403936 Λ 7 Η7 經滅部中央標準局貝工消f合作社印聚 五、發明説明 ( t ) 1 1 發 明 背 景 1 1 1 發 明 領 1 1 本 發 明 係 有 關 一 種 半 導 體 製 造 > 更 特 別 是 一 種 能 補 償 請 1 先 1 在 積 體 電 路 製 造 期 間 所 造 成 之 鄰 近 效 m 的 製 程 〇 閲 讀 1 Ά. 關 抟 術 說 明 f 而 1 I 之 撤 影 術 是 製 造 積 體 電 路 時 的 重 要 部 分 〇 於 撤 影 術 中 5 意 1 I 是 將 壓 印 於 覆 罩 表 面 的 不 透 光 圖 案 或 是 網 線 配 置, 於 輻 射 項 真 1 1 源 與 半 導 體 晶 圓 上 的 光 敏 阻 抗 (光阻） 層 之 間 〇 若 光 阻 的 填1 極 性 是 正 的 9 則 對 輻 射 源 而 -3L 光 阻 層 的 露 出 部 分 是 很 容 頁 1 | 易 被 溶 解 掉 否 則 就 是 在 後 鑛 的 成 長 步 驟 中 被 去 除 〇 正 1 1 光 阻 層 的 未 露 出 部 分 ^St 維 持 其 聚 合 化 的 特 性 而 不 致 在 成 1 1 長 步 驟 中 被 去 除 〇 在 將 光 阻 層 的 露 出 部 分 溶 解 或 去 除 之 1 訂 後 9 得 到 的 晶 圓 拿 剩 餘 下 來 製 作 成 圖 案 的 光 阻 層 當 作 」 1 保 護 層 以 便 例 如 阻 撐 携 雜 物 的 澱 積 或 防 ± 位 於 剩 餘 光 阻 1 I 層 底 下 的 一 或 更 多 層 受 到 蝕 刻 〇 1 I 一 種 投 影 式 徹 影 術 使 用 的 覆 罩 (含全部的晶圓圖案） 與 1 1 晶 圓 之 間 隔 是 很 接 近 的 〇 此 程 序 中 5 不 需 要 任 何 透 鏡 % 線 | 統 將 覆 罩 影 像 聚 焦 於 晶 圓 表 面 之 上 〇 另 一 種 投 影 式 徹 影 1 I 術 使 用 的 覆 罩 是 與 晶 圓 間 隔 開 的 9 其 中 配 置 於 覆 罩 與 晶 1 1 圓 之 間 的 透 鏡 % 統 是 用 來 將 覆 罩 的 圖 案 聚 焦 於 整 個 晶 圓 1 I 上 〇 1 一 種 投 影 式 徹 影 術 使 用 的 網 線 含 有 用 於 aa 早 一 小 Η 的 圖 1 1 案 或 是 晶 圓 上 相 當 小 的 部 分 〇 這 種 程 序 使 用 一 個 步 异 器 1 I 9 其 中 的 網 線 通 常 是 裝 設 於 與 晶 圓 距 離 50公 分 到 1公尺 1 1 處 而 透 鏡 % 統 iSSi 將 網 線 圖 案 3- 聚 焦 於 晶 圓 上 相 當 小 的 部 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規枱（210X2仏:Μ;:) 403936 Λ7 Η 7 丨 五、發明説明（> ) 分以暴露出光阻層。然後將晶圓相對於網線圖案稍作平 移，並重複曝光程序直到實質上整個晶圓上都露出呈重 複圖案的相同網線為止。 如同所熟知的，使用徹影術時其影像解析度的主要限 制因素是光的繞射作用亦即光會繞覆罩或網線圖案而彎 折。因為繞射的緣故，當圖案影像投影在晶圓表面之上 時覆罩或網線圖案會稍徹地失真。這種失真經常被稱為 接近效應。 以習知的投影式徹影術方法而利用習知的覆罩及網線 時，形成於晶圓表面上線段構成之緊緻圖案内各線段的 線寬是比隔離線段的線寛還窄，雖然覆罩或網線上的所 有線寬都完全相同時亦然。其中的情形是使用正光阻層 而將對應到各線段及其他器件之覆罩或網線的不透明部 分形成於晶圓表面上。而使用負光阻層時，會導致將對 應到各線段及其他器件之覆罩或網線的透明部分形成於 晶圓表面上，而效應會是相反的。 經斌部中央標枣局员工消費合作社印裝 因此，得到的晶圓上的器件尺寸是取決於此部件是屬 隔離的或是落在緊緻圖案之内。這會造成無法預測的部 件尺寸。熟悉習用積體電路設計的人應該清楚像差異性 電氣特性之類可能因無法預測的部件尺寸導致的各種問 題。於任何情形下，已知因為其他近旁部件的衝擊所導 致器件尺寸的改變是一種接近效應。雖然下列討論會假 定這些部件為線段，這些部件可能具有任意的幾何形狀 而不限於線段。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )厶4規格（210X29"7公筇） 403936 Λ 7 Η 7 五、發明説明（夕） 第1 Α圖和第1Β圈偽用以顯示對簡單金屬化程序之接近 效應的曲線。於第〗A圖中，晶圓10上有未製作成圖案的 二氣化矽層1 2形成於其表面上。之後利用習知技術將通 常是鋁的金屬層14澱積於晶圓表面上以覆蓋住二氣化矽 層12。然後將正光阻層旋轉塗鍍到晶圓10的表面之上以 便完全地覆被晶圓表面。利用熟知的技術，而透過具有 網線圖案的網線將晶圓表面選擇性地暴露於輻射中。此 網線鼷案是表為光阻檔部分16, 18而阻檔來自燈管而用以 使光阻層曝光的光（輻射）。朝下的箭號代表來自燈管呈 部分同調的輻射20。透鏡22會將網線圖案的影像聚焦於 晶圖10的表面之上。第1 A圖中的X-軸代表沿晶圓10表面 的距離，而y-軸代表在晶圓10代表上所得的光強度。 