(57)【要約】  制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するためのシステムおよび方法がもたらされる。使用において、半導体ウェハの上面が識別される。次いで半導体ウェハの上面の第１の部分は、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように垂直にエッチングされ、段差は、水平面および垂直側壁から構成される。さらに、薄膜は、段差の水平面および垂直側壁にわたって一様に堆積される。さらに、半導体ウェハの上面の第２の部分は、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するように、垂直にエッチングされる。
2021536680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの上面を識別することと、
前記半導体ウェハの前記上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように、前記半導体ウェハの前記上面の第１の部分を垂直にエッチングすることであって、前記段差は水平面および垂直側壁から構成される、前記上面の前記第１の部分を垂直にエッチングすることと、
前記段差の前記水平面および前記垂直側壁にわたって、薄膜を一様に堆積することと、
前記半導体ウェハのフィーチャとして、前記段差の前記垂直側壁にわたって堆積された前記薄膜を露出するように、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を垂直にエッチングすることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハはシリコンウェハであることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面は、前記半導体ウェハの基板上に堆積されたハードマスクであることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面の前記第１の部分を垂直にエッチングすることは、前記ハードマスクの第１の部分と、前記ハードマスクの前記第１の部分がその上に堆積された前記半導体ウェハの前記基板の第１の部分とを通して、垂直にエッチングすることを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記基板はシリコン基板であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法であって、前記ハードマスクは窒化シリコンであることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面の前記第１の部分は、ウェットエッチングを用いて垂直にエッチングされることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面の前記第１の部分は、ドライエッチングを用いて垂直にエッチングされることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記段差の前記水平面および前記垂直側壁にわたって前記薄膜を一様に堆積する前に、前記段差の化学機械研磨を行うこと
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記薄膜は、前記段差の前記垂直側壁にわたって制御された幅を有して一様に堆積されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記薄膜は、熱酸化によって、前記段差の前記垂直側壁にわたって制御された幅を有して一様に堆積されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、前記薄膜は、化学気相成長法によって、前記段差の前記垂直側壁にわたって制御された幅を有して一様に堆積されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記フィーチャは、前記段差の前記垂直側壁にわたって堆積された前記薄膜の幅によって特性化されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記フィーチャは、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分の前記垂直エッチングの深さによって特性化されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を垂直にエッチングすることは、垂直方向に、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を部分的に除去することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を垂直にエッチングすることは、垂直方向に、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を十分に除去することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、
