(biāo)值。
沉積工藝APC控制器406判斷沉積工藝402A的不同沉積工藝參數(shù)，例如沉積時(shí) 間、溫度、氣流速率、任何其他適合的參數(shù)、及/或上述的任意組合。每個(gè)晶圓判斷的沉積工 藝參數(shù)可定義出沉積工藝設(shè)定(recipe)，可選用此沉積工藝設(shè)定，以提供具有目標(biāo)晶粒尺 寸的一沉積層。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可判斷不同的沉積參數(shù)及/或沉 積結(jié)果。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可將一預(yù)設(shè)沉積結(jié)果提供給沉積工藝APC 控制器406，然后判斷出一沉積工藝設(shè)定，以獲得上述結(jié)果。沉積工藝APC控制器406將判 斷的沉積工藝參數(shù)傳送給沉積工藝402A?；鼗鸸に嘇PC控制器408判斷回火工藝402B的不同的回火工藝參數(shù)，例如回火功 率、回火時(shí)間、回火溫度、冷卻速率、任何其他適合的參數(shù)、及/或上述的任意組合。每個(gè)晶 圓判斷的回火工藝參數(shù)可定義出回火工藝設(shè)定，可選用此回火工藝設(shè)定以確保回火的柵極 層呈現(xiàn)出目標(biāo)晶粒尺寸。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可判斷不同的回火參數(shù) 及/或回火結(jié)果。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可將一預(yù)設(shè)回火結(jié)果提供給回 火工藝APC控制器408，然后判斷出一回火工藝設(shè)定，以獲得上述結(jié)果?；鼗鸸に嘇PC控制 器408將判斷的回火工藝參數(shù)傳送給回火工藝402B。蝕刻工藝APC控制器410判斷蝕刻工藝402C的不同的蝕刻工藝參數(shù)，例如蝕刻時(shí) 間、氣流速率、蝕刻選擇性、氣壓、任何其他適合的參數(shù)、及/或上述的任意組合。每個(gè)晶圓 判斷的蝕刻工藝參數(shù)可定義出蝕刻工藝設(shè)定，可選用此蝕刻工藝設(shè)定以確保經(jīng)蝕刻的層呈 現(xiàn)出目標(biāo)晶粒尺寸。在一些實(shí)施例中，可選用此蝕刻工藝設(shè)定以確保經(jīng)蝕刻的層形成的柵 極堆具有目標(biāo)柵極輪廓。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可判斷不同的蝕刻參數(shù) 及/或蝕刻結(jié)果。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404可將一預(yù)設(shè)蝕刻結(jié)果提供給蝕 刻工藝APC控制器410，然后判斷出一蝕刻工藝設(shè)定，以獲得上述結(jié)果。蝕刻工藝APC控制 器410將判斷的蝕刻工藝參數(shù)傳送給蝕刻工藝402C。目標(biāo)晶粒尺寸可以是一段范圍的晶粒尺寸，其可被認(rèn)為是正常范圍(normal range)。舉例而言，倘若一沉積層的一晶粒尺寸在正常范圍內(nèi)，此沉積層經(jīng)回火及蝕刻之 后，形成一柵極堆，所得的柵極堆呈現(xiàn)出目標(biāo)柵極輪廓。在一些實(shí)施例中，目標(biāo)晶粒尺寸是 預(yù)設(shè)的晶粒尺寸。在一些實(shí)施例中，目標(biāo)晶粒尺寸是根據(jù)接收的測(cè)量值選出的晶粒尺寸。 目標(biāo)柵極輪廓包括了目標(biāo)特征尺寸，例如柵極高度、柵極寬度、側(cè)壁角度、及/或柵極關(guān)鍵 尺寸。目標(biāo)柵極輪廓及/或目標(biāo)晶粒尺寸(合稱(chēng)為目標(biāo)參數(shù)值)可以利用任何適當(dāng)?shù)姆椒?加以判斷。舉例而言，目標(biāo)參數(shù)值可以藉由一使用者輸入。在此實(shí)施例中，目標(biāo)參數(shù)值(即 目標(biāo)柵極輪廓與目標(biāo)晶粒尺寸)可利用監(jiān)督用APC控制器404，傳送至沉積工藝APC控制 器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410。隨后，沉積工藝APC控制 器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410，可分別判斷沉積、回火及/ 或蝕刻參數(shù)。