專利名稱：監(jiān)控外延輪廓的測試鍵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地來說，涉及監(jiān)控外延輪廓的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在大量電子器件(諸如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話以及其他電子器件)中使用半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件還包括集成電路，通過在半導(dǎo)體晶圓的上方沉積許多類型的薄膜材料以及圖樣化薄膜材料以形成集成電路來在半導(dǎo)體晶圓的上方形成集成電路。集成電路包括諸如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS )晶體管的場效應(yīng)晶體管(FET )。半導(dǎo)體工業(yè)的一個(gè)目標(biāo)是繼續(xù)縮小尺寸并增加各個(gè)FET的速度。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，將在小于32nm的晶體管節(jié)點(diǎn)中使用鰭式FET (FinFET)或多個(gè)柵極晶體管。例如，F(xiàn)inFET不僅提高了面密度而且改善了溝道的柵極控制。在構(gòu)造三維FinFET的過程中，通常在半導(dǎo)體襯底上方生長半導(dǎo)體材料的外延生長層(“外延層”)。由于外延層的厚度(即，半導(dǎo)體襯底上方的外延層的高度)影響FinFET的性能，所以如有必要，則精確地控制外延層的生長。外延層在不同環(huán)境中生長或鄰近不同環(huán)境生長(例如，在硅上、與淺溝槽隔離(STI)區(qū)域相鄰、鄰近氮化硅等)的速率發(fā)生顯著變化。為了確定外延層是否生長到預(yù)期、期望或可接受的厚度，可以使用透射電子顯微鏡(TEM)并且進(jìn)行厚度測量。然而，使用TEM成本較高。因此，可以期望保守地使用TEM。此外，使用TEM進(jìn)行測量會(huì)減慢總體的FinFET制造工藝。此外，在不進(jìn)行大量測量的情況下TEM不能觀察管芯內(nèi)的變化。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法，包括:在第一半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分，半導(dǎo)體材料的所述第三部分相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分具有減小的尺寸；測量半導(dǎo)體材料的所述第三部分的高度以及半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分中的至少一個(gè)的高度；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的第一飽和電流；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的第二飽和電流；制備模型，所述模型為相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分中的至少一個(gè)的高度的第一飽和電流以及相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的平均高度的第二飽和電流的模型；以及使用所述模型來估計(jì)所述其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度。該方法還包括:與禁止外延生長的環(huán)境相鄰地形成半導(dǎo)體材料的所述第三部分。該方法還包括:與氮化硅和氧化物中的至少一個(gè)相鄰地形成半導(dǎo)體材料的所述第三部分。該方法還包括:使用所述第一飽和電流和所述第二飽和電流在所述模型上建立線。該方法還包括:在第二半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分，半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分具有與半導(dǎo)體材料的所述第三部分類似的尺寸；測量半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分中的至少一個(gè)的高度；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分的第三飽和電流；以及制備模型，從而所述模型包括相對于半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分中的至少一個(gè)的高度的所述第三飽和電流。該方法還包括:使用所述第一飽和電流、所述第二飽和電流和所述第三飽和電流在所述模型中建立曲線。該方法還包括:在介于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分之間的半導(dǎo)體鰭的一部分上方形成第一柵電極。該方法還包括:在介于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分之間的半導(dǎo)體鰭的一部分上方形成第二柵電極。該方法還包括:利用鎢塞與半導(dǎo)體材料的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中的每一個(gè)都接觸，從而有利于測量所述第一飽和電流和所述第二飽和電流。該方法還包括:在半導(dǎo)體材料的所述第一部分上方設(shè)置第一組隔開的接觸件，在半導(dǎo)體材料的所述第二部分上方設(shè)置第二組隔開的接觸件，以及在半導(dǎo)體材料的所述第三部分上方設(shè)置第三組隔開的接觸件，從而允許測量所述第一飽和電流和所述第二飽和電流。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的系統(tǒng)，包括:第一半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分具有第一高度，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第三部分具有第二高度，所述第二高度小于所述第一高度；第二半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分近似具有所述第二高度；接觸件，電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分、所述第二部分，所述第三部分、所述第四部分和所述第五部分；以及模型，示出了相對于所述第一高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的接觸件的第一飽和電流、相對于所述第一高度和所述第二高度的平均高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的接觸件的第二飽和電流以及相對于所述第二高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分的接觸件的第三飽和電流。