經满部中央標準局员工消費合作社印裝 由撞擊在晶圓表面的光強度可知，因為光的繞射作用 而在光阻檔部分16, 18底下存在有某些低位準的光強度， 因而沿筆育路·徑行進的光波會繞光阻檔部分1 6 , 1 8而彎折 。因此，光阻層會因光的繞射作用而有額外的面積暴露 於光之中。光繞射作用的結果，來自_射20的光波因為 光的繞射作用而相互之間會作建設性或破壊性的干涉。 所以，光強度因建設性干涉而增加時其光阻層會曝光得 更鼹重。由習知設計可知，繞射的延伸是光同調性、所 用透鏡之數值口徑、及其他因素等的函數。 為顯示的目的而假定任何暴露於臨限強度位準L 以 上之光的光阻層都會在光阻層的成長期間溶解掉。這値 臨限強度位準L 是表為第1 A圖曲線圖中的y-軸》 在晶圓10充分地暴露於光的圖案之後且在去除了曝光 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4^格（210x2y7々>i ) 403936 A7 B7 五、發明説明（4 ) 的光層之後，光阻部分24會保留下來。此例中，光阻 部分24的寬度為0.74微米。接著，利利用熟知的技術對 曝光的金屬管14進行各向異性的蝕刻，隨後Μ光阻層剝 除劑去除光阻部分24。然後得以去除剩餘的二氧化矽層 12。留下的是含有平行金臑線26,28的金鼷圖案，其幾 何形狀是藉由光咀擋部分16, 18的幾何形狀及各光阻擋 部分之間的空間而標示出的。光阻擋部分1 6 , 1 8的寬度 會對應到0.74微米的金靨線寬度。此例中，節距或各金 靨線2 6 , 2 8中心之間的距離是3微米。所以此例中，平 行金靨線26 ,28的3微米節距是1大而使得來自光阻擋 部分16的繞射不致影響金屬線28的形狀而來自光阻擋部 分18的繞射不致影響金靨線28。 第1Β圖顯示的是類似的實例，其中製作成圖案的金鼷 線30,31和32具有比第1Α圖中金臛線26,28遷小的節距（ 亦即較大的密度）。這裡，金騸線30,31,和32之間的節 距是1.5微米。如圖所示，所得金屬線30,31,和32的長 度是小於0.74微米，即使網線之光阻擋部分40-42的寬 度是與第1Α圖中光阻擂部分16 ,18的寬度是完全相同時 亦然，這是因為光阻擋部分40-42相互之間適當而足夠 接近Μ致來自光阻擋部分4 0和4 2的繞射會造成中心光眭 擋部分41底下更大數量的光阻層會暴露於臨限強度位準 LTH Μ上的光之中。同時，來自光阻擋部分4 1的繞射效 應會造成光诅擋部分40和42底下更大數量的光阻層會暴 露於臨限強度位準LTHM上的光之中。结果，由於金屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4坭掊（210X297公筇） ---.--------裳------訂------線 - /、 ("先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 經漓部中央標隼局貝工消費合作社印聚 Α7 Β7 經满部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 ( r ) 1 ! 線 3 1在 兩 邊 上 的 長 度 會 因 光 阻 擋 部 分 40和 42的 繞 射 而 減 1 1 I 小 故 金 圈 線 3 1 是 比 金 屬 線 30和 32 遷 窄 〇 1 1 參 照 第 1 ί 圖 和 第 1 B 圖 而 對 接 近 效 懕 的 不 必 要 後 果 所 作 Λ-V 請 1 I 先 1 上 述 討 論 是 代 表 性 的 實 例 〇 不 過 9 應 該 了 解 的 是 無 論 部 閱 ifi 4 1 件 的 幾 何 形 狀 或 材 料 為 何 接 近 效 應 對 微 影 術 而 都 是 白 面 之 然 生 成 的 〇 ί 1 J 事 1 另 外 參 於 半 専 體 晶 圓 上 蝕 刻 出 的 部 件 也 會 引 致 不 必 要 項 再 1 | 的 接 近 效 應 0 這 裡 » 接 近 效 ate 歷、 不 是 因 為 光 的 繞 射 作 用 而 填 寫 本 1 產 生 的 > 且 取 代 的 是 因 為 例 如 殘 存 取 合 物 或 是 因 為 從 半 頁 1 | 導 體 晶 圓 表 面 上 所 去 除 材 料 的 輸 送 〇 於 任 —* 茛 例 中 f 接 1 1 近 效 應 都 會 使 蝕 刻 程 決 取 決 於 受 到 蝕 刻 的 部 件 是 與 其 他 1 1 部件 隔 離 的 或 是 落 在 其 他 部 件 的 緊 緻 _ 案 之 内 而 產 生 不 1 訂 1 I 同 的 蝕 刻 速 率 〇 例 如 > 當 這 些 部 件 是 形 成 於 緊 緻 圖 案 之 - 内 時 所 產 生 的 蝕 刻 速 率 較 高 9 而 當 這 些 部 件 相 互 之 間 有 1 1 幾 分 m rrfi 離 時 則 所 產 生 的 蝕 刻 速 較 低 0 1 I 據 此 * 於 積 體 電 路 製 程 中 使 用 微 影 術 及 蝕 刻 程 序 時 ， 1 1 線 1 接 近 效 應 的 微 擊 應 該 受 到 監 控 並 加 修 正 〇 