經(jīng)前述判斷后的參數(shù)可定義出沉積、回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，而此些設(shè)定主 要用來(lái)產(chǎn)生目標(biāo)參數(shù)值、特別是目標(biāo)柵極輪廓及/或目標(biāo)晶粒尺寸的所需。藉由以模型為主的控制器(model-based controller)，沉積工藝APC控制器406、 回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410，可分別判斷沉積、回火及/或蝕刻 參數(shù)。在一些實(shí)施例中，沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝 APC控制器410，可利用以模型為主的批次與批次間(rim-to-rim)控制器。在一些實(shí)施例 中，控制器可包括部件影響模型(part-effect model)，其是考量晶圓的不同設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)原則可包括線路圖案密度以及欲制造產(chǎn)片的效能的特殊要求。設(shè)計(jì)原則可藉由APC系統(tǒng) 400相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)加以儲(chǔ)存。在一例示中，設(shè)計(jì)原則可藉由數(shù)據(jù)庫(kù)308加以儲(chǔ)存，其中數(shù)據(jù) 庫(kù)308可藉由與不同的工藝工具304、量測(cè)工具306、及/或APC系統(tǒng)310 (例如APC系統(tǒng) 400)通訊。在一些實(shí)施例中，控制器可包括工具影響模型(tool-effect model)，其是考量 特別針對(duì)此工具的工藝誤差值(process deviations) 0在又一實(shí)施例中，工具影響模型可 包括一多個(gè)工藝室工具的一工藝室專(zhuān)用模型(chamber-specific model)。沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410 可利用從材料工藝流程402接收的前饋及/或回饋數(shù)據(jù)，而分別定期更新用來(lái)判斷沉積、回 火及/或蝕刻工藝參數(shù)的模型。舉例而言，請(qǐng)參閱圖4，沉積工藝APC控制器406、回火工藝 APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410可接收前饋數(shù)據(jù)。前饋數(shù)據(jù)可包括來(lái)自于沉 積后、回火后及/或蝕刻后測(cè)量工藝403的測(cè)量數(shù)據(jù)，可傳送至監(jiān)督用APC控制器404。來(lái) 自于沉積后、回火后及/或蝕刻后測(cè)量工藝403的前饋數(shù)據(jù)，可包括晶粒尺寸測(cè)量值(例如 沉積的柵極層、回火的柵極層及/或蝕刻的柵極層的晶粒測(cè)量值)。來(lái)自于蝕刻后測(cè)量工藝 403的前饋數(shù)據(jù)可包括蝕刻后特征的測(cè)量值。舉例而言，倘若蝕刻后的特征是柵極堆，前饋 的測(cè)量數(shù)據(jù)可包括柵極堆的關(guān)鍵尺寸及/或側(cè)壁角度測(cè)量值。監(jiān)督用APC控制器404利用 前饋的測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷晶圓專(zhuān)用工藝在后續(xù)工藝的目標(biāo)。舉例而言，監(jiān)督用APC控制器404 可利用來(lái)自于沉積后測(cè)量工藝403的晶粒尺寸測(cè)量值，判斷回火工藝402B的目標(biāo)晶粒尺 寸，或可利用來(lái)自于回火后測(cè)量工藝4 03的晶粒尺寸測(cè)量值，判斷蝕刻工藝402C的目標(biāo)晶 粒尺寸等。經(jīng)監(jiān)督用APC控制器404判斷的目標(biāo)晶粒尺寸，隨后可前饋給回火工藝APC控 制器408與蝕刻工藝APC控制器410，藉使回火工藝APC控制器408與蝕刻工藝APC控制器 410可修改回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，以獲得預(yù)設(shè)的目標(biāo)值。