半导体结构的制造与测量方法与流程

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方法。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方法。

背景技术：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、在一些实施例中，该第一放大率大致等于该第二放大率。

9、在一些实施例中，依据该第一放大率以及该第二放大率而获得该位移的步骤包括：借由平均该第一放大率与该第二放大率而获得一平均放大率；以及在一查找表中获得该位移，其中该查找表经配置以存储该位移与该平均放大率的一对应关系。

10、在一些实施例中，当该位移大于一临界值时，则确定该晶圆的该状态为一未通过状态，而当该位移并未大于该临界值时，则确定该晶圆的该状态为一通过状态。在一些实施例中，该临界值大约为1.5nm。

11、在一些实施例中，该方法还包括：当该晶圆的该状态为该未通过状态时，则从一批晶圆中移除该晶圆；以及当该晶圆的该状态为该通过状态时，则该晶圆保留在该批晶圆中。

12、在一些实施例中，该临界值大约为1.5nm。

13、本公开的另一实施例提供一种制造及测量系统。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多个操作，包括：形成一第一鳍片阵列在一晶圆的一晶粒的一区块中；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，且还经配置以依据该位移而确定该晶圆的一状态。

14、在一些实施例中，该位移是从该晶圆的顶视图所界定。

15、在一些实施例中，该第一鳍片阵列与该第二鳍片阵列具有n个鳍片，其中n为一正整数。该测量元件还经配置以：测量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；测量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；以及测量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。当n为一奇数时，则a等于(n+1)/2，而当n为一偶数时，则a等于n/2。

16、在一些实施例中，该测量元件还经配置以：借由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；借由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。

17、在一些实施例中，该测量元件还经配置以：借由平均该第一放大率与该第二放大率以获得一平均放大率。该测量元件包括一查找表，其经配置以存储该位移与该平均放大率的一对应关系，该测量元件还经配置以依据该查找表而获得该位移。

18、在一些实施例中，当该位移大于一临界值时，则确定该晶粒的该状态为一未通过(fail)状态。当该位移并未大于该临界值时，则确定该晶粒的该状态为一通过(pass)状态。

19、在一些实施例中，当该晶圆的该状态为未通过状态时，该处理腔室经配置以从一批晶圆而移除该晶圆。

20、在一些实施例中，当该晶圆的该状态为通过状态时，该处理腔室经配置以将该晶圆保留在一批晶圆中。

21、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求书标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求书所界定的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种制造及测量多个半导体结构的方法，包括：

2.如权利要求1所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其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包括：

3.如权利要求2所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其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，其中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，其中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。

4.如权利要求3所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中形成该第一鳍片阵列在每一个区块中包括：

5.如权利要求4所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中形成该第二鳍片阵列在该第一鳍片阵列上包括：

6.如权利要求5所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其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包括：

7.如权利要求6所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其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包括：

8.如权利要求7所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中该第一放大率大致等于该第二放大率。

9.如权利要求7所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中依据该第一放大率以及该第二放大率而获得该位移包括：

10.如权利要求1所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中当该位移大于一临界值时，则确定该晶圆的该状态为一未通过状态，而当该位移并未大于该临界值时，则确定该晶圆的该状态为一通过状态。

11.如权利要求10所述的制造及测量多个半导体结构的方法，还包括：

12.如权利要求10所述的制造及测量多个半导体结构的方法，其中该临界值大约为1.5nm。

技术总结
本公开提供一种多个半导体结构的制造与测量方法。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。

技术研发人员：郑正达,黄祖文
受保护的技术使用者：南亚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11