習 知 的 接 近 效 應 監 控 方 法 是 藉 著 量 測 由 微 影 術 及 蝕 刻 程 序 形 成 而 得 1 I 到 部 件 的 長 度 而 達 成 的 〇 傳 統 地 > 由 微 影 術 及 蝕 刻 程 序 1 1 形 成 而 得 到 部 件 的 長 度 是 藉 著 電 阻 趨 近 法 或 電 子 顯 微 鏡 I 而 量 測 得 的 〇 電 子 顯 微 鏡 可 Μ 作 準 確 地 量 測 但 是 十 分 昂 1 | 貴 耗 時 、 並 對 積 體 電 路 具 有 破 壞 性 » 而 因 此 經 常 鼷 不 1 1 實 際 的 解 決 方 法 〇 Μ 電 咀 趨 近 法 是 量 測 所 形 成 器 件 的 1 I 薄 板 電 阻 〇 然 後 利 用 薄 板 電 阻 7 - 而 計 算 出 所 形 成 部 件 的 長 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（€奶）八4規枋（210乂297公筇） hi Β7 經漪部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（ y ) 1 1 度 〇 之 後 * 將 這 些 量 測 得 的 長 度 與 意 圖 形 成 部 件 的 長 度 1 1 I 作 比 較 ♦ 且 當 偏 移 量 超 過 能 容 忍 的 位 準 時 • 便 執 行 光 學 1 1 的 接 近 修 正 (0 P t ί C a I P r 〇 X i m i t y C 0 Γ r e c t i 〇 η) Μ 改 變 覆 請 1 I 先 1 罩 或 網 線 而 為 接 近 效 應 提 供 補 償 〇 閱 J 背 1 量 測 部 件 長 度 用 的 習 知 電 阻 趨 近 法 有 —* 個 問 題 9 亦 即 面 I 之 1 1 在 許 多 例 子 裡 量 測 得 的 電 阻 無 法 準 確 地 對 應 到 接 受 量 測 注 意 1 1 事 1 郜 件 的 長 度 〇 發 生 這 種 情 形 時 9 由 量 測 得 的 電 阻 計 算 出 項 再 1 1 的 長 度 會 失 掉 準 確 性 〇 结 果 ί 無 法 使 接 近 效 應 準 確 地 數 填 寫 太 1 、裝 量 化 〇 个 頁 1 I 因 此 * 必 需 改 良 對 形 成 於 晶 圓 上 之 部 件 長 度 的 量 測 技 1 I 術 Μ 致 能 使 接 近 效 應 準 確 地 數 量 化 〇 1 1 明 總 1 1 1 丁 廣 泛 地 說 ♦ 本 發 明 是 有 關 一 種 於 製 造 積 體 電 路 期 間 將 - 1 1 接 近 效 應 數 量 化 的 改 良 技 術 〇 本 發 明 是 利 用 形 成 於 半 導 1 1 體 晶 圓 上 的 活化部件而將接 近 效 應 數 量 化 〇 根 據 本 發 明 1 I ♦ 量 測 活 化 部 件 的 元 件 性 能 數 量 i 然後根撖星测得的元 1 1 件 性 能 數 量 而 決 定 出 活化部件的部件長度 〇 後 決 定 線 1 出 的 部 件 長 度 為 基 礎 評 估 及 / 或 補 償 製 造 程 序 〇 於 某 一 1 I 實 例 中 % 活 化 部 件 可 Μ 是 — 種 金 靥 -氧化物- 半 導 體 (M0S) 1 1 電 晶 體 而 元 件 性 能 數 量 可 Μ 是 電 流 0 I 本 發 明 可 依 含 當 作 方 法 及 元 件 等 很 多 種 方 式 施 行 0 K 1 I 下 將 討 論 本 發 明 的 幾 個 實 施 例 〇 1 1 用 於 處 理 上 量 測 之 接 近 效 應 的 方 法 是 將 各 元 件 形 成 於 1 I 半 導 體 晶 圓 上 * 本 發 明 的 * 個 實 胞 例 含 有 下 列 作 業 » 於 1 ί 8- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Μ忧袼（210Χ297公筇） 經濟部中央標準局貝工消f合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（7 ) 晶圓上製造測試元件，此測試元件含有MO S電晶體；量測 潮試元件中M0S電晶體內的電流值；及Μ量測得之測試元 件中M0S電晶體内的電流值為基礎決定於測試元件的製 造期間所導致的接近效應。 作為監控形成於半導體晶圓上元件之性能的方法，本 發明的另一實胞例含有下列作業：於晶圓上製造測試元 件；量測測試元件的電流值；Μ量測得之測試元件的電 流值為基礎決定於製造期間所導致的接近效應；及利用 所決定的接近效應評估於晶圓上形成各元件的程序。 利用具有形成於其上之測試位置的半専體晶圓Μ監控 於晶圃上之元件的製造期間所導致的接近效應，根據本 發明某一實拖例的測試元件含有：許多M0S電晶體，各 M0S電晶體則含有源極、汲極、及閘極線，此閘極線具 有長度（L)及寬度（W)而實值上圼矩形的形狀；許多相鄰 的第一虛設閘極線，每一個相鄰的第一虛設閘極線都具 有實質上呈矩形的形狀，且每一個相郯的第一虛設閘極 線都位於與某一 M0S電晶體之汲極相鄰的位置上且Μ偏移 距離自附屬的閘極線偏移開；Μ及許多相鄰的第二虛設 閘極線，每一個相鄰的第二虛線閘極線都具有實值上呈 矩形的形狀，且每一個栢鄰的第二虛設閘極線都位於與 某一 M0S電晶體之源極相鄰的位置上且Μ偏移距離自相 關的閘極線偏移開。 