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC 控制器404可利用來(lái)自于回火后及蝕刻后測(cè)量工藝的晶粒尺寸測(cè)量值及/或柵極輪廓測(cè)量 值，判斷后續(xù)晶圓的沉積工藝402A的目標(biāo)參數(shù)。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404 利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的模型，以判斷工藝目標(biāo)值。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器的功能 在于控制受多個(gè)工藝步驟影響的至少一特定工藝參數(shù)，例如晶粒尺寸及/或柵極輪廓。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4，沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝 APC控制器410所接收的回饋數(shù)據(jù)可包括從沉積、回火及蝕刻工藝分別接收的工藝數(shù)據(jù)，及 /或在沉積后、回火后及/或蝕刻后測(cè)量工藝403取得的測(cè)量數(shù)據(jù)。工藝數(shù)據(jù)可包括與沉 積、回火及/或蝕刻工藝工具相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如沉積、回火及/或蝕刻工藝參數(shù)，以及所使用 的工藝工具參數(shù)，包括對(duì)正在進(jìn)行工藝的工具部分加以命名(例如對(duì)進(jìn)行工藝的工藝室命 名)。來(lái)自于沉積后、回火后及/或蝕刻后測(cè)量工藝403的回饋數(shù)據(jù)，可包括晶粒尺寸測(cè)量 值(例如沉積的柵極層、回火的柵極層及/或蝕刻的柵極層的晶粒尺寸)。來(lái)自于沉積后測(cè) 量工藝的回饋數(shù)據(jù)，可包括厚度測(cè)量值及/或厚度一致性(uniformity)的測(cè)量值。來(lái)自于 蝕亥IJ后測(cè)量工藝的回饋數(shù)據(jù)，可包括蝕亥IJ后特征的測(cè)量值。舉例而言，倘若蝕刻后的特征是 柵極堆，回饋的測(cè)量數(shù)據(jù)可包括柵極堆的關(guān)鍵尺寸及/或側(cè)壁角度測(cè)量值。根據(jù)接收的回饋數(shù)據(jù)，沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕 刻工藝APC控制器410可判斷是否應(yīng)該修改后續(xù)晶圓的沉積、回火及/或蝕刻的工藝設(shè)定。 在一些實(shí)施例中，沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控 制器410可判斷出，實(shí)際工藝產(chǎn)出以及模型預(yù)設(shè)的工藝產(chǎn)出的間，二者回饋數(shù)據(jù)的差異。沉積工藝APC控制器406、回火工藝APC控制器408以及蝕刻工藝APC控制器410可利用上述 差異，更新用于判斷后續(xù)晶圓的沉積、回火及/或蝕刻的工藝設(shè)定的模型。在一實(shí)施例中， 可利用指數(shù)力口權(quán)移動(dòng)平均值(exponentially weighted moving average ；EWMA)來(lái)過(guò)濾離 群(outlier)數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)產(chǎn)出與實(shí)際產(chǎn)出的差異，可能是由于例如工藝室老化、對(duì)工具進(jìn)行 預(yù)防性維護(hù)(preventive maintenance)、及/或現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)熟知其他各種因素，而造成 工藝偏移(shift)的結(jié)果。模型更新的頻率可根據(jù)晶圓與晶圓間(wafer-by-wafer)、批貨 與批貨間(lot-by-lot)、工藝的批次與批次間(rim-to-rim)、及/或其他由使用者判斷的 頻率。
