本发明的半导体工艺评估方法在不同的离子注入条件下利用离子束进行测试半导体衬底(例如测试晶片)的多重扫描。然后测量在不同的离子注入条件下利用所述离子束扫描的所述测试半导体衬底的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
将所述测试半导体衬底的至少一个区域分成多个子区域；
测量在不同的离子注入条件下利用所述离子束扫描且具有所述不同的金属线层的所述测试半导体衬底的所述多个区域的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子注入条件通过包括离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量、离子注入角度和/或所述测试半导体衬底的刻槽取向的工艺变量中的至少一个而彼此不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过离子注入装置利用静电扫描方法、机械扫描方法和/或混合扫描方法来执行对于所述区域的扫描。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且，为了改变所述离子剂量，所述方法还包括在所述测试半导体衬底的方向上改变所述离子束的扫描速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子束的一次扫描的扫描长度大于所述测试半导体衬底的直径。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子束的一次扫描的扫描长度小于所述测试半导体衬底的直径。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且为了改变所述离子剂量，所述方法还包括变速移动所述测试半导体衬底。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在垂直方向上进行所述测试半导体衬底的移动。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在水平方向上进行所述测试半导体衬底的移动。
10.根据权利要求1所述的方法，其中对于所述区域的扫描包括：在刻槽位于第一位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子注入条件；以及在所述刻槽位于第二位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子注入条件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，将所述测试半导体衬底关于位于所述测试半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
12.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且其中对于所述测试半导体衬底的扫描包括：在刻槽位于第一位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子束的扫描速度；以及在所述刻槽位于第二位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子束的扫描速度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，将所述测试半导体衬底关于位于所述半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属线层形成字线、位线、电容器电极、熔丝和/或导电焊盘。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属线层形成所述字线，并且所述字线根据所述子区域具有不同的宽度。
在测试半导体衬底的各个所划分的区域上形成多个不同的金属线层；
测量在不同的离子注入条件下利用所述离子束扫描的所述测试半导体衬底的多个子区域的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述金属线层形成栅电极层，并且所述区域的栅电极层彼此具有不同的长度。
18.根据权利要求16所述的方法，其中通过利用所述离子束执行对于所述子区域的扫描，通过所述扫描离子束在所述栅电极层之下的测试半导体衬底中形成用于控制晶体管阈值电压的离子注入区域，所述晶体管通过所述栅电极层、源极/漏极区域、浅离子注入区域和/或轻掺杂漏极区域形成。