本發明的優點極多。本發明有一個優點是能以增高的 準確度去監控接近效應。本發明的另一個優點是用活化 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現彳Μ 210Χ 297'»^ ) ------"----戈------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漓部中央標隼局員工消費合作社印聚 % A7 __40893fi B7_______ 五、發明説明（/ ) 測試结構去監控接近效應κ致能使用元件相關的數量（ 例如電流）而不僅將接近效應數量化且將量測元件的功 能數量化。 本發明優點的其他概念將會因Μ下的詳细說明並聯合 所附圖示透過實例顯示本發明的原理而變得更明顯。 圖式簡述 本發明將會因為以下的詳细說明並與所附圖示而迅速 獲致理解，其中相同的參考標碼標示的是相同的元件。 第1Α和第1Β圖、係用於顯示對簡單金屬化程序之接近 效應的曲線。 第2圖、係用Κ顯示形成於基片上而含有源極、汲極 、及閘極線之MOS電晶體的截面圖。 第3Α圖、係用Μ顯示根據本發明的某一實腌例之測試 元件的圖示。 第3Β鼸、僬用以顯示第3Α圖中測試元件之截面透視圖。 第4圖、係用Κ顯示根據本發明的另一實施例之測試 元件的圖示。 第5圖、係用Μ顯示根據本發明的某一實施例中半導 體晶圓上之測試位置的圖示。 第6圖、顯示的是用於評估形成於晶圓上各元件之元 件性能的程序之流程圖。 發明的詳细說明 I：發明是有關一種於製造積體電路期間將接近效應數 量化的改良技術。本發明是利用形成於半導體晶圓上的 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4圯格（210Χ 297公筇） ---,-------^------,Η------@ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 經满部中央標率局貝工消费合作社印裝 五、發明説明 ( 9 ) 1 1 活 化 部 件 而 將 接 近 效 應 數 量 化 〇 根 據 本 發 明 * 量 測 活 化 1 1 1 郜 件 的 元 件 性 能 數 量 > 然 後 根 據 量 測 得 的 元 件 性 能 數 量 1 1 而 決 定 出 活 化 的 部 件 長 度 0 然 後 以 決 定 出 的 部 件 長 度 為 請 1 先 1 基 礎 評 估 及 / 或 補 償 製 造 程 序 〇 於 某 一 實 例 中 » 活 化 部 閱 讀 1 t 1 件 可 是 _. 種 金 鼷 -氧化物- 半 m 體 (MOS )電晶體f ®元件 面 夕 1 性 能 數 量 可 Μ 是 電 流 〇 意 '[ I 事 1 Μ 下 將 參 照 第 2- 6圖討論本發明的各實施例 3不過， 热 項 再 1 I 悉 習 用 技 術 的 人 應 該 很 容 易 會 鑑 賞 下 對 這 些 附 圖 的 詳 填 寫 本 1 裝 1 盡 說 明 而 可 Μ 在 解 釋 在 用 S 的 下 將 之 當 作 本 發 明 會 相 當 頁 1 I 程 度 的 超 越 這 些 有 限 的 實 施 例 〇 1 1 於 具 有 作 十 分 緊 密 之 封 裝 的 金 屬 -氧化物- 半 導 體 (MOS ) 1 1 電 晶 體 之 積 體 電 路 (例如動蘿隨機存取記憶體）的 製 程 中 - 1 訂 1 9 製 造 的 準 確 性 是 非 常 重 要 的 且 會 随 著 部件 尺 寸 變 得 愈 - 小 而 變 得 更 重 要 〇 更 高 密 度 的 结 果 9 則 製 程 中 的 微 影 術 1 1 及 蝕 刻 程 序 部 分 期 間 其 接 近 效 應 會 變 得 更 為 顯 著 〇 因 此 1 I * 對 量 測 並 補 償 不 想 要 的 接 近 效 應 之 需 求 是 與 曰 剌 增 〇 1 1 線 1 傳 統 地 如 上 所 述 • 部 件 尺 寸 經 常 是 藉 由 薄 板 電 阻 而 量 測 得 的 〇 然 後 利 用 薄 板 電 姐 Κ 決 定 出 部 件 的 長 度 〇 若 所 1 I 決 定 出 的 部 件 長 度 是 太 小 或 太 大 m 後 可 Μ 改 要· 部 件 的 1 1 製 造 期 間 使 用 覆 罩 或 網 線 Μ 致 雖 然 有 接 近 效 應 也 能 如 預 1 I 期 地 得 到 部 件 的 長 度 〇 不 過 如 上 所 述 9 這 種 趨 近 法 也 有 1 缺 酤 〇 首 先 ♦ 對 絕 大 多 數 的 電 路 設 計 而 量 測 得 的 電 阻 1 1 並 不 是 一 個 元 件 的 相 關 數 量 〇 第 二 9 當 部 件 係 藉 由 不 同 I I 材 料 的 堆 叠 结 構 形 成 MOS電晶體的閘極線而製造時， 其 1 1 I -1 1 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS )以坭格（210X297公筇） 403936 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7五、發明説明（β ) 電砠初始時是受到最低電咀層的管制。