前記段差の前記水平面および前記垂直側壁にわたって前記薄膜を一様に堆積した後、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を垂直にエッチングする前に、前記段差の高さを低減するために、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分に化学機械平坦化（ＣＭＰ）を行うこと
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、前記フィーチャは計測ツールの校正のために利用されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、前記フィーチャは複数の計測ツールの間での測定値整合のために利用されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体ウェハの複数のフィーチャは、前記半導体ウェハの前記上面の異なる位置に対して、前記半導体ウェハの前記上面の前記第１の部分の前記垂直エッチングと、前記薄膜の前記一様堆積と、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分の前記垂直エッチングとを繰り返すことによって形成されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように、前記半導体ウェハの前記上面の第１の部分を垂直にエッチングするエッチング構成要素であって、前記段差は水平面および垂直側壁から構成される、エッチング構成要素と、
前記段差の前記水平面および前記垂直側壁にわたって薄膜を一様に堆積する薄膜堆積構成要素と
を備え、前記エッチング構成要素はさらに、
前記半導体ウェハのフィーチャとして、前記段差の前記垂直側壁にわたって堆積された前記薄膜を露出するように、前記半導体ウェハの前記上面の前記第２の部分を垂直にエッチングする
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハの製作に関し、より詳細には寸法標準としての使用のための半導体ウェハのフィーチャを製作するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、その内容全体を本願に引用して援用する２０１８年９月７日に出願した米国特許仮出願第６２／７２８，６６４号の利益を主張するものである。
【０００３】
半導体ウェハを製作するための既存のプロセスは、規定された寸法に従って半導体ウェハのフィーチャを製作することが関わる。期待されるように機能する半導体ウェハを製造するために、製作された半導体ウェハの実際のフィーチャ寸法が、規定された寸法にできるだけ近く揃うことが望ましい。さらに、いくつかの特定の応用例において、半導体ウェハは、計測ツールの校正、または整合における使用のために製作され、これは、これらの製作された半導体ウェハの実際のフィーチャ寸法が、規定された寸法から許容差位内となることを必要とする。したがって、制御された寸法を有するウェハフィーチャをもたらす半導体ウェハ製作プロセスの必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１８１６６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＶＳＬＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，Ｉｎｃ．によって作成された１つの既存の製作プロセス、Ｓｔａｎｄａｒｄｓは、ウェハからダイシングで切り出され、次いで制御されたｚ寸法がｘ／ｙ寸法に繋がるように立てて搭載される、正確に制御された厚さ（ｚ寸法における）の積層膜からなる。このようなプロセスの利点は、リソグラフィを用いてｘ／ｙ寸法において一様なフィーチャを作り出すことと比べて、一様なおよび制御された厚さの薄膜を成長させることが容易なことである。しかし、この既存のプロセスの欠点は、費用がかかり時間がかかるボンディング、ダイシング、研磨、次いでエッチングプロセスを必要とし、さらにダイスは、フィーチャを垂直に方向付けるように注意して別の基板に再搭載することを必要とすることである。
【０００６】
したがって、先行技術に関連するこれらおよび／または他の問題に対処する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するためのシステムおよび方法がもたらされる。使用において、半導体ウェハの上面が識別される。次いで半導体ウェハの上面の第１の部分は、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように垂直にエッチングされ、段差は、水平面および垂直側壁から構成される。さらに、薄膜は、段差の水平面および垂直側壁にわたって一様に堆積される。さらに、半導体ウェハの上面の第２の部分は、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するように、垂直にエッチングされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本明細書で述べられるコンピュータによって実施される方法の１つまたは複数を行うためのコンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令を含んだ、非一時的コンピュータ可読媒体の一実施形態を示すブロック図である。