圖5至圖7繪示根據(jù)工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700 的各種流程圖。工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700提供進(jìn)階工藝 控制方法，以控制柵極輪廓(即柵極結(jié)構(gòu)的柵極堆輪廓)?？衫孟到y(tǒng)300進(jìn)行工藝控制 方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700，以制造集成電路元件。尤其是可利用 APC系統(tǒng)，例如APC系統(tǒng)400，進(jìn)行工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法 700。工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700將以集成電路元件制造 系統(tǒng)300的觀點(diǎn)描述，其中系統(tǒng)300可包含APC系統(tǒng)310，此APC系統(tǒng)310類(lèi)似于APC系統(tǒng) 400，可管理材料工藝流程402?？梢岳斫獾氖?，圖5至圖7的流程圖并非包含所有工藝步 驟，而且工藝控制方法可包含任何此處或現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)所述的工藝步驟的任意組合。故此， 在工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700之前、之中、及/或之后，可 提供額外的步驟，而在上述方法的其他實(shí)施例中，以下所述的步驟中，有一些步驟可被替代 或減少。具體而言，工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700提供控制 沉積、回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，以于晶圓(或基材)上形成一或多個(gè)具有目標(biāo)輪廓的柵極 堆。以下所述的工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700可監(jiān)控并控制 材料工藝流程402，而在此實(shí)施例中，材料工藝流程402類(lèi)似于圖1所述的進(jìn)階工藝控制方 法100。為此，利用工藝控制方法500、工藝控制方法600以及工藝控制方法700制造的集 成電路元件，類(lèi)似于圖2A至圖2C所述的半導(dǎo)體元件200。請(qǐng)參閱圖5所示，可藉由判斷沉積、回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，而在晶圓上形成一 或多個(gè)具有目標(biāo)輪廓的柵極堆。在步驟502中，提供一基材，而在步驟504中，在此基材上 沉積一柵極層。可藉由在一工藝工具304中進(jìn)行沉積工藝402A，而沉積此柵極層。沉積工 藝工具可與沉積工藝APC控制器406進(jìn)行通訊。與沉積工藝APC控制器406可將判斷過(guò)的 沉積工藝設(shè)定，提供給沉積工藝工具，以在基材上形成此柵極層。在步驟506中，藉由例如一沉積后測(cè)量工藝403，測(cè)量沉積的柵極層的晶粒尺寸。 晶粒尺寸測(cè)量值可傳遞給監(jiān)督用APC控制器404及/或工藝APC控制器，例如沉積工藝APC 控制器406。在此實(shí)施例中，前饋通訊(feed-forword communication)可將晶粒尺寸測(cè)量 值提供給監(jiān)督用APC控制器404。在步驟508，可判斷此晶粒尺寸測(cè)量值是否落于一正常范 圍外。監(jiān)督用APC控制器404可進(jìn)行此項(xiàng)判斷。正常范圍的晶粒尺寸可呈現(xiàn)出目標(biāo)范圍的 晶粒尺寸，其中當(dāng)具有目標(biāo)晶粒尺寸的柵極層進(jìn)行后續(xù)處理(即回火及蝕刻工藝以形成一 柵極堆)時(shí)，所得的柵極堆可呈現(xiàn)出目標(biāo)輪廓。倘若晶粒尺寸測(cè)量值落于正常范圍之外，在步驟510時(shí)可修改回火工藝(即修改已判斷的回火工藝設(shè)定)?？衫帽O(jiān)督用APC控制器404修改回火工藝，監(jiān)督用APC控制器 404通知回火工藝APC控制器408，需要修改已判斷的回火工藝設(shè)定。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督 用APC控制器404提供在正常范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)晶粒尺寸，藉此使回火工藝APC控制器408可 判斷及/或選擇修改后的回火工藝設(shè)定?？