不過，因為閘極 结構具有維狀的側邊而使最低電阻層有成為較小層的傾 向，故最低電砠層對閘極長度而言而並不是十分準確的 預測因子。 . 第2圖係用W顯示形成於基片208上而含有汲極202、 閘搔204、及源極206之M0S電晶體200的截面圖。如同所 熟知的，有一個通路（C)是形成於汲極202與源極206之間 目.受到閘極204所提供之、電位的控制。電晶體200之閘極 的製造是藉由正常情況下會留下呈維狀之閘極側邊的蝕 刻程序而完成的。更特別地，正常情形下閘極204在頂 端部分會比在較接近通路的底端部分堪薄。另外，閘極 204通常是一個由閘極氧化層210(例如二氧化矽）、多晶 矽層212、鎢（W)(或鈦（Ti))層組成的堆叠结構。用於第 2圖中閘極204上的堆叠结構通常也含有一個經常是由 氧化物或氮化物形成的隔離蓋213。 傳統地，可W量測閘極204的電阻以決定閘極204的長 度。不過於閘極堆叠的情況中，閘極堆叠上量測得的電 姐是由閘極堆叠中具有最低阻抗係數的一層所決定。此 實例中，具有最低阻抗係數的材料會是鎢層2 1 4亦即閘 極堆叠結構中的頂層。所Μ，電阻趨近法事實上會量測 鎢層214的長度而此層的長度（Lm)係如第2圖所示。 不過如第2圖所示，將閘極204的長度量測成閘極堆 叠结構中最寬一層亦即閘極氧化層210的長度會比較好 -12- ------------装------'訂------線， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 403936 A7 B7 五、發明説明（"） 。是多晶矽層212的底部定義出通路（C)的長度，因為形 成汲極202和源極206的離子植人是發生於形成了閘極堆 «结構之後並定義出用於汲極202和源極206的區域。 根據本發明，經改良的技術對部件長度（例如閘極長 度）和通路（C)長度兩者及接近效應的量測而言是很有用 的。對於第2圖，量测得的閘極長度是一個長度（k) 亦即比起利用電阻趨近法依習知方式量測得的長度（L M1) 是對閘極長度（及同樣地對通道（C)之長度Μ及接近效應） 的更準確量測值。 Μ下將詳盡地討論用於將接近效應及通路（C)長度兩者 數最化的改良技術。根據本發明，將一系列的測試元件 製造於半専體晶圓上，決定出部件長度的量測值，然後 依須求修改（或使最佳化）製造程序以便進一步補償接近 效應。 經漪部中央標隼局員工消费合作社印聚 第3 Α圖係用以顯示根據本發明的某一實胞例之測試元 件300的圖示。測試元件300是一種含有汲極302、源極 304、及閘極線306的活化M0S電晶體。閘搔線306具有寬 度（W)及長度（L)。測試元件300也含有第一虛設閘極線 308和第二虛設閘極線310。第」虛設閘極線308是位於 與閘極線306平行但是自其上以偏移距離（％>RQX )偏移開 的位置上。第二虛設閘極線310是提供於與閘極線306平 行但是自其上以偏移距離（W pRQX)偏移開的位置上。所 >乂，測試元件3 0 0含有Μ 0 S電晶髖及近旁部件（亦即第一 第二虛設閘極線308和310)會造成接近效應而在將測試 -1 3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4^梢（210X2W公兌） 403936 A7 B7 ' 五、發明説明（…） 元件300製造於半導體晶圓上期間改變閘極線306的長度 (η。如同習知設計中所熟知的，接近效應是因為在執 行微影術時的光繞射作用Μ及因為蝕刻程序的緣故，這 兩種程序都是生於測試元件3 0 0的製造期間。所Μ ,測 試元件300會提供一種相當程度的標示亦即接近效應會 因給定的長度（L)及給定的偏移距離（W PRQX )而使閘極線 306的長度由其設計長度改變為長度（L)。偏移距離（^R()X) 是用於接近效應的接近距離。 第3 B _係用Μ顯示第3 A圖中測試元件之截面透視圖。 第3B阃中的截面是對第3A圖中的A-A'線段而取出的。形 成於基片312上的測試元件300是習知設計中所熟知的。 測試元件300之內的M0S電晶體是由汲極302、源極304、 及閘極306形成的，且於閘極306上有適當的偏壓時會操 作測試元件300而產生從源極304到汲極302的電流。所Μ ，測試元件300是一種活化元件。 測試元件300的活化本性用來評估不只是接近效應還 有元件性能。有關接近效應，測試元件會提供一個參考 值亦即製造於晶圓上之實際元件的閘極線會進行之接近 效應的數量。當提供了一系列具有不同特戳的測試元件 時，可Κ得到很多參考值Κ致能取得具廣泛範圍之接近 效應的資訊。有關元件性能，電流（i )是當儘可能使愈 多積體電路具有預期電流位準時的設計相關數量。所Μ 藉由能提供電流（i)的測試元件，儘管存在有各種程序 上的變數及接近效應，製造程序還是可Μ緊密地順應積 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4坭梠（210Χ297公筇） ---.