19.根据权利要求16所述的方法，其中通过利用所述离子束扫描所述子区域以利用离子杂质掺杂所述金属线层。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述离子注入条件通过包括离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量、离子注入角度和/或所述测试半导体衬底的刻槽取向的工艺变量中的至少一个而彼此不同。
21.根据权利要求16所述的方法，其中通过离子注入装置利用静电扫描方法、机械扫描方法和/或混合扫描方法来执行对于所述子区域的扫描。
22.根据权利要求16所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且，为了改变所述离子剂量，所述方法还包括在所述测试半导体衬底的方向上改变所述离子束的扫描速度。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述离子束的一次扫描的扫描长度大于所述测试半导体衬底的直径。
24.根据权利要求16所述的方法，其中所述离子束的一次扫描的扫描长度小于所述测试半导体衬底的直径。
25.根据权利要求16所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且为了改变所述离子剂量，所述方法还包括变速移动所述测试半导体衬底。
26.根据权利要求25所述的方法，其中在垂直方向上进行所述测试半导体衬底的移动。
27.根据权利要求25所述的方法，其中在水平方向上进行所述测试半导体衬底的移动。
28.根据权利要求16所述的方法，其中对于所述区域的扫描包括：在刻槽位于第一位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子注入条件；以及在所述刻槽位于第二位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子注入条件。
29.根据权利要求28所述的方法，其中为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，将所述测试半导体衬底关于位于所述测试半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
30.根据权利要求16所述的方法，其中通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且其中对于所述测试半导体衬底的扫描包括：在刻槽位于第一位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子束的扫描速度；以及在所述刻槽位于第二位置的状态下，利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子束的扫描速度。
31.根据权利要求30所述的方法，其中为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，将所述测试半导体衬底关于位于所述半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
在不同的离子注入条件下利用离子束进行测试半导体衬底的多重扫描；
测量在不同的离子注入条件下利用所述离子束扫描且具有所述不同的金属线层的所述测试半导体衬底的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述离子注入条件通过包括离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量、离子注入角度和/或所述测试半导体衬底刻槽取向的工艺变量中的至少一个而彼此不同。
34.根据权利要求32所述的方法，其中所述测试半导体衬底是测试半导体晶片。
包括可变离子注入条件的半导体工艺评估方法
[0001] 本申请要求2005年12月29日提交的韩国专利申请第10-2005-0133030号的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种半导体器件制造方法，更具体而言，涉及半导体工艺评估方法。
背景技术
[0003] 在半导体制造工艺中，进行多种测试过程以找出预期或适宜的工艺条件和/或确定在预定工艺条件下执行的工艺是否是理想的。在测试过程中，可以测量经处理的结构的厚度、电阻和/或颗粒。这样，由于晶片可能在测试过程中受损，所以经常存在测试过程不能在其上形成有实际器件的晶片上执行的情况。在这种情况下，使用单独的空白晶片作为测试晶片以用于评估在每个晶片特定位置的工艺。在产品晶片上执行工艺之后，可以在测试晶片上执行相同的工艺。为了评估产品晶片的处理结果，在测试晶片上执行测试过程。
[0004] 所处理的测试晶片的数目会随着需要测试的工艺数目的增加而增加。因而，相应的半导体芯片的制造成本会增加。特别是，经过包括离子注入工艺的一系列工艺的测试晶片通常不能被再次利用。
发明内容