【図１Ｂ】製作されたデバイス上の欠陥を検出するように構成された検査システムの一実施形態の側面図を示す概略図である。
【図２】実施形態による、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作する方法を示す図である。
【図３Ａ】実施形態による、半導体ウェハの上面を示す図である。
【図３Ｂ】実施形態による、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するための、図３Ａの半導体ウェハの上面の第１の部分の垂直エッチングを示す図である。
【図３Ｃ】実施形態による、図３Ｂの段差の水平面および垂直側壁にわたる薄膜の一様な堆積を示す図である。
【図３Ｄ】実施形態による、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するための、図３Ｃの半導体ウェハの上面の第２の部分の垂直エッチングを示す図である。
【図３Ｅ】実施形態による、図３Ｄのフィーチャの３次元図である。
【図４】実施形態による、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するためのシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明は、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するためのシステムおよび方法を開示する。ウェハが製作された後、それは、欠陥を検出するため、検査（例えば計測）システムを校正するため、または異なる検査（例えば計測）システムの間の測定値整合を行うためなど、検査システムを用いた様々な目的のために検査され得る。図１Ａ〜１Ｂは、検査システムの様々な実施形態を述べる。
【００１０】
図１Ａに示されるように、コンピュータ可読媒体１００は、コンピュータシステム１０４上で実行可能なプログラム命令１０２を含む。プログラム命令１０２は、欠陥を検出する、検査（例えば計測）システムを校正する、または異なる検査（例えば計測）システムの間の測定値整合を行うなど、上記の様々な目的のために実行され得る。
【００１１】
プログラム命令１０２は、コンピュータ可読媒体１００に記憶され得る。コンピュータ可読媒体は、磁気もしくは光ディスク、または磁気テープもしくは当技術分野で知られている任意の他の適切な非一時的コンピュータ可読媒体などの記憶媒体とすることができる。任意選択として、コンピュータ可読媒体１００はコンピュータシステム１０４内に配置され得る。
【００１２】
プログラム命令は、中でもプロシージャベースの技法、コンポーネントベースの技法、および／またはオブジェクト指向の技法を含む様々な方法のいずれかで実施され得る。例えば、プログラム命令は、必要に応じてＡｃｔｉｖｅＸコントロール、Ｃ＋＋オブジェクト、ＪａｖａＢｅａｎｓ、マイクロソフトファウンデーションクラス（「ＭＦＣ」）、または他の技術もしくは方法を用いて実施され得る。
【００１３】
コンピュータシステム１０４は、パーソナルコンピュータシステム、画像コンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク機器、インターネット機器、または他のデバイスを含む様々な形をとり得る。一般に、「コンピュータシステム」という用語は、メモリ媒体からの命令を実行する、１つまたは複数のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように広く定義され得る。コンピュータシステム１０４はまた、並列プロセッサなどの当技術分野で知られている任意の適切なプロセッサを含み得る。加えて、コンピュータシステム１０４は、スタンドアロンまたはネットワークツールとして、高速処理およびソフトウェアを有するコンピュータプラットフォームを含み得る。
【００１４】
一実施形態において、コンピュータシステム１０４は、図１Ｂに示されるように、検査システム１０５も含む、より大きなシステムのサブシステムとすることができる。システムは、本明細書でさらに述べられるように、この実施形態において構成される、ウェハ（または他のデバイス）上に製作されるフィーチャに対する出力を生成するように構成された検査システム１０５を含む。システムはまた、１つまたは複数のコンピュータシステムを含む。１つまたは複数のコンピュータシステムは、上述の動作を行うように構成され得る。コンピュータシステムおよびシステムはまた、本明細書で述べられる任意の他の動作を行うように構成されることができ、および本明細書で述べられるようにさらに構成され得る。
【００１５】