--------裝------訂------線 {誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局負工消f合作社印衆 經满部中央標準局負工消费合作社印聚 403936 ΑΊ Β7 五、發明説明（β ) 賻雷路的設計。 第4圖係用Μ顯示根據本發明的另一實胞例之測試元 件400的圖示。除了在測試元件400提供有額外的虛設閘 極之外，測試元件400是類似於第3Α圖中的測試元件300。 測試元件400含有汲極402、源極404、及閘極線（GL) 406。閘極線（GL)406實質上是一種其寬度為（W)而其長 度為（L)的矩形部件。閘極線（GL)406最好是如第2圖所 示具有閘極氧化層、多晶矽層、及鎢層的一種堆叠的閘 樺结構。測試元件400也含有第一虛設閘極線408和第二 _設閘極線410。第一虛設閘極線408實質上是一個其寬 度（W)而其長度為（LD)的矩形部件。第一虛設閛極線408 在閘極線（GU 406的汲極402側是平行於閘極線（GL)406 但是K偏移距離（W pRC>x )自閘極線（GL)406偏移開。類似 地，第二虛設閘極線410實質上是一個其寬度為（W)而其 長度為（LD)的矩形ff件。第二虛設閘極線410在閘極線 (GL)406的源極404側是平行於閘極線（GL)406但是W偏 移距離（WpRC^自閘極線（GKM06偏移開。 測試元件400也可Μ含有不致因接近效應而衝擊到閘 極線（GL)406長度（L)的額外虛設閘極線，但是無論如何 都可Μ於製造程序中不會在其上沒有閘極材料時允許晶 _上有實質的空間下提供平垣化。當提供有額外的虛設 閘極線時，它們最好是依基本上均勻的方式加Μ提供。 特別是，有一個虛設閘極線（DGLD3)412實質上是Μ分隔 距離（SD)自第一虛設閘極線（DGLD1)408偏移開的矩形部 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规;ΙΜ 210X 297公筇） ---U--L----%------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填转本頁) 經满部中央標準局員工消費合作社印製 403936 五、發明説明（a ) 件。依類似的方式，第四虛設閘極線（DGLD4)414實質上 是Μ分隔距離（SD>自第三虛設閘極線（DGL^MU偏移開 的矩形部件。依類似的方式，第五虛設閘極線（dgld5) 416實質上是K分隔距離（SD)自第四虛設閘極線（DGLd4) 4 14偏移開的矩形部件。同時，第六虛設閘極線（DGLd6) 418實質上是Μ分隔距離（SD)自第五虛設閘極線（DGLd5) 416偏移開的矩形部件。虛設閘極線可Μ是由各種不同的 材料形成的。有一種適於虛設閘極線的材料是多晶矽。 於某一實胞例中，所有虛設閘極線的長度（L)和寬度（W) 都是相同的，且各虛設閘極線之間的分隔距離（SD)也都 是相同的。 為了使根據本發明的技術涵蓋接近效應的寬廣範圍， 半導體晶圓上的測試位置會含有幾個如第3圖和第4圖 所示的測試元件。於某一實施例中，每一涸測試元件都 具有不同的長度（L)和偏移差異（W pRC)X>。 第5圖係用Μ顯示根據本發明的某一實腌例中半導體 晶圓上之測試位置500的圖示。此測試位置500含有許多 測試元件。明確地說，於測試位置500中有十二個測試 ，元件502-524。測試元件502-524至少含有一個源極、 一個汲極、一個閘極線、Κ及一對虛設閘極線。例如， 可Κ將測試元件形成為如第3圖和第4圖所示。 測試元件502-524中每一個都與一個接近群及一個長 度數值有關。此實施例中，假定各長度數值為L2,L3 ，和L4，其中是最短的而、是最長的。此實胞例中， -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規栘（21〇X297^^ ) -----------扣衣------、1T------嫁 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 403936 A7 B"7 五、發明説明（π ) 也存在有三涸接近群526,528,和530。 於第一郡近群526中，閘極線與虚設閘極線之間的偏 柊差異是第一偏移差異（例如w PRC)X )。換句話說，閘極 線是與第一接近群526之内每一涸測試元件502-528中的 虚設閘橘線分開了第一偏移距離。不過，第一接近群526 之内每一個測試元件502128中閘極線的長度（L)的改變 畲導致閘極線的長度從左到右地增加。特別地，測試元 件5 0 2 - 5 2 8中各閘極線的長度分別是4 , L2 , L 3和L 4。 於第二接近群5 28中，閘極線與虛設閘極線之間的偏移 差異是第二偏移距離（例如W )。第二偏移距離較之第 一接近群526使用的第一偏移差異是增加了。第二接近群 528含有測試元件510-516。第二接近群528內各測試元件 5 10-5 16的閘極線的長度（L)會分別根據長度Lp L2,L3* L 4從左到右地增加。 