尚薷娜魏芜m合的回火工藝參數(shù)，以提供修改后 的回火工藝設(shè)定，其中回火的柵極層可呈現(xiàn)預(yù)設(shè)的晶粒尺寸。舉例而言，回火工藝APC控制 器408可調(diào)整回火工藝設(shè)定中的回火溫度參數(shù)，以確保柵極層的晶粒尺寸回到及/或維持 在正常范圍內(nèi)。之后，在步驟512中繼續(xù)處理基材，例如回火工藝402B以及蝕刻工藝402C。 后續(xù)進(jìn)行的工藝可包括將柵極層暴露于一回火工藝中，其中此回火工藝具有修改后的回火 工藝設(shè)定，然后進(jìn)行一蝕刻工藝，以形成一柵極堆。類(lèi)似地，倘若晶粒尺寸測(cè)量值是落于正 常范圍內(nèi)，則可在步驟512中繼續(xù)處理基材。后續(xù)進(jìn)行的工藝可包括將柵極層暴露于一回 火工藝中，其中此回火工藝具有已判斷(正常)的回火工藝設(shè)定，然后進(jìn)行一蝕刻工藝，以 形成一柵極堆。請(qǐng)參閱圖6所示，可以判斷沉積、回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，以在基材上形成一或 多個(gè)具有目標(biāo)輪廓的柵極堆。在步驟602中，提供一基材，而在步驟604中，在此基材上沉 積一柵極層。此類(lèi)似于圖5所述的步驟502與步驟504。在步驟606中，藉由例如一沉積后 測(cè)量工藝403，測(cè)量沉積的柵極層的晶粒尺寸。晶粒尺寸測(cè)量值可傳遞給監(jiān)督用APC控制器 404及/或工藝APC控制器，例如沉積工藝APC控制器406。在此實(shí)施例中，前饋通訊可將 晶粒尺寸測(cè)量值提供給監(jiān)督用APC控制器404。在步驟608，可判斷此晶粒尺寸測(cè)量值是否 落于一正常范圍外。監(jiān)督用APC控制器404可進(jìn)行此項(xiàng)判斷。正常范圍的晶粒尺寸可呈現(xiàn) 出目標(biāo)范圍的晶粒尺寸，其中當(dāng)具有目標(biāo)晶粒尺寸的柵極層進(jìn)行后續(xù)處理(即回火及蝕刻 工藝以形成一柵極堆)時(shí)，所得的柵極堆可呈現(xiàn)出目標(biāo)輪廓。倘若晶粒尺寸測(cè)量值落于正常范圍之外，在步驟610時(shí)可修改蝕刻工藝(即修改 已判斷的蝕刻工藝設(shè)定)。可利用監(jiān)督用APC控制器404修改蝕刻工藝，監(jiān)督用APC控制 器404通知蝕刻工藝APC控制器410，需要修改已判斷的蝕刻工藝設(shè)定。在一些實(shí)施例中， 監(jiān)督用APC控制器404提供在正常范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)晶粒尺寸，藉此使蝕刻工藝APC控制器410 可判斷及/或選擇修改后的蝕刻工藝設(shè)定。可修改任何適合的蝕刻工藝參數(shù)，以提供修改 后的蝕刻工藝設(shè)定，其中蝕刻的柵極層可呈現(xiàn)預(yù)設(shè)的晶粒尺寸。舉例而言，蝕刻工藝APC 控制器410可調(diào)整時(shí)刻工藝設(shè)定中的蝕刻工藝時(shí)間及/或氣流速率參數(shù)，以確保柵極層的 晶粒尺寸回到及/或維持在正常(或目標(biāo))范圍內(nèi)，及/或所得的柵極輪廓呈現(xiàn)出目標(biāo)輪 廓。之后，在步驟612中繼續(xù)處理基材。后續(xù)進(jìn)行的工藝可包括將柵極層暴露于一回火工 藝中，其中此回火工藝具有已判斷的回火工藝設(shè)定，然后進(jìn)行一蝕刻工藝，其中此蝕刻工藝 具有修改后的蝕刻工藝設(shè)定，以形成一柵極堆。類(lèi)似地，倘若晶粒尺寸測(cè)量值是落于正常范 圍內(nèi)，則可在步驟612中繼續(xù)處理基材。后續(xù)進(jìn)行的工藝可包括將此柵極層暴露于一回火 工藝中，其中此回火工藝具有已判斷的回火工藝設(shè)定，然后進(jìn)行一蝕刻工藝，其中此蝕刻工 藝具有已判斷的蝕刻工藝設(shè)定，以形成一柵極堆。請(qǐng)參閱圖7所示，可以判斷沉積、回火及/或蝕刻工藝設(shè)定，以在基材上形成一或多個(gè)具有目標(biāo)輪廓的柵極堆。在步驟702中，提供一基材，而在步驟704中，在此基材上沉積 一柵極層。然后，在步驟706中，對(duì)前述柵極層進(jìn)行一回火工藝?？山逵稍谝还に嚬ぞ?04 中進(jìn)行沉積工藝402A，而進(jìn)行柵極層沉積工藝，且可藉由于工藝工具304中進(jìn)行回火工藝402B,而進(jìn)行柵極層回火工藝。