図１Ｂに示される実施形態において、コンピュータシステムの１つは電子設計自動化（ＥＤＡ）ツールの一部であり、検査システムおよびコンピュータシステムの他方はＥＤＡツールの一部ではない。これらのコンピュータシステムは、例えば、図１Ａを参照して上記で述べられたコンピュータシステム１０４を含み得る。例えば、図１Ｂに示されるように、コンピュータシステムの１つは、ＥＤＡツール１０６に含められたコンピュータシステム１０８とすることができる。ＥＤＡツール１０６およびこのようなツールに含められたコンピュータシステム１０８は、任意の市販のＥＤＡツールを含み得る。
【００１６】
検査システム１０５は、光によってウェハを走査し、走査の間にウェハからの光を検出することによって、ウェハ上のフィーチャに対する出力を生成するように構成され得る。例えば、図１Ｂに示されるように、検査システム１０５は、当技術分野で知られている任意の適切な光源を含み得る光源１２０を含む。光源からの光はビームスプリッタ１１８に向けられることができ、これは光源からの光をウェハ１２２に向けるように構成され得る。光源１２０は、１つまたは複数の集光レンズ、コリメートレンズ、リレーレンズ、対物レンズ、開口部、スペクトルフィルタ、偏光構成要素など、任意の他の適切な要素（図示せず）に結合され得る。図１Ｂに示されるように、光は法線入射角でウェハ１２２に向けられ得る。しかし、光は、ほぼ法線および斜め入射を含む任意の適切な入射角でウェハ１２２に向けられ得る。加えて、光または複数の光ビームは、順次にまたは同時に２つ以上の入射角でウェハ１２２に向けられ得る。検査システム１０５は、光を任意の適切なやり方でウェハ１２２の上を走査するように構成され得る。
【００１７】
ウェハ１２２からの光は、走査の間に検査システム１０５の１つまたは複数の経路によって集められ、検出され得る。例えば、比較的法線に近い角度でウェハ１２２から反射された光（すなわち入射が法線であるときは鏡面反射された光）は、レンズ１１４までビームスプリッタ１１８を通過し得る。レンズ１１４は、図１Ｂに示されるように屈折性光学要素を含み得る。加えて、レンズ１１４は、１つまたは複数の屈折性光学要素および／または１つまたは複数の反射性光学要素を含み得る。レンズ１１４によって集められた光は、検出器１１２に焦点が合わされ得る。検出器１１２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または他のタイプの撮像検出器など、当技術分野で知られている任意の適切な検出器を含み得る。検出器１１２は、レンズ１１４によって集められた反射光に応答する出力を生成するように構成される。したがって、レンズ１１４および検出器１１２は、検査システム１０５の１つの経路を形成する。検査システム１０５のこの経路は、当技術分野で知られている任意の他の適切な光学構成要素（図示せず）を含み得る。
【００１８】
図１Ｂに示される検査システムは、ウェハ１２２から鏡面反射された光を検出するように構成されるので、検査システム１０５は、（明視野（ｂｒｉｇｈｔ  ｆｉｅｌｄ））ＢＦ検査システムとして構成される。しかし、このような検査システム１０５はまた、他のタイプのウェハ検査のために構成され得る。例えば、図１Ｂに示される検査システムはまた、１つまたは複数の他の経路（図示せず）を含み得る。他の経路は、散乱光経路として構成された、レンズおよび検出器など本明細書で述べられる光学構成要素の任意のものを含み得る。レンズおよび検出器は、本明細書で述べられるようにさらに構成され得る。このようにして、検査システム１０５はまた、（暗視野（ｄａｒｋ  ｆｉｅｌｄ））ＤＦ検査のために構成され得る。
【００１９】
検査システム１０５はまた、コンピュータシステム１１０を含み得る。例えば、上述の光学要素は、検査サブシステム１０５の光学サブシステム１１１を形成することができ、これはまた、光学サブシステム１１１に結合されたコンピュータシステム１１０を含み得る。このようにして、走査の間に検出器によって生成された出力は、コンピュータシステム１１０にもたらされ得る。例えば、コンピュータシステム１１０は、コンピュータシステム１１０が検出器によって生成された出力を受信し得るように、検出器１１２に結合され得る（例えば、当技術分野で知られている任意の適切な伝送媒体を含み得る、図１Ｂの破線によって示される１つまたは複数の伝送媒体によって）。
【００２０】
検査システム１０５のコンピュータシステム１１０は、上述の動作の任意のものを行うように構成され得る。例えば、コンピュータシステム１１０は、ウェハから識別されるパターン欠陥の系統的および確率的特性化のため、またはウェハのフィーチャを測定するために構成され得る。加えて、コンピュータシステムの１つまたは複数は、完全に記述されているかの如く本願に引用して援用する、２０１２年２月２８日にバスカー（Ｂｈａｓｋａｒ）らに発行された米国特許第８，１２６，２５５号で述べられているもののように、仮想インスペクタとして構成され得る。
【００２１】