於第三接近群530中，閘極線與虚設閘極線之間的偏移 差異是第三偏移距離（例如W pR<j。第三偏移距離較之第 二接近群5 28使用的第二偏移距離是增加了。第三接近 群530含有測試元件518-524。第三接近群530内各測試 元件518-524的閘極線的長度（L)會分別根據長度Li,1>2 ,L 3和 L4從左到右地增加。 用於測試元件之閘極的接近群的數目及不同長度（L)的 黻目可以作廣泛地變化。於某一特殊的實施例中，有六 個接近群而在每一個接近群内使用到四個長度（L)°所Μ 此實陁例含有二十四個測試元件。各實例中的四個長度 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 210X2W公耠） -----L----裝------1T------@ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漭部中央標嗥局員工消费合作社印製 403936 A7 137 經漪部中央標準局員工消费合作社印1i
五、發明説明 ) I I (L )為 0 .45, 0 . 6 , 0 . 75和 I . 15微 米 9 而各例 中 的 寬 度 (W) I I 為 20微 米 〇 各 實 施 例 中 - 個 接 近 群 所使用 的 偏 nra 移 距 離為 I I 0 . 35 ,0 .55 , 0 . 8 , I . 05 ,I .30 . I . 80 微 米0 /—V ih I 先 I 藉 由 Μ 不 同 的 閘 極 長 度 (L)及偏移差異（W ) 的 組 合製 閱 讀 f 造 出 許 多 測 試 元 件 » 而 允 許 形 成 用 於製造 程 序 的 接 近曲 背 I I 之 I 線 〇 然 後 使 用 接 近 曲 線 Μ 確 保 能 利 用熟知 的 光 學 接 近修 >王 意 事 I 正 (0PC)法而使覆罩或網線得到接近效應的適當補償。 項 I 這 允 許 用 形 成 積 體 電 路 設 計 之 功 能性（非測試） 部 件（ 填 寫 本 I 裝 例 如 M0S電晶體） 的 製 造 程 序 得 到 仔 细的評 估 且 在 廣 範的 i I | 密 度 及 長 度 範 圍 内 得 到 適 當 的 調 整 〇 I I 根 據 本 發 明 9 能 夠 利 用 至 少 通 過 形成於 晶 圓 上 某 一測 I I 試 元 件 内 之 通 路 (C)的元件電流而準確地決定出通路長度 ‘ I 訂 (例如第2 圖中的L M2 )^ 然後， 得到用於測試元件的電流 . I 量 測 值 〇 而 得 白 測 試 元 件 的 電 流 量 测值則 會 提 供 Δ L的標 I I 示 其 中 L指的是用於測試元件之器件（例 如 閘 極 )的設 I I 計 長 度 與 製 造 時 元 件 之 器 件 的 有 效 長度之 間 的 差 異 。於 I I 第 一 趨 近 中 是 將 元 件 的 有 效 長 度 定 義成因 擴 散. 而 造 成的 線 I 冶 金 式 Ρ-Ν接面的距離（亦 即 通 路 (C)長度） 〇 I i 第 6 圖 顯 示 的 是 用 於 評 估 形 成 於 晶圓上 各 元 件 之 元件 I I 性 能 的 程 序 600之流程圖 >評估程序6 0 0 — 開 始 會 處 理晶 I 圓 K 製 造 出 含 有 許 多 測 試 元 件 的 測 試位置 〇 晶 圓 的 處理 I I 也 可 Μ 使 得 晶 圓 上 製 造 出 活 化 而 非 測試性 的 元 件 〇 這裡 I I < 製 造 程 序 含 有 幾 個 步 驟 包 括 微 影 術和蝕 刻 Μ 便 將 晶圓 I I 上 的 多 晶 矽 層 或 其 他 材 料 層 製 作 成 圖案。 I I -I 8 - I I I I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現拮（210X297々>^ ) 403936 Λ7 Η 7 經滅部中央標率局貝工消費合作社印^ 五、發明説明 ( 、7 ) 1 1 於 製 造 出 測 試 位 置 之 後 9 步 驟60 4針對測試位置内的測 1 1 試 元 件 而 量 m 其 電 流 值 〇 如 Adi· 刖 所述 9 由 電 流 值 的 量測 1 1 9 可 以 從 m 試 元 件 得 到 通 路 (C )長度的準確估計。 測試元 ih 1 先 1 件 的 元 件 電 流 是 直 接 受 到 覆 蓋 於測 試 元 件 中 M0 S電晶體 閱 讀 .1 P - N接面上之閘棰長度的衝擊。 所以， 步驟6 0 6從 電 流值 r) 而 1 1 之 1 計 算 出 Δ "直〇 由於電流俏會比P - N 通 路 長 度 更 準 確 ,故 注 意 事 1 有 了 習 知 的 電 阻 技 術 所 計 算 出 的 L值會比依傳統方法得 項 再 1 到 的 值 更 準 確 〇 習 知 製 程 中 已 知有 各 種 決 定 L 和 L值的 填 寫 本 1 装 技 術 9 其 中 有 許 多 種 可 參 見 由 De L a Mo n e d a 等 人 於 1982 η 1 I 年 1月發表在I EE E E 1 e c t r ο η i c Dev i c e L e 11 e r Vo 1 . 