[0005] 根据本发明某些实施例的半导体工艺评估方法在不同的离子注入条件下利用离子束进行测试半导体衬底(例如，测试晶片)的多重扫描。然后测量在不同的离子注入条件下利用离子束扫描的所述测试半导体衬底的参数，从而实施所述半导体工艺评估。因此，根据某些实施例，利用多种离子注入条件在单一晶片上形成确定用于最终产品的最佳和/或预期的工艺条件的多个测试半导体器件(也称为“单位器件(unit devices)”)，这能够使用于工艺评估的晶片的数目减少或最小化，并能够减小/最小化评估成本。
[0006] 根据本发明的某些实施例，半导体工艺评估方法将测试半导体衬底分成多个区域并在不同的离子注入条件下利用离子束扫描所述区域。测量在不同的离子注入条件下利用离子束扫描的所述测试半导体衬底的多个区域的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
[0007] 所述离子注入条件通过包括离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量、离子注入角度和/或所述测试半导体衬底的刻槽取向的工艺变量中的至少一个而彼此不同。
[0008] 可以通过离子注入装置利用静电扫描方法、机械扫描方法和/或混合扫描方法来执行对于所述区域的扫描。
[0009] 可以通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且，为了改变所述离子剂量，所述方法还可以包括在所述测试半导体衬底的方向上改变所述离子束的扫描速度。
[0010] 所述离子束的一次扫描的扫描长度可以大于或小于所述测试半导体衬底的直径。
[0011] 在其他实施例中，可以通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且为了改变所述离子剂量，所述方法还可以包括变速移动所述测试半导体衬底。可以在垂直和/或水平方向上进行所述测试半导体衬底的移动。
[0012] 对于所述区域的扫描可以包括在刻槽位于第一位置的状态下利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子注入条件，并且在所述刻槽位于第二位置的状态下利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子注入条件。
[0013] 为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，可以将所述测试半导体衬底关于位于所述测试半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
[0014] 可选地，可以通过改变离子剂量来改变所述离子注入条件，并且对于所述测试半导体衬底的扫描可以包括在刻槽位于第一位置的状态下利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第一方向上改变所述离子束的扫描速度，并且在所述刻槽位于第二位置的状态下利用所述离子束扫描所述测试半导体衬底同时在所述测试半导体衬底的第二方向上改变所述离子束的扫描速度。为了将所述刻槽从所述第一位置移动到所述第二位置，可以将所述测试半导体衬底关于位于所述半导体衬底中心的旋转轴旋转预定角度。
[0015] 这些方法还可以包括，在扫描所述测试半导体衬底之后，将所述测试半导体衬底的至少一个区域分成多个子区域并在所述子区域上形成不同的金属线层。
[0016] 所述金属线层可以形成字线、位线、电容器电极、熔丝和/或导电焊盘。当所述金属线层形成字线时，所述字线可以根据所述子区域具有不同的宽度。
[0017] 根据本发明的其他实施例，半导体工艺评估方法包括在测试半导体衬底的各个所划分的区域上形成多个不同的金属线层，将所述所划分的区域的至少一个分成多个子区域并在不同的离子注入条件下利用离子束扫描所述子区域。。测量在不同的离子注入条件下利用所述离子束扫描的所述测试半导体衬底的所述多个子区域的参数，从而实施所述半导体工艺评估。
[0018] 所述金属线层可以形成栅电极层，并且所述区域的栅电极层可以彼此具有不同的长度。
[0019] 通过利用所述离子束执行对于子区域的扫描，可以通过扫描离子束在栅电极层之下的所述测试半导体衬底中形成用于控制晶体管阈值电压的离子注入区域，所述晶体管通过栅电极层、源极/漏极区域、浅离子注入区域和/或轻掺杂漏极区域形成。
[0020] 根据本发明的某些实施例，因为能够在给定的测试半导体晶片的各个所划分的区域上形成结构和/或工艺条件彼此不同的单位器件，所以能够利用仅一个半导体晶片或者少量的半导体晶片来执行用于为制造半导体器件的多种工艺的多种工艺评估，由此使参数评估成本减小或最小化。此外，由于能够通过简单的方法执行各种工艺评估，所以能够缩短周转时间。
附图说明