沉積工藝工具可與沉積工藝APC控制器406進(jìn)行通訊，而回 火工藝工具可與回火工藝APC控制器408進(jìn)行通訊。沉積工藝APC控制器406與回火工藝 APC控制器408，可將判斷過(guò)的沉積工藝設(shè)定與判斷過(guò)的回火工藝設(shè)定，分別提供給沉積工 藝工具與回火工藝工具。在步驟708中，藉由例如一回火后測(cè)量工藝403，測(cè)量沉積且回火的柵極層的晶粒 尺寸。晶粒尺寸測(cè)量值可傳遞給監(jiān)督用APC控制器404及/或工藝APC控制器，例如沉積 工藝APC控制器406與回火工藝APC控制器408。在此實(shí)施例中，前饋通訊可將晶粒尺寸測(cè) 量值提供給監(jiān)督用APC控制器404。在步驟710，可判斷此晶粒尺寸測(cè)量值是否落于一正常 范圍外。監(jiān)督用APC控制器404可進(jìn)行此項(xiàng)判斷。正常范圍的晶粒尺寸可呈現(xiàn)出目標(biāo)范圍 的晶粒尺寸，其中當(dāng)具有目標(biāo)晶粒尺寸的柵極層進(jìn)行后續(xù)處理(即蝕刻工藝以形成一柵極 堆)時(shí)，所得的柵極堆可呈現(xiàn)出目標(biāo)輪廓。倘若晶粒尺寸測(cè)量值落于正常范圍之外，在步驟712時(shí)可修改蝕刻工藝(即修改 已判斷的蝕刻工藝設(shè)定)?？衫帽O(jiān)督用APC控制器404修改蝕刻工藝，監(jiān)督用APC控制器 404通知蝕刻工藝APC控制器410，需要修改已判斷的蝕刻工藝設(shè)定。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督 用APC控制器404提供在正常范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)晶粒尺寸，藉此使蝕刻工藝APC控制器410可 判斷及/或選擇修改后的蝕刻工藝設(shè)定。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督用APC控制器404配合回 火后的晶粒尺寸提供一目標(biāo)柵極輪廓，同時(shí)蝕刻工藝APC控制器410可判斷及/或選擇修 改后的蝕刻工藝設(shè)定?？尚薷娜魏芜m合的蝕刻工藝參數(shù)(例如蝕刻時(shí)間、氣流速率等)，以 提供修改后的蝕刻工藝設(shè)定，其中蝕刻的柵極層可呈現(xiàn)預(yù)設(shè)的晶粒尺寸及/或目標(biāo) 柵極輪 廓。之后，將修改后的蝕刻工藝設(shè)定傳遞給蝕刻工藝402C，并在步驟714中繼續(xù)處理基材。 后續(xù)的處理可包括將沉積且回火的柵極層暴露于一蝕刻工藝，其中此蝕刻工藝具有修改后 的蝕刻工藝設(shè)定，以形成一柵極堆。類(lèi)似地，倘若晶粒尺寸測(cè)量值是落于正常范圍內(nèi)，則可 在步驟714中繼續(xù)處理基材。后續(xù)的處理可包括將此柵極層暴露于一蝕刻工藝，其中此蝕 刻工藝具有已判斷的蝕刻工藝設(shè)定，以形成一柵極堆。在一些實(shí)施例中，回饋通訊(feed-back communication)可將晶粒尺寸測(cè)量值提 供給沉積工藝APC控制器406。沉積工藝APC控制器406可利用此晶粒尺寸測(cè)量值，判斷在 后續(xù)晶圓上沉積的材料層，其各種沉積參數(shù)是否應(yīng)該修改。在一些實(shí)施例中，回饋通訊可將 晶粒尺寸測(cè)量值提供給回火工藝APC控制器408?；鼗鸸に嘇PC控制器408可利用此晶粒 尺寸測(cè)量值，判斷在后續(xù)晶圓上回火的材料層，其各種回火參數(shù)是否應(yīng)該修改。在一些實(shí)施 例中，回饋通訊可將晶粒尺寸測(cè)量值提供給蝕刻工藝APC控制器410。蝕刻工藝APC控制器 410可利用此晶粒尺寸測(cè)量值，判斷在后續(xù)晶圓上蝕刻的材料層，其各種蝕刻參數(shù)是否應(yīng)該 修改。再者，在一些實(shí)施例中，可利用回饋通訊修改上述工藝的其中任一者?？傃灾?，可實(shí)施進(jìn)階工藝控制，以管理并控制一集成電路元件的一或多個(gè)柵極堆 的輪廓形成。此處揭露的方法可輕易整合至現(xiàn)有習(xí)知集成電路元件處理中。與制造中的集 成電路元件特性相關(guān)的前饋及回饋通訊，在工藝中可用于修改工藝，以確保制得的元件呈 現(xiàn)目標(biāo)特性。其次，揭露的實(shí)施例可提供改良的元件效能及/或改良的元件一致性。