1 1 ED L - 3， Ν 0 . 1的論文 r M0S 場 效 電晶 體 常 數 的 量 測 (Μ e a s - 1 1 u r e η e η t 0 f M0S FET Co n s t η at s ) J 中 的 説 明 在 此 將之· 1 訂 列 為 本 發 明 的 參 考 文 獻 ο 1 接 著 9 操 作 評 估 程 序 6 0 0而在步驟6 0 6 中 以 Δ L值為基礎 1 1 去 評 估 晶 圓 上 的 元 件 〇 這 裡 9 例如 步 驟 6 0 6評估元件的製 1 | 程 以 標 示 出 Δ L值是否落在合理的範圍之内。 若L值是 1 1 落 在 合 理 的 範 圍 之 内 ί 則 製 程 已作 了 充 分 的 最 佳 化 。另 線 | 方 面 9 當 Δ L俏檫示出製程未達成充分的最佳化， 則 1 | 將 製 造 校 準 或 最 佳 化 以 便 為 覆 罩提 供 進 一 步 的 光 學 接近 1 1 修 正 (0 PC )以改良a L值 〇 1 I 通 常 本 發 明 中 使 用 的 技 術 是在 特 殊 半 導 體 晶 Μ 設計 1 中 及 成 長 期 間 施 行 的 〇 可 以 將 含有 上 述 設 計 及 成 長 階段 1 1 期 間 之 測 試 元 件 的 測 試 位 置 最 佳化 以 便 為 檝 影 術 期 間的 1 I 繞 射 作 用 及 蝕 刻 程 序 期 間 的 不 同蝕 刻 速 率 作 適 當 地 補償 1 1 I -1 9- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4%#, ( 2K)X29W>^ ) 403936 at B7 五、發明説明（ι 〇 。一旦將製程最佳化並使用完整的生產程序時，則可Μ 使用習知的電Ρ&量測技術（在令電流值與阻抗值相互關 聯之後），而不須要像本發明一般儘可能作愈多次的量 測。 本發明有很多優點。本發明的一個優點是Κ增高的準 確度去監控接近效應。本發明的另一個優點是使用活化 _試結構Μ監控接近效致利用元件相關數量（例如 霄流）而不僅能將接近效應數量化且能量測元件性能。 本發明的許多特性和優點會因文字說明而變得更明顯 ，故Μ本發明所附申請專利範圍涵蓋本發明中這樣的特 忡和優點。此外，由於遮悉習用技術的人應該很快就能 作出各種修正和改變，故不想將本發明限制於如上述說 明及展示的恰好構造和作業。因此，所有適當的修正和 等效應用都視為落在本發明的架構之内。 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漓部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4说格（210Χ 297公筇） A7 B7 403936 五、發明説明（々） 參考符號說明 10..............晶圓 12..............二氧化矽層 14..............金颺層 1 6,1 8,40-42 .....光阻擋部分 20..............部分同調的輻射 22..............透鏡 2 4..............光阻部分 26,28,30-32 .....金鼷線 200 .............金鼷-氧化物-半導體電晶體 202,302,402 .....汲極 204 .............閘極 206,304,404 .....源極 208,3 1 2 .........基片 2 10..:..........閘極氧化層 212 .............多晶矽層 213 .............隔離蓋 214 .............鎢層 300,400,502-524.測試元件 306,406 .........閘極線 3 08,408.........第一虛設閘極線 3 10,410.........第二虛設閘極線 412.............第三虛設閘極線 414.............第四虛設閘極線 -2 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 梢（210X297公筇） ----L--L----f------、1Τ------.^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印聚 A7 B7 -J03936_ 五、發明説明（〆） 416.............第五虛設閘極線 418.............第六虛設閘極線 500 .............測試位置 5 2 6 .............第一接近群 528 .............第二接近群 530 .............第三接近群 ----------^------訂------# (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟^•中央標率局貝工消t合作社印聚 ^ 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4«L#,( )