[0021] 通过参照附图对其示例性实施例的详细描述，本发明的以上和其他特征及优点将变得更加明显，其中：
[0022] 图1是根据本发明某些实施例的半导体工艺评估方法的流程图；
[0023] 图2A至2F是示出根据本发明某些实施例可以将测试半导体衬底划分成多种形状的图；
[0024] 图3是根据本发明实施例的静电扫描方法的视图；
[0025] 图4是根据本发明实施例的图3的静电扫描方法的修改版的视图；
[0026] 图5是根据本发明其他实施例的机械扫描方法的视图；
[0027] 图6A至6C是示出根据本发明某些实施例利用图3或4的静电扫描方法或者图5的机械扫描方法并通过旋转测试半导体衬底，在测试半导体衬底上形成所划分的区域的工艺的顺序图；
[0028] 图7A至7C是示出根据本发明某些实施例在不同的离子注入条件下形成的子区域上形成金属线层的示例的图；
[0029] 图8是根据本发明其他实施例的半导体工艺评估方法的示意性流程图；
[0030] 图9A至9C是示出根据本发明某些实施例测试半导体衬底能够被划分成的多种区域以及在所划分的区域上形成多种不同金属线层的图；以及
[0031] 图10是表格，示出了根据图1至8的方法利用在图7C中作为示例给出的条件于测试半导体衬底上形成单位器件的情况。
具体实施方式
[0032] 下文参照附图对本发明做更为充分的描述，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为仅限于此处所述的示例性实施例。并且，提供这些公开的实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。附图中，为清晰起见可能会夸大层和区的尺寸和相对尺寸。通篇用相同的附图标记表示相同的元件。
[0033] 应当理解，当称一个元件或一层在另一元件或层“上”、“连接到”和/或“耦合到”另一元件或层时，它可以直接在、连接到或耦合到另一元件或层上，或者还可以存在插入的元件或层。相反，当称一个元件“直接在”、“直接连接到”和/或“直接耦合到”另一元件或层上时，则不存在插入元件或层。如此处所用的，术语“和/或”可以包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
[0034] 应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一区域、层和/或部所划分的区域别开。例如，以下讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可以在不背离本发明精神的前提下称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。
[0035] 为便于描述，此处可以使用诸如“在...之下”、“下(lower)”、“在...之上”、“上(upper)”等等空间相对性术语以描述如图所示的一个元件和/或部件与另一个(些)元件和/或部件之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外的使用或操作中的器件的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或部件“之下”的元件将会定向在其他元件或部件的“之上”。这样，示例性术语“在...之下”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，此处所用的空间相对性描述符做相应解释。此外，术语“在...下面”也表示一层或区域相对于衬底与另一侧或区域之间的关系，如图所示。
[0036] 这里所用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并非要限制本发明。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”均同时旨在包括复数形式。需要进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”当在本说明书中使用时，指定了所述特性、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特性、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
[0037] 这里参照截面图描述本发明的示例性实施例，这些图为本发明的理想化实施例(和中间结构)的示意图。因而，举例来说，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可能发生的。因此，除非此处明确定义，否则本发明所公开的示例性实施例不应被解释为仅限于此处示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，图示为矩形的被注入的区域典型地将具有圆形或曲线的特征和/或在其边缘处具有注入浓度的梯度而不是从注入到非注入区域的两重变化。类似地，通过注入形成的埋置区域会导致在埋置区域与通过其发生注入的表面之间的区域中的某种注入。因此，除非此处明确定义，否则附图所示的区实质上是示意性的，它们的形状并非要展示器件区域的精确形状，也并非要限制本发明的范围。