在該系統(tǒng)中，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第三部分、所述第四部分、和所述第五部分與禁止外延生長的環(huán)境相鄰。在該系統(tǒng)中，通過第一柵電極分離外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分。在該系統(tǒng)中，通過第二柵電極分離外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分。在該系統(tǒng)中，通過第三柵電極分離外延生長半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種估計(jì)外延生長半導(dǎo)體層的高度的方法，包括:建立具有至少一個(gè)外延生長半導(dǎo)體部分的FinFET器件；測量流經(jīng)所述FinFET器件的飽和電流；以及基于所述飽和電流和高度之間的經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出關(guān)系測量所述至少一個(gè)外延生長半導(dǎo)體部分的所述高度。在該方法中，建立所述FinFET器件的步驟還包括:在第一半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分，半導(dǎo)體材料的所述第三部分相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分具有減小的尺寸。在該方法中，測量流經(jīng)所述FinFET器件的所述飽和電流的步驟還包括:測量半導(dǎo)體材料的所述第三部分的高度以及半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的至少一個(gè)的高度。在該方法中，基于經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出關(guān)系估計(jì)至少一個(gè)外延生長半導(dǎo)體部分的高度的步驟還包括:測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的第一飽和電流和測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的第二飽和電流。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖進(jìn)行以下描述作為參考，其中:圖1是半導(dǎo)體鰭的透視圖；圖2是形成在圖1的鰭中的凹槽的透視圖；圖3是在用外延生長半導(dǎo)體材料填充凹槽并且在第一結(jié)構(gòu)中添加接觸件之后沿著圖2中的線3-3截取的第一 FinFET器件的橫截面圖；圖4是進(jìn)一步示出接觸件定向的圖3的FinFET的平面圖；圖5是以與圖3的FinFET器件類似但具有在第二結(jié)構(gòu)中的接觸件的方式構(gòu)造的第二 FinFET器件的橫截面圖；圖6是進(jìn)一步示出接觸件定向的圖5的FinFET的平面圖；圖7是以與圖3和圖5的FinFET器件類似但具有在第三結(jié)構(gòu)中的接觸件的方式構(gòu)造的第三FinFET器件的橫截面圖；圖8是進(jìn)一步示出接觸件定向的圖7的FinFET的平面圖；圖9是示出估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法的流程圖；圖10是示出可用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延層的高度的外延生長半導(dǎo)體材料的飽和電流和聞度之間的關(guān)系的圖形化表不(例如，圖表)形式的|旲型；以及圖11是示出估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的另一方法的流程圖。除非另有指定，不同附圖中的對應(yīng)標(biāo)號和符號通常是指對應(yīng)部件。繪制附圖以清楚地示出實(shí)施例的相關(guān)方面并且沒有必要按比例繪制。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)討論本實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本公開內(nèi)容提供了許多可以在各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用概念。所討論的實(shí)施例僅僅是制造和使用的具體方式，并不用于限制本公開內(nèi)容的范圍。結(jié)合具體上下文中的實(shí)施例描述本公開內(nèi)容，S卩，F(xiàn)inFET金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)。然而，本公開內(nèi)容還應(yīng)用于其他集成電路、電子結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)在，參考圖1，示出了例如從淺溝槽隔離(STI)區(qū)域12突出的多個(gè)鰭10。每個(gè)鰭10都由半導(dǎo)體材料形成并且限定第一端14和第二端16。在一些實(shí)施例中，鰭10相對于彼此進(jìn)行定向。雖然在圖1中示出了三個(gè)鰭10，但還可以使用更多或更少的鰭。通過實(shí)例，在一個(gè)實(shí)施例中，采用總共六個(gè)鰭10。在一些實(shí)施例中，鰭10從STI區(qū)域12突出的高度大約為20nm至大約60nm。仍然參考圖1，柵電極18形成在鰭10的上方。柵電極18還形成在鰭10的第一端14和第二端16外并與鰭10的第一端14和第二端16隔開。在一些實(shí)施例中，柵電極18由多晶硅形成。在一些實(shí)施例中，柵電極18橫切或垂直于鰭10進(jìn)行定向。雖然在圖1中示出三個(gè)柵電極18設(shè)置在鰭10的上方，但還可以使用更多或更少的柵電極。