可以 理解的是，不同的實(shí)施例具有不同的優(yōu)點(diǎn)，而且所有實(shí)施例并不要求必須具備特定的優(yōu)點(diǎn)。再者，上述實(shí)施例可采取全部硬件實(shí)施例的形式、全部軟件實(shí)施例的形式、或同時(shí) 具有軟硬件實(shí)施例的形式。又，本揭露內(nèi)容的實(shí)施例可采取電腦程序產(chǎn)品的形式，此電腦程序產(chǎn)品可提供程序碼，利用一有形且電腦可使用或電腦可讀的介質(zhì)而近取(accessible)， 藉由或經(jīng)由與電腦(或任何指令執(zhí)行系統(tǒng))連接，提供使用。為了上述目的，上述有形且 電腦可使用或電腦可讀的介質(zhì)，可以是任何含有、儲(chǔ)存、通訊、傳播、或輸送此程序的設(shè)備， 藉由或經(jīng)由與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或元件連接，提供使用。上述介質(zhì)可為電子的、磁性的、 光學(xué)的、電磁的、遠(yuǎn)紅外線的、半導(dǎo)體系統(tǒng)(或設(shè)備或元件)，或傳播介質(zhì)(propagation medium)。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) 以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修 改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種進(jìn)階工藝控制方法，用以制造一半導(dǎo)體元件，其特征在于該進(jìn)階工藝控制方法至少包含提供一基材；進(jìn)行多個(gè)工藝，以在該基材上形成一柵極堆，其中該柵極堆包括一柵極層；在所述工藝的至少之一后，測(cè)量該柵極層的一晶粒尺寸測(cè)量值；判斷該晶粒尺寸測(cè)量值是否在一目標(biāo)范圍內(nèi)；以及倘若該測(cè)量晶粒尺寸測(cè)量值不在該目標(biāo)范圍內(nèi)，修改所述工藝的至少之一的一工藝參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其還至少包含 利用修改的該工藝參數(shù)值，對(duì)該基材進(jìn)行所述工藝的至少之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中進(jìn)行所述工藝以在該基 材上形成該柵極堆的步驟至少包含進(jìn)行一沉積工藝，以在該基材上形成該柵極層； 對(duì)該柵極層進(jìn)行一回火工藝；以及 對(duì)該柵極層進(jìn)行一蝕刻工藝，以形成該柵極堆。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中測(cè)量該柵極層的該晶粒 尺寸測(cè)量值的步驟至少包含下列步驟之一在該沉積工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值； 將該晶粒尺寸測(cè)量值回饋予該沉積工藝； 將該晶粒尺寸測(cè)量值前饋予該回火工藝； 將該晶粒尺寸測(cè)量值前饋予該蝕刻工藝；以及 上述步驟的任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中測(cè)量該柵極層的該晶粒 尺寸測(cè)量值的步驟至少包含下列步驟之一在該回火工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值； 將該晶粒尺寸測(cè)量值回饋予該沉積工藝； 將該晶粒尺寸測(cè)量值回饋予該回火工藝； 將該晶粒尺寸測(cè)量值前饋予該蝕刻工藝；以及 上述步驟的任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中測(cè)量該柵極層的該晶粒 尺寸測(cè)量值的步驟至少包含在該蝕刻工藝之后，測(cè)量該柵極層的該晶粒尺寸測(cè)量值；以及將該晶粒尺寸測(cè)量值回饋予該沉積工藝、該回火工藝、該蝕刻工藝以及上述工藝的任思組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中修改所述工藝的至少之 一的該工藝參數(shù)的步驟至少包含調(diào)整該回火工藝、該蝕刻工藝以及上述工藝的任意組合之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)階工藝控制方法，其特征在于其中測(cè)量該柵極層的該晶粒 尺寸測(cè)量值的步驟至少包含進(jìn)行一光學(xué)散射方法。
