[發明專利]用于聯合改變材料、單元工藝和工藝順序的方法和裝置

無效

• 申請號: 200780012793.7
• 申請日: 2007-02-12
• 公開（公告）號: CN101421433A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 托尼·P·江;戴維·E·拉佐夫斯凱;庫爾特·魏納;格斯·平托;托馬斯·布西埃;薩莎·格雷爾
• 申請（專利權）人: 分子間公司
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52;G01N33/20;H01L21/66;G01R31/26;A23B4/12;A23J3/34
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 王昭林;崔 華

背景技術

本申請主要涉及用于制造半導體器件的方法及其系統。?

集成電路(IC)半導體器件、平板顯示器、光電子器件、數據存儲器件、磁電子器件、磁光器件、封裝器件等的制造需要許多單元工藝步驟的整合和順序。例如，IC制造典型地包括一系列處理步驟，諸如清潔、表面制備、沉積、光刻、圖案成形、蝕刻、平坦化、注入、熱退火以及其它相關的單元處理步驟。單元處理步驟的準確順序和整合能夠形成滿足諸如速度、功耗、成品率和可靠性這種所需性能規格的功能器件。而且，出于生產率和成本利益的考慮，在每個單元處理步驟中為了適應每個襯底上更多的ICs，在器件制造中所使用的設備和裝置一直在發展以便能夠實現處理一度增大的襯底尺寸，例如趨向12英寸(300毫米)直徑的晶圓。提高生產率和降低制造成本的其它方法包括使用批式反應器(batch?reactors)，由此可并列處理多個單片襯底。在這些處理步驟中，均勻地即用相同的方式處理單片襯底或批式單片襯底，其中特定的單片襯底所形成的物理、化學、電學等性質相同。?

均勻處理單片襯底和/或一系列單片襯底的能力對于制造效率和成本效益以及可重復性和控制是有利的。然而，由于使用相同的材料、工藝和工藝順序整合流程而名義上使整個襯底相同，所以在優化、合格化、或研究新材料、新工藝和/或新工藝順序整合流程時，均勻處理整個襯底是不利的。每個這樣處理過的襯底實質上僅代表每個襯底上的一種可能的變化。因此，傳統處理技術下的整個晶圓均勻處理導致每個襯底上僅有較少的數據點、需較長的時間來收集大量的各種數據、以及與獲得這種數據相關的較高成本。?

因而，為了更有效地評價半導體制造工藝中的替代材料、工藝和工?藝順序整合流程，需要能夠更有效地篩選和分析作用于襯底的一組材料、工藝和工藝順序整合流程。?

發明內容

本發明的實施例提供一種用于篩選半導體制造過程的方法和系統，該方法和系統用于篩選具有多種可能的材料、工藝和工藝順序的半導體制造過程，從而獲得最佳制造方法或整合工藝、或者相對小的最佳制造方法集。下面描述幾個有創造性的本發明實施例。?

在本發明的一方面中，提供一種利用材料、單元工藝、和工藝順序的改變來分析和優化半導體制造技術的方法。在該方法中，分析半導體制造工藝順序和構造的子集用于優化。在執行制造工藝順序子集期間，改變用于創建某種結構的材料、單元工藝、和工藝順序。例如，可通過空白沉積與襯底上離散區域中的聯合改變的結合分析互連應用中的粘附層。在聯合處理期間，在半導體襯底的離散區域之間改變材料、單元工藝或工藝順序，其中在每一區域內，該工藝產生基本均勻或一致的結果，該結果代表商品半導體制造過程的結果。此外，以可控方式引入變化，使得測試將會確定因變化而引起的任何差異，而不必涉及引起測試異常的外部因素。?

在一個實施例中，為了系統優化半導體制造過程的材料、單元工藝和工藝順序，在聯合工藝順序期間定義初級、二級、和三級篩選標準。在另一個實施例中，在篩選期間，對每一區域中的結構、結構系列或部分結構的物理、化學、電、磁等性質進行測試。基于該測試的結果，實施進一步的篩選，其中具有所需特性的材料、單元工藝、和工藝順序被保留，而不具有所需特性的其它材料、單元工藝、和工藝順序被排除。一旦具有所需特性的材料、單元工藝、和工藝順序的一部分被確定，那么可用傳統方式即非聯合地實施這些方面，而材料、單元工藝、和工藝順序的其它方面可被聯合改變。反復重復這種工藝最后獲得最優化的半導體制造工藝順序，與材料中心論的觀點相反，本發明方法考慮了工藝和工藝順序的相互影響。

在本發明的另一方面，提供一種用于優化適于制造產品晶圓的工藝順序的設備，其中的產品晶圓可包含定義于其上的器件。在一個實施例中，產品晶圓尺寸至少6英寸，然而可以是直徑小于或大于6英寸的任何適當尺寸或形狀。所述設備包括連接有多個模塊的主機。模塊之一是聯合處理模塊。通過聯合模塊，在正被處理的晶圓的區域之間可改變工藝順序的序列、單元工藝、工藝條件、和/或材料。在一個實施例中，主機包括聯合處理模塊和傳統處理模塊。所述模塊被設置為根據工藝順序序列在半導體襯底上定義結構。在聯合處理模塊中實施工藝順序序列的一個或多個工藝。通過聯合處理模塊在半導體襯底的離散區域中改變在聯合模塊中所實施的一個工藝或多個工藝。?

結合附圖、根據以下詳細說明，本發明的其它方面將變得明顯，通過示例的方式說明了本發明的原理。?

附圖說明

結合附圖，通過以下詳細說明會容易理解本發明。類似的附圖標記表示類似的部件。?