通過實(shí)例，在一個(gè)實(shí)施例中，采用總共五個(gè)柵電極18?？梢酝ㄟ^掩模和蝕刻工藝形成柵電極18。現(xiàn)在，參考圖2，凹槽20形成在圖1的鰭10中。雖然在圖1中示出每個(gè)鰭10都設(shè)置由四個(gè)凹槽20，但可以在其他實(shí)施例使用更多或更少的凹槽。此外，凹槽20的形狀、大小、結(jié)構(gòu)和尺寸可以不同于圖2所示的形狀、大小、結(jié)構(gòu)和尺寸。鰭10中的凹槽20可以通過掩模和蝕刻工藝來形成。在一些實(shí)施例中，凹槽20的深度為大約20nm至大約60nm。現(xiàn)在，參考圖3，在一些實(shí)施例中，在柵電極18的相對側(cè)上形成介電層22 (即，隔離件)?？梢酝ㄟ^掩模和蝕刻工藝形成介電層22。介電層22可以由共同的介電材料(諸如氧化物、氮化物、氮氧化物、高 K 電介質(zhì)(如 Ta20、Al203、Hf0、SiTi03、HfSi0、HfSi0N、ZrSi0N)及其組合)來形成。仍然參考圖3，在襯底26上方和鰭10的凹槽20內(nèi)外延生長半導(dǎo)體材料24，以形成第一 FinFET器件28。如圖3所示，半導(dǎo)體材料24的較大部分30臨近第一 FinFET器件28的中心進(jìn)行生長。相反，半導(dǎo)體材料24的較小部分32靠近第一 FinFET器件28的外邊緣進(jìn)行生長。由于較小部分臨近或暴露給禁止或防止外延生長的環(huán)境34或材料，較小部分32相對于較大部分30具有減小的尺寸。在一些實(shí)施例中，例如,禁止或防止外延生長的環(huán)境34或材料為STI區(qū)域12、氮化娃材料、真空區(qū)(empty space)或其一些組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，半導(dǎo)體材料24的較小部分32可以相對于較大部分30具有各種不規(guī)則或不均勻的形狀。在一些實(shí)施例中，第一 FinFET器件28中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36為大約34nm至大約74nm。此外，接近第一 FinFET器件28的外邊緣的半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38小于較大部分30的高度36?，F(xiàn)在，參考圖3和圖4，接觸件40電連接至第一 FinFET器件28中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30。接觸件40可用于測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的較大部分30的電流。在一些實(shí)施例中，接觸件40由鎢塞形成?，F(xiàn)在，參考圖5，示出了與圖3的第一 FinFET器件28類似的第二 FinFET器件42。與第一 FinFET器件28相同，第二 FinFET器件42包括半導(dǎo)體材料24的較大部分30和較小部分32。在一些實(shí)施例中，圖3的第一 FinFET器件中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36與圖5的第二 FinFET器件42中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36相同或類似。同樣地，圖3的第一 FinFET器件28中的半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38與圖5的第二 FinFET器件42中的半導(dǎo)體材料42的較小部分32的高度38相同或類似。如圖5和圖6所示，第二 FinFET器件42的接觸件40電連接至半導(dǎo)體材料24的較大部分30中的一個(gè)和半導(dǎo)體材料24的較小部分32中的一個(gè)。接觸件40可以用于測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的較大部分30和較小部分32的電流。在一些實(shí)施例中，接觸件40由鶴塞形成。在一些實(shí)施例中，圖3的第一 FinFET器件28和圖5的第二 FinFET器件42組合為單個(gè)FinFET器件。在這些實(shí)施例中，接觸件40電連接至半導(dǎo)體材料24的兩個(gè)較大部分30以及半導(dǎo)體材料24的至少一個(gè)較小部分32。接觸件40還可以電連接至所有的較大部分30和較小部分32。現(xiàn)在，參考圖7，示出了分別類似于圖3的第一 FinFET器件28和圖5的第二FinFET器件42的第三FinFET器件44。不同于第一 FinFET器件28和第二 FinFET器件42，第三FinFET器件44包括半導(dǎo)體材料24的較小部分32。如圖7和圖8所示，接觸件40電連接至半導(dǎo)體材料24的較小部分32。在一些實(shí)施例中，接觸件40由鎢塞形成?，F(xiàn)在，參考圖9的流程圖，示出了估計(jì)其他半導(dǎo)體器件(例如，除圖3至圖8所示器件之外的器件)中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法46。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，圖9的方法46指的是圖3的第一 FinFET器件28和圖5的第二 FinFET器件42已經(jīng)組合成單個(gè)FinFET器件(在半導(dǎo)體材料24的較大部分30和較小部分32上方均具有接觸件)中的實(shí)施例。仍然參考圖9，在框48中，在單個(gè)半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料24的兩個(gè)較大部分30和半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較小部分。如上所述,半導(dǎo)體材料24的較小部分32相對于半導(dǎo)體材料24的較大部分30具有減小的尺寸。在框50中，分別測量半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38和半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36。在一些實(shí)施例中，透射電子顯微鏡(TEM)用于確定厚度36、38。在框52中，使用在圖3和圖4所示的定向上配置的接觸件40測量通過半導(dǎo)體材料的較大部分30的第一飽和電流54(圖4)。