検査システム１０５のコンピュータシステム１１０はまた、コンピュータシステム１０８など、検査システムの一部ではない別のコンピュータシステムに結合されることができ、これは上述のＥＤＡツール１０６などの別のツールに含められることができ、その結果としてコンピュータシステム１１０はコンピュータシステム１０８によって生成された出力を受信することができ、これはそのコンピュータシステム１０８によって生成された設計を含み得る。例えば、２つのコンピュータシステムは、工場データベースなどの共有のコンピュータ可読記憶媒体によって効果的に結合されることができ、または２つのコンピュータシステムの間で情報が送信され得るように、上述のものなどの伝送媒体によって結合され得る。
【００２２】
図１Ｂは本明細書では、本明細書で述べられように利用され得る検査システムの構成を一般的に示すために示されることが留意される。明らかに、本明細書で述べられる検査システム構成は、商用の検査システムを設計するときに通常行われるように、検査システムの性能を最適化するために変更され得る。加えて、本明細書で述べられるシステムは、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから市販されている２９ｘｘ／２８ｘｘシリーズのツールなど、既存の検査システムを用いて実施され得る（例えば、本明細書で述べられる機能を既存の検査システムに追加することによって）。いくつかのこのようなシステムに対して、本明細書で述べられる方法は、システムの任意選択の機能としてもたらされ得る（例えばシステムの他の機能に加えて）。あるいは、本明細書で述べられるシステムは、全く新しいシステムをもたらすように「最初から（ｆｒｏｍ  ｓｃｒａｔｃｈ）」設計され得る。
【００２３】
さらなる実施形態において、検査システム１０５は、米国特許第９，２９３，２９８号で開示されているＳＥＭレビューシステムなどの、レビューシステム（図示せず）に直接または間接に結合され得る。ＳＥＭレビューシステムは、欠陥の分類のために検査システム１０５によって検出された欠陥をレビューするように動作可能とすることができ、これはひいては、より良好な欠陥検出のために検査システム１０５をトレーニングするために用いられ得る。
【００２４】
図２は、実施形態による、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作する方法２００を示す。方法２００は、述べられたやり方で半導体ウェハフィーチャを製作するように構成されたハードウェア構成要素を有する任意のシステムによって遂行され得る。例えば、方法２００は、図４を参照して以下で述べられるシステム４００によって遂行され得る。
【００２５】
動作２０２に示されるように、半導体ウェハの上面が識別される。半導体ウェハは、半導体材料から構成された任意のウェハとすることができる。したがって、半導体ウェハの上面は、半導体材料の基板とすることができる。
【００２６】
例えば、一実施形態において、半導体ウェハはシリコンウェハとすることができる（すなわちシリコン材料から構成される）。この実施形態において、半導体ウェハの上面は、（１１０）シリコンなどのシリコン基板とすることができる。別の実施形態において、半導体ウェハの上面は、半導体ウェハの基板上に堆積されたハードマスクとすることができる。この実施形態において、ハードマスクは窒化シリコンとすることができる。
【００２７】
動作２０４に示されるように、半導体ウェハの上面の第１の部分は、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように、垂直にエッチングされる。垂直エッチングの結果として、段差は、水平面（半導体ウェハの上面の第２の部分より低い高さでの）と、垂直側壁（半導体ウェハの上面の第２の部分から、水平面まで延びる）とを備える。垂直エッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングを含み得る。
【００２８】
半導体ウェハの上面が半導体ウェハの基板上に堆積されたハードマスクである上述の実施形態において、半導体ウェハの上面の第１の部分を垂直にエッチングすることは、ハードマスクの第１の部分と、ハードマスクの第１の部分がその上に堆積された半導体ウェハの基板（シリコン）の第１の部分とを通して、垂直にエッチングすることを含み得る。いずれの場合も、半導体ウェハの上面の第１の部分は、任意の所望の深さまで垂直にエッチングされ得ることが留意されるべきである。
【００２９】
さらに、動作２０６に示されるように、段差の水平面および垂直側壁にわたって、薄膜が一様に堆積される。薄膜は、例えば、熱酸化シリコンを含み得る。別の例として、薄膜は気相成長金属を含み得る。しかし、もちろん、薄膜は半導体ウェハの上面の第２の部分が垂直にエッチングされ、したがって段差の垂直側壁に堆積された薄膜から除去される限り、任意の他の薄膜材料を含むことができ、その理由は以下でさらに詳しく示される。
【００３０】
この目的を達するために、様々な実施形態において、薄膜は、熱酸化によって、化学気相成長法、または段差の水平面および垂直側壁にわたって薄膜を一様に堆積することができる任意の他のプロセスによって、一様に堆積され得る。段差の水平面および垂直側壁にわたって薄膜を一様に堆積することによって、段差の表面に堆積された薄膜の幅が制御され得る。例えば、用いられる薄膜堆積プロセスは、所望のおよび一様な厚さを有する薄膜を堆積するように制御され得る。
【００３１】