[0038] 以下参照根据本发明实施例的框图和/或方法和/或设备(系统)的流程示意图来描述本发明。应理解的是，框图和/或流程示意图中的方框以及框图和/或流程示意图中方框的组合能够体现用于实现在框图和/或流程框或方框中指定的功能/动作的设备/系统(结构)、装置(功能)和/或步骤(方法)。
[0039] 还应注意的是，在某些可选实现方式中，方框中注释的功能/动作可以以流程中所示的顺序以外的顺序发生。例如，依赖于所包含的功能/动作，所示为连续的两个方框可以实际上基本同时执行或者诸方框有时可以以相反的顺序执行。而且，流程图和/或框图的给定方框的功能可以分成多个方框并且/或者流程图和/或框图的两个或更多个方框的功能可以至少部分地整合。
[0040] 除非另行定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。进一步应当理解的是，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。
[0041] 本发明的某些实施例可以源于以下认识，即在常规的半导体工艺评估方法中，为了评估离子注入工艺，在处理晶片时通过应用仅一组工艺条件在一个晶片上形成一个单位器件。因此，通常所使用的晶片数目与将要测试的离子注入条件的组的数目相同。对于晶片应用不同组的离子注入条件并测试所述晶片。这些条件之一可以与离子束相关，离子束在均匀的条件下或者如果离子束在固定位置被发射则在晶片匀速移动的情况下匀速扫描晶片表面从而在晶片表面上注入离子。
[0042] 而且，本发明的某些实施例可以源于以下认识，即，当根据常规方法进行工艺评估时，测试晶片的数目随着所制造的实际晶片的数目以及所使用的离子注入工艺数目的增加而增加。此外，当对于与将在离子注入工艺中被测试的多种工艺变量结合的比如光刻的其他工艺的多种工艺变量的全部进行工艺评估时，工艺评估所需的晶片数目会指数性地增加。因而，半导体芯片的制造成本会显著增大。此外，执行测试晶片的工艺评估所需的时间会增加，这会降低生产率。
[0043] 与之明显相反，根据本发明某些实施例的半导体工艺评估方法，在不同的离子注入条件下利用离子束执行测试半导体衬底(例如晶片)的多重扫描。测量在不同离子注入条件下利用离子束扫描的测试半导体衬底的参数，从而实施半导体工艺评估。因此，可以使用单一测试衬底或者少量的测试衬底来测试大量不同的离子注入条件/参数。
[0044] 图1是根据本发明某些实施例的半导体工艺评估方法的流程图。
[0045] 参照图1，在不同离子注入条件下的离子束扫描测试半导体衬底或晶片的多个区域(方框12)。测试半导体衬底可以被分成多种形状的多个区域。半导体衬底可以包括单一元素和/或化合物半导体衬底、比如单晶硅衬底，并且其上可以包括一个或多个外延层和/或其他导电/绝缘层。
[0046] 图2A至2F是示出测试半导体衬底10能够被划分成的形状示例的图。
[0047] 图2A、2B和2C示出了测试半导体衬底100被分成三个区域并且在三种不同的离子注入条件A1、A2和A3下通过离子束扫描这三个区域的示例。图2D示出了测试半导体衬底100被分成四个区域并且在四种不同的离子注入条件A1、A2、A3和A4下通过离子束扫描这四个区域的示例。图2E示出了测试半导体衬底100被分成五个区域并且在五种不同的离子注入条件A1、A2、A3、A4和A5下通过离子束扫描这五个区域的示例。图2F示出了测试半导体衬底100被分成九个区域并且在九种不同的离子注入条件A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8和A9下通过离子束扫描这九个区域的示例。在图2A至2F中，附图标记100a表示刻槽(notch)。刻槽100a的位置与所划分的区域之间的关系不局限于图2A至2F的示例。也就是说，刻槽100a可以形成在多种位置。此外，所划分的区域的数目和形状也不局限于图2A至2F的示例。
[0048] 通过变化表示离子注入工艺特征的多个工艺变量中的至少一个来改变离子注入条件A1至A9，比如离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量、离子注入角度等等。
[0049] 为了扫描图2A至2F的所划分的区域，可以使用利用静电扫描方法、机械扫描方法、混合扫描方法等的多种离子注入装置。