當(dāng)測量第一飽和電流54時(shí)，在一些實(shí)施例中，中心柵電極18用作柵極，中心柵電極18右側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作源極，以及中心柵電極18左側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作漏極。在框56中，使用在圖5和圖6所示的定向上配置的接觸件40測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較大部分30和一個(gè)較小部分32的第二飽和電流58 (圖6)。當(dāng)測量第二飽和電流58時(shí)，在一些實(shí)施例中，中心左側(cè)的柵電極18用作柵極，柵電極18右側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作源極，以及柵電極18左側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較小部分32用作漏極。已知高度36、38以及第一飽和電流54和第二飽和電流58，在框62中制備圖10所示的模型60 (例如，圖形、圖表等)。參考圖10，示出相對于半導(dǎo)體材料的較大部分32的高度36的第一飽和電流54，以及示出相對于半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36和較小部分32的高度38的平均高度64的第二飽和電流58。這產(chǎn)生可以用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的線66。例如，如果在半導(dǎo)體器件中測量落入圖10的第一飽和電流54和第二飽和電流58之間的飽和電流，則可以使用模型60估計(jì)外延生長半導(dǎo)體材料的高度在高度36和平均高度64之間?，F(xiàn)在，參考圖11的流程圖，示出了估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的另一方法68。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，圖11的方法68參考分別使用第一FinFET器件28、第二 FinFET器件42和第三FinFET器件44的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，圖3的第一 FinFET器件中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36與圖5的第二 FinFET器件42中的半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36相同或類似。同樣地，圖3的第一 FinFET器件28中的半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38與圖5的第二 FinFET器件42中的半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38相同或類似。仍然參考圖11，在框70中，在第一 FinFET器件28上方外延生長半導(dǎo)體材料24的兩個(gè)較大部分30。在框72中，測量半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較大部分30的高度36。在一些實(shí)施例中，使用透射電子顯微鏡(TEM)確定高度。此后，在框74中，測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的較大部分30的第一飽和電流54 (圖4)。當(dāng)測量第一飽和電流54時(shí)，在一些實(shí)施例中，中心柵電極18用作柵極，中心柵電極18右側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作源極，以及中心柵電極18左側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作漏極。在框76中，在第二 FinFET器件42上方外延生長半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較小部分32和半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較大部分30。在框78中，測量半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38和半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較大部分30的高度36，并確定平均高度64。此后，在框80中，測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的較小部分32和較大部分30的第二飽和電流58 (圖6)。當(dāng)測量第二飽和電流58時(shí)，在一些實(shí)施例中，中心左側(cè)的柵電極18用作柵極，柵電極18右側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較大部分30用作源極，以及柵電極18左側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較小部分32用作漏極。在框82中，在第三FinFET器件44上方外延生長半導(dǎo)體材料24的兩個(gè)較小部分32。在框84中，測量半導(dǎo)體材料24的一個(gè)較小部分32的高度38。此后，在框86中，測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料24的較小部分32的第三飽和電流88(圖8)。當(dāng)測量第三飽和電流88時(shí)，在一些實(shí)施例中，中心柵電極18用作柵極，中心柵電極18右側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較小部分32用作源極，以及中心柵電極18左側(cè)的半導(dǎo)體材料24的較小部分32用作漏極。已知高度36、38 (包括平均高度)以及第一飽和電流54、第二飽和電流58和第三飽和電流88，在框62中制備圖10所示的模型60 (例如，圖形、圖表)。參考圖10，示出了相對于半導(dǎo)體材料的較大部分32的高度36的第一飽和電流54，示出了相對于半導(dǎo)體材料24的較大部分30的高度36和較小部分32的高度38的平均高度64的第二飽和電流58，以及示出了相對于半導(dǎo)體材料24的較小部分32的高度38的第三飽和電流88。