さらに、動作２０８に示されるように、半導体ウェハの上面の第２の部分は、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するように、垂直にエッチングされる。一実施形態において、半導体ウェハの上面の第２の部分を垂直にエッチングすることは、垂直方向に、半導体ウェハの上面の第２の部分を部分的に除去することを含み得る。別の実施形態において、半導体ウェハの上面の第２の部分を垂直にエッチングすることは、垂直方向に、半導体ウェハの上面の第２の部分を十分に除去することを含み得る。フィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するように、半導体ウェハの上面の第２の部分を垂直にエッチングすることによって、フィーチャの高さが制御され得る。
【００３２】
したがって、フィーチャは、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜の幅によって特性化され得る。このように、フィーチャの制御された寸法、すなわちフィーチャの幅は、上述の薄膜堆積およびエッチングプロセスを制御することによってもたらされ得る。
【００３３】
半導体ウェハの複数のフィーチャは、半導体ウェハの上面の異なる位置に対して、方法２００を繰り返すことによって形成され得ることが留意されるべきである。方法２００はまた、半導体ウェハの上面の複数の異なる位置において、同時に行われ得る。これらのフィーチャは、各フィーチャを製作するための薄膜堆積およびエッチングプロセスを制御することによって、制御されたやり方で、幅、高さ、および形状において異なり得る。
【００３４】
上述のやり方で、方法２００は、半導体ウェハフィーチャに対する良好に特性化されたおよび繰り返し可能な寸法標準をもたらし得る。これは、これらのフィーチャが、限界寸法原子間力顕微鏡法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＣＤ−ＡＦＭ）ツール、および限界寸法走査型電子顕微鏡（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＣＤ−ＳＥＭ）ツールなど、半導体産業における限界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：ＣＤ）の測定でのように、１００ｎｍ未満のフィーチャを測定する計測ツールの校正において用いられることを可能にし得る。これはまた、これらのフィーチャが、米国特許第８，００３，９４０号で開示されているＳＥＭのためのツール整合方法など、異なる計測ツールにわたる測定値整合のために用いられることを可能にし得る。
【００３５】
加えて、方法２００は、ウェハボンディング、ダイ研磨、または方向合わせおよび他の基板への搭載の必要性を取り除くことによって、先行技術からのものと比べて、より簡単な積層膜を用いてこれらの制御されたフィーチャをもたらし得る。方法２００は、所望のように、多様な形状およびサイズの、および異なる薄膜材料を用いた、半導体ウェハフィーチャを製作する能力をさらにもたらし得る。
【００３６】
次に、ユーザの要求に従って、前述の方法が実施され得るまたは実施されなくてもよい、様々な任意選択のアーキテクチャおよび使用に関して、より例示的な情報が述べられる。以下の情報は、例示のために記述されるものであり、いかなる形においても限定するものと解釈されるべきでないことが留意されるべきである。以下の特徴のいずれも、述べられる他の特徴を除外してまたは除外せずに、任意選択で組み込まれ得る。
【００３７】
図３Ａは、実施形態による、半導体ウェハの上面を示す。示されるように、半導体ウェハは、シリコン基板３０４に堆積されたハードマスク３０２を含む。ハードマスク３０２は窒化シリコンとすることができ、シリコン基板は（１１０）シリコンとすることができる。異なる応用例において、ハードマスク３０２は、シリコン基板３０４の表面全体にわたって、またはシリコン基板３０４の部分的表面に堆積され、パターニングされ得ることが留意されるべきである。
【００３８】
図３Ｂは、実施形態による、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するための、図３Ａの半導体ウェハの上面の第１の部分の垂直エッチングを示す。段差は、示されるように、垂直側壁（垂直エッチングの深さに等しい高さを有する）と、水平面（半導体ウェハの上面の第１の部分の長さに等しい長さを有する）とから構成される。垂直エッチングは、高度に一様な、および結果として（１１０）シリコンウェハ上に真っ直ぐな線および垂直側壁を生じる、ウェット異方性プロセス（例えばＫＯＨ）によるなど、ウェットエッチングを用いて行われ得る。別の任意選択として、垂直エッチングは、結果としての段差の形状を変化させる（制御されたやり方で）ことができる、反応性イオンエッチングプロセス（例えばボッシュプロセス）によるなど、ドライエッチングを用いて行われ得る。
【００３９】
任意選択として、図３Ｂの関連において、段差の化学機械研磨が行われ得る。これは、以下でより詳しく述べられるように、よりシャープな、結果としてのフィーチャを可能にするように、段差の角度をよりシャープにすることができる。