[0050] 图3是根据本发明某些实施例的测试半导体装置的静电扫描方法的视图。在这些静电扫描方法中，测试半导体衬底100被固定在安装于驱动轴102上的静电卡盘(未示出)上，并利用离子束30重复在X轴方向、即水平方向上的扫描，由此扫描测试半导体衬底100。
[0051] 参照图3，为了在离子束30通过具有预定长度La的狭缝42a扫描测试半导体衬底100时根据半导体衬底100的所划分的区域改变离子剂量，可以改变扫描测试半导体衬底100的离子束的扫描速度。通过图3中的箭头52、54和56来表示用于根据所划分的区域改变离子剂量的扫描速度的变化。其中每个箭头的厚度与相应所划分的区域中离子束30的扫描速度成比例。当离子束的扫描速度如图3所示变化时，施加于测试半导体衬底的所划分的区域的离子剂量可以变化。
[0052] 当离子束30通过狭缝42a在X轴方向上扫描测试半导体衬底100时，对应于狭缝长度La的一次扫描的扫描长度可以大于测试半导体衬底100的直径。然而，本发明不限于这些实施例。也就是说，当离子束30扫描所划分的区域时，离子束30的一次扫描的扫描长度可以设置成小于测试半导体衬底100的直径。
[0053] 图4是根据本发明实施例的图3的静电扫描方法的修改版本的视图。参照图4，使用不同地设置离子束30的一次扫描长度的离子注入装置。即，离子注入装置包括其长度La大于测试半导体衬底100的直径的狭缝42a以及分别具有小于测试半导体衬底100直径的一次扫描长度Lb和Lc的狭缝42b和42c。
[0054] 在图4中，离子束跨过各狭缝42b和42c的长度Lb和Lc扫描测试半导体衬底。如果需要，如图4所示，可以设置不同扫描长度La、Lb和Lc的多种狭缝42a、42b和42c，或者可以设置其中的至少两种。当离子束通过选择性或顺序地利用狭缝42a、42b和42c扫描测试半导体衬底100时，离子能够以预期的宽度被注入到测试半导体衬底的预期区域中。此外，如图3所示，穿过多个狭缝42a、42b和42c的离子束能够以不同的扫描速度扫描测试半导体衬底。即，扫描速度可以在X轴方向上变化。当离子束利用图4的离子注入方法扫描测试半导体衬底100时，能够通过选择性地利用适合的狭缝并改变狭缝的位置来有效控制半导体衬底扫描的扫描区域、扫描位置和/或扫描宽度。在这种情况下，可以利用具有多种狭缝的离子注入装置。
[0055] 图5是根据本发明其他实施例的测试半导体装置的机械扫描方法的视图。在该机械扫描方法中，离子束30的位置固定，并且在测试半导体衬底100在X或Y轴方向(水平或垂直方向)移动或旋转时，离子束扫描测试半导体衬底100。
[0056] 参照图5，为了在离子束30扫描测试半导体衬底100时根据测试半导体衬底100的所划分的区域改变离子剂量，可以改变测试半导体衬底100对于离子束30的相对位置并且可以改变测试半导体衬底100的移动速度。通过箭头151、152、153、154、155和156表示为了根据所划分的区域改变离子剂量的测试半导体衬底100的水平移动速度的变化。通过箭头161、162、163、164、165和166表示为了根据所划分的区域改变离子剂量的在垂直方向上测试半导体衬底100的垂直移动速度的变化。在图5中，由箭头表示的方向和移动速度可以根据预期的离子注入条件而变化。
[0057] 在图5中，每个箭头的厚度与测试半导体衬底100的移动速度成比例。如图5所示，当测试半导体衬底100的移动速度变化时，可以通过离子束30对测试半导体衬底的所划分的区域施加多种离子剂量。
[0058] 当使用利用了结合图3和5的方法的混合扫描方法的离子注入装置时，可以达到相同的效果。在利用混合扫描方法的离子注入装置中，离子束可以在一个平面上的第一方向上移动而测试半导体衬底100可以在所述平面上以一角度比如直角与第一方向相交的第二方向上移动，在这期间，离子束扫描测试半导体衬底。
[0059] 当使用图3和5的离子注入方法或者结合了图3和5的离子注入方法的混合扫描方法时，可以通过结合测试半导体衬底100的旋转与预定方向上离子束扫描速度的变化和/或结合测试半导体衬底100的旋转与预定方向上测试半导体衬底100的移动速度的变化，在多种不同离子注入条件下形成测试半导体衬底的所划分的区域。
[0060] 图6A至6C是示出工艺的顺序图，其根据本发明某些实施例利用图3或4的静电扫描方法或者图5的机械扫描方法并通过旋转半导体衬底100，在测试半导体衬底100上形成所划分的区域。
[0061] 参照图6A，首先将测试半导体衬底100划分成三个区域并在三种不同的离子注入条件A、B和C下通过离子束扫描这三个区域。离子注入条件A、B和C通过至少一个工艺变量而彼此不同，所述工艺变量比如是离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量和/或离子注入角度。然后，在箭头R1所表示的方向上将测试半导体衬底100旋转90度。