這產(chǎn)生可用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的曲線99 (例如，三個(gè)點(diǎn))。估計(jì)在其他半導(dǎo)體器件中外延生長的半導(dǎo)體材料的高度的方法，包括:在第一半導(dǎo)體器件上方外延地生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分。半導(dǎo)體材料的第三部分相對于半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分具有減小的尺寸。該方法繼續(xù)測量半導(dǎo)體材料的第三部分的高度以及半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分中的至少一個(gè)的高度，測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分的第一飽和電流，以及測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第一部分和第三部分的第二飽和電流。此后，該方法包括:制備相對于半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分中的至少一個(gè)的高度的第一飽和電流以及相對于半導(dǎo)體材料的第一部分和第三部分的平均高度的第二飽和電流的模型。該方法繼續(xù)使用模型來估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度。一種用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法包括:在第一半導(dǎo)體器件上外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分。半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分具有大約相同的尺寸。該方法繼續(xù)測量半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分中的至少一個(gè)的高度以及測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分的第一飽和電流。此后，該方法包括:在第二半導(dǎo)體器件上外延生長半導(dǎo)體材料的第三部分和第四部分。半導(dǎo)體材料的第三部分相對于半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第四部分具有減小的尺寸，并且半導(dǎo)體材料的第四部分具有與半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分大約相同的尺寸。該方法繼續(xù)測量半導(dǎo)體材料的第三部分的高度和半導(dǎo)體材料的第四部分的高度，以及測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第三部分和第四部分的第二飽和電流。此后，該方法包括:在第三半導(dǎo)體器件上外延地生長半導(dǎo)體材料的第五部分和第六部分。半導(dǎo)體材料的第五部分和第六部分具有大約相同的尺寸。然后，該方法繼續(xù)測量半導(dǎo)體材料的第五部分和第六部分中的至少一個(gè)的高度以及測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第五部分和第六部分的第三飽和電流。此后，該方法包括制備相對于半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分中的至少一個(gè)的高度的第一飽和電流的模型。第二飽和電流與半導(dǎo)體材料的第三部分和第四部分的平均高度相關(guān)，以及第三飽和電流與半導(dǎo)體材料的第五部分和第六部分中的至少一個(gè)的高度相關(guān)。然后，該方法包括使用模型估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度。用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的系統(tǒng)包括:第一半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分。外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分具有第一高度，外延生長半導(dǎo)體材料的第三部分具有第二高度，第二高度小于第一高度。該系統(tǒng)還包括第二半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分。外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分與第二高度近似。該系統(tǒng)還包括接觸件，電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分，第三部分、第四部分和第五部分。該系統(tǒng)包括模型，該模型示出了相對于第一高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分的接觸件的第一飽和電流、相對于第一高度和第二高度的平均高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分和第三部分的接觸件的第二飽和電流以及相對于第二高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分的接觸件的第二飽和電流。雖然參考所示實(shí)施例描述了本發(fā)明，但不用于以限制的目的來構(gòu)造本說明書。參考說明書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行所示實(shí)施例的各種修改和組合以及本發(fā)明的其他實(shí)施例，因此，所附權(quán)利要求包括任何這些修改或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求