【００４０】
図３Ｃは、実施形態による、図３Ｂの段差の水平面および垂直側壁にわたる薄膜の一様な堆積を示す。示されるように、熱酸化シリコンなどの薄膜３０６は、段差の水平面および垂直側壁にわたって一様に堆積（成長）される。半導体ウェハの上面の第２の部分が薄膜３０６からエッチングされる限り（図３Ｄを参照して以下で述べられるように）、気相成長金属など、熱酸化シリコン以外の他の薄膜材料も用いられ得る。気相成長金属の使用は、この材料のフィーチャはいくつかの検査ツールにおいてより大きな撮像コントラストをもたらし得るので、半導体ウェハフィーチャを作り出すために有益となり得る。いずれの場合も、薄膜３０６の一様な堆積は、段差の水平面および垂直側壁の上に、薄膜３０６の一貫した厚さ（ｔ）を結果として生じる。
【００４１】
任意選択として、薄膜３０６を一様に堆積した後、半導体ウェハの上面の第２の部分に化学機械平坦化（ＣＭＰ）が行われ得る。これは、ハードマスク３０２を除去し、段差高さを低減し得る。重要なことには、これは、そうでなければ図３Ｄで述べられる垂直エッチングを通じてクリーンなフィーチャにエッチングすることができない、シリコン基板３０４、ハードマスク３０２、および薄膜３０６の接合における界面の不定比の組成物を除去し得る。
【００４２】
図３Ｄは、実施形態による、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するための、図３Ｃの半導体ウェハの上面の第２の部分の垂直エッチングを示す。一実施形態において、垂直エッチングは、ハードマスク３０２と、シリコン基板３０４の一部とを通した垂直方向を含み、半導体ウェハの上面の第２の部分（図３Ｂに示される）に対して行われ得る。結果として、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜３０６は、一部分において側壁から解放され、薄膜３０６の幅（ｔ）、および示される垂直エッチングの深さに対応する高さ（ｈ）によって特性化される半導体ウェハの垂直フィーチャを形成する。
【００４３】
図３Ｅは、実施形態による、図３Ｄのフィーチャの３次元図を示す。示されるように、図３Ａ〜Ｄを参照して述べられた製作プロセスから結果として生じたフィーチャは、幅（ｔ）および高さ（ｈ）によって特性化され、シリコン基板３０２に堆積された薄膜３０６材料から形成される。
【００４４】
半導体ウェハフィーチャは、偏光解析法（透明な場合）を用いた特性化の後、既存のシリコン基板３０２上で用いられ得る。また、コスト低減対策としてダイシングされ、他の基板（ウェハまたはマスク）上に搭載され得る（１つの処理されたウェハが、結果として数千個の使用可能なフィーチャを生じ得る）。偏光解析法および／または断面透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）を通して、薄膜３０６の厚さ、および結果としての半導体ウェハフィーチャの幅は、単結晶シリコンの原子格子、またはＨｅ−Ｎｅレーザ波長など、追跡可能な標準に特性化され得る。次いでフィーチャは、ツール整合、またはＣＤ−ＡＦＭもしくはＣＤ−ＳＥＭの校正のために用いられ得る。
【００４５】
図４は、実施形態による、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するためのシステム４００を示す。システム４００は、図２の方法２００、および／または図３Ａ〜３Ｅを参照して上述されたプロセスを遂行するように実施され得る。システム４００は、示される構成要素に限定されず、関連技術において理解されるように追加の構成要素を含み得ることが留意されるべきである。さらに、システム４００の構成要素は、制御された寸法を有する半導体ウェハフィーチャを製作するように構成されたハードウェア構成要素である。
【００４６】
示されるように、システム４００はエッチング構成要素４０２を含む。エッチング構成要素は、半導体ウェハの上面の第２の部分から下方へ段差を形成するように、半導体ウェハの上面の第１の部分を垂直にエッチングし、段差は、水平面および垂直側壁から構成される（図２および／または図３Ｂの動作２０４を参照）。システム４００はまた、段差の水平面および垂直側壁にわたって薄膜を一様に堆積する薄膜堆積構成要素４０４を含む（図２および／または図３Ｃの動作２０６を参照）。エッチング構成要素４０２はさらに、半導体ウェハのフィーチャとして、段差の垂直側壁にわたって堆積された薄膜を露出するように、半導体ウェハの上面の第２の部分を垂直にエッチングする（動作２０８および／または図３Ｄを参照）。
【００４７】
様々な実施形態が上記で述べられたが、それらは例のみとして提示され、限定するものではないことが理解されるべきである。したがって、好ましい実施形態の広さと範囲は、上述の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価なものによってのみ定義されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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