9.一種控制柵極輪廓的方法，用于集成電路元件工藝中，其特征在于該控制柵極輪廓 的方法至少包含進(jìn)行一沉積工藝，以在一晶圓上形成一柵極層； 在該沉積工藝之后，進(jìn)行一第一晶粒尺寸測(cè)量工藝； 根據(jù)一第一晶粒尺寸測(cè)量值，對(duì)該柵極層進(jìn)行一回火工藝； 在該回火工藝之后，進(jìn)行一第二晶粒尺寸測(cè)量工藝；以及 根據(jù)一第二晶粒尺寸測(cè)量值，對(duì)該柵極層進(jìn)行一蝕刻工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制柵極輪廓的方法，其特征在于其中根據(jù)測(cè)量的該第一 晶粒尺寸對(duì)該柵極層進(jìn)行該回火工藝的步驟至少包含判斷該第一晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；以及倘若該第一晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，調(diào)整該回火工藝的一工藝參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制柵極輪廓的方法，其特征在于其中根據(jù)測(cè)量的該第二 晶粒尺寸、對(duì)該柵極層進(jìn)行該蝕刻工藝的步驟至少包含判斷該第二晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；以及倘若該第二晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，調(diào)整該回火工藝的一工藝參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制柵極輪廓的方法，其特征在于其還至少包含 根據(jù)該第一晶粒尺寸測(cè)量值，調(diào)整該沉積工藝的一工藝參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制柵極輪廓的方法，其特征在于其中根據(jù)該第一晶粒尺 寸測(cè)量值調(diào)整該沉積工藝的該工藝參數(shù)的步驟至少包含判斷該第一晶粒尺寸測(cè)量值是否在一正常范圍內(nèi)；倘若該第一晶粒尺寸測(cè)量值不在該正常范圍內(nèi)，修改該沉積工藝的該工藝參數(shù)；以及 利用修改的該工藝參數(shù)進(jìn)行該沉積工藝，以在另一晶圓上形成一柵極層。
14.一種制造集成電路元件的系統(tǒng)，其特征在于至少包含一工藝工具，該工藝工具用于進(jìn)行多個(gè)工藝的至少之一，以形成具有一柵極輪廓的一 或多個(gè)柵極堆；一控制器，該控制器與該工藝工具通訊，其中該控制器藉由下列步驟，控制該一或多個(gè) 柵極堆的該柵極輪廓監(jiān)控該一或多個(gè)柵極堆的一層的一測(cè)量晶粒尺寸，以在所述工藝的至少之一之后，獲 得該測(cè)量晶粒尺寸；判斷該測(cè)量晶粒尺寸是否在一目標(biāo)范圍內(nèi)；以及倘若該測(cè)量晶粒尺寸不在該目標(biāo)范圍內(nèi)，修改所述工藝的至少之一的一工藝參數(shù)； 其中所述工藝包括一沉積工藝、一回火工藝、以及一蝕刻工藝。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種柵極輪廓的進(jìn)階工藝控制方法與制造集成電路元件的系統(tǒng)，該進(jìn)階工藝控制方法，用以制造一半導(dǎo)體元件，以改善其效能。此方法可包含提供一基材；進(jìn)行多個(gè)工藝，以在前述基材上形成一柵極堆，其中前述柵極堆包括一柵極層；在前述工藝的至少之一后，測(cè)量前述柵極層的一晶粒尺寸測(cè)量值；判斷前述晶粒尺寸測(cè)量值是否在一目標(biāo)范圍內(nèi)；以及倘若前述晶粒尺寸測(cè)量值不在上述目標(biāo)范圍內(nèi)，修改前述工藝的至少之一的一工藝參數(shù)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101834114SQ200910209608
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者吳志仁, 杜安群, 黃振銘 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司