1.一種估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法，包括: 在第一半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分，半導(dǎo)體材料的所述第三部分相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分具有減小的尺寸； 測量半導(dǎo)體材料的所述第三部分的高度以及半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分中的至少一個(gè)的高度； 測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的第一飽和電流； 測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的第二飽和電流； 制備模型，所述模型為相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分中的至少一個(gè)的高度的第一飽和電流以及相對于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的平均高度的第二飽和電流的模型；以及 使用所述模型來估計(jì)所述其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:與禁止外延生長的環(huán)境相鄰地形成半導(dǎo)體材料的所述第三部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:與氮化硅和氧化物中的至少一個(gè)相鄰地形成半導(dǎo)體材料的所述第三部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:使用所述第一飽和電流和所述第二飽和電流在所述模型上建立線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在第二半導(dǎo)體器件上方外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分，半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分具有與半導(dǎo)體材料的所述第三部分類似的尺寸；測量半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分中的至少一個(gè)的高度；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分的第三飽和電流；以及制備模型，從而所述模型包括相對于半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分中的至少一個(gè)的高度的所述第三飽和電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括:使用所述第一飽和電流、所述第二飽和電流和所述第三飽和電流在所述模型中建立曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在介于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分之間的半導(dǎo)體鰭的一部分上方形成第一柵電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:在介于半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分之間的半導(dǎo)體鰭的一部分上方形成第二柵電極。
9.一種用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的系統(tǒng)，包括: 第一半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分具有第一高度，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第三部分具有第二高度，所述第二高度小于所述第一高度； 第二半導(dǎo)體器件，具有外延生長半導(dǎo)體材料的第四部分和第五部分，外延生長半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分近似具有所述第二高度； 接觸件，電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分、所述第二部分，所述第三部分、所述第四部分和所述第五部分；以及 模型，示出了相對于所述第一高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第二部分的接觸件的第一飽和電流、相對于所述第一高度和所述第二高度的平均高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第一部分和所述第三部分的接觸件的第二飽和電流以及相對于所述第二高度流經(jīng)電連接至外延生長半導(dǎo)體材料的所述第四部分和所述第五部分的接觸件的第三飽和電流。
10.一種估計(jì)外延生長半導(dǎo)體層的高度的方法，包括: 建立具有至少一個(gè)外延生長半導(dǎo)體部分的FinFET器件； 測量流經(jīng)所述FinFET器件的飽和電流；以及 基于所述飽和電流和高度之間的經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出關(guān)系測量所述至少一個(gè)外延生長半導(dǎo)體部分的所述高 度。
全文摘要
本公開內(nèi)容提供了用于估計(jì)其他半導(dǎo)體器件中的外延生長半導(dǎo)體材料的高度的方法和裝置。該方法包括在第一半導(dǎo)體器件上方外延地生長半導(dǎo)體材料的第一部分、第二部分和第三部分；測量半導(dǎo)體材料的第三部分的高度和半導(dǎo)體材料的第一部分或第二部分的高度；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第一部分和第二部分的第一飽和電流；測量流經(jīng)半導(dǎo)體材料的第一部分和第三部分的第二飽和電流；制備相對于半導(dǎo)體材料的第一或第二部分的高度的第一飽和電流以及半導(dǎo)體材料的第一部分和第三部分的平均高度的第二飽和電流的模型。該模型用于估計(jì)在其他半導(dǎo)體器件中外延生長的半導(dǎo)體材料的高度。本發(fā)明還提供了監(jiān)控外延輪廓的測試鍵。
文檔編號H01L21/66GK103177982SQ20121014226
公開日2013年6月26日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者張智勝, 何嘉政, 林以唐 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司