[0062] 参照图6B，通过将测试半导体衬底100旋转90度，沿图6B的顺时针方向使刻槽100a移动90度至图6B所示的位置。在该状态，将测试半导体衬底100进一步分成三个区域并在三种不同的离子注入条件a、b和c下通过离子束扫描这三个区域。离子注入条件a、b和c通过至少一个工艺变量而彼此不同，所述工艺变量比如是离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量和/或离子注入角度。因此，在图6A中被划分的三个区域中的每一个被进一步分成三个区域。结果，在测试半导体衬底100上形成在不同离子注入条件下被扫描的九个区域。然后，在箭头R2所表示的方向上将测试半导体衬底100旋转90度。
[0063] 参照图6C，通过将测试半导体衬底100旋转90度，沿图6C的顺时针方向使刻槽100a移动90度至图6C所示的位置。在该状态，将测试半导体衬底100进一步分成三个区域并在三种不同的离子注入条件I、II和III下通过离子束扫描这三个区域。离子注入条件I、II和III通过至少一个工艺变量而彼此不同，所述工艺变量比如是离子剂量、掺杂剂类型、离子注入能量和/或离子注入角度。因而，在测试半导体衬底100上形成在不同离子注入条件下被扫描的九个区域。
[0064] 刻槽100a的位置与所划分的区域之间的关系不限于图6A至6C的示例。可以利用刻槽100a的定位的多种方向来划分所述区域。也就是说，可以在多种位置形成刻槽100a。此外，所划分的区域的数目和形状并不限于图6A至6C的实施例。
[0065] 再次参照图1，在不同的离子注入条件下于测试半导体衬底100上形成多个区域之后(方框12)，将半导体衬底100的至少一个区域进一步分成多个子区域(方框14)。
[0066] 然后，在不同条件下于子区域上形成多个金属线层，使得各个子区域具有不同的形状(方框16)。
[0067] 最后，测量在不同离子注入条件下利用离子束扫描的测试半导体衬底100的多个区域和/或子区域的参数，从而实施半导体工艺评估(方框18)。对应于多个区域和/或子区域，对于给定的测试半导体衬底100可以使用多种常规测量技术。各个参数的测量技术对于本领域技术人员而言是众所周知的，此处无需详细描述。
[0068] 图7A至7C是示出根据本发明某些实施例在不同离子注入条件下所形成的子区域上形成金属线层的示例的图。
[0069] 参照图7A，对应于图2E所示的示例，将测试半导体衬底100分成五个区域并在五种不同的离子注入条件A1、A2、A3、A4和A5下通过离子束扫描这五个区域。然后，将测试半导体衬底100进一步分成三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3。分别在三种不同的光刻条件P1、Q1和R1下在三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3上形成金属线层。
[0070] 参照图7B，也对应于图2E所示的示例，将测试半导体衬底100分成五个区域并在五种不同的离子注入条件A1、A2、A3、A4和A5下通过离子束扫描这五个区域。然后，将测试半导体衬底100进一步分成三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3。分别在三种不同的光刻条件P2、Q2和R2下在三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3上形成金属线层。
[0071] 参照图7C，对应于图2A所示的示例，测试半导体衬底100分成三个区域并在三种不同的离子注入条件A1、A2和A3下通过离子束扫描这三个区域。然后，将测试半导体衬底100进一步分成三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3。分别在三种不同的光刻条件P3、Q3和R3下在三个子区域SUB-1、SUB-2和SUB-3上形成金属线层。
[0072] 在图7A、7B和7C中，利用光刻工艺在不同条件下形成的金属线层可以具有不同的宽度。例如，金属线层可以对应于用于制造半导体器件的字线、位线、电容器电极、熔丝和/或导电焊盘。当金属线层是形成栅电极的字线时，可以应用不同的光刻条件使得各个子区域的栅电极具有不同的长度。
[0073] 在图1的方法中，在不同离子注入条件下于测试半导体衬底100上形成多个区域(方框12)之后，将测试半导体衬底100的至少一个区域进一步分成子区域，然后在所述子区域上形成不同的金属线层。然而，本发明不限于图1工艺的这一顺序。例如，可以在形成金属线层之后执行离子注入工艺。
[0074] 图8是本发明的其他实施例的示意性流程图。除了首先在多种不同的光刻条件下于测试半导体衬底上形成金属线层之外，这些实施例与图1类似。
[0075] 分别形成彼此具有不同形状的多个金属线层以将测试半导体衬底分成多个区域(方框82)。
[0076] 图9A至9C是示出根据本发明某些实施例测试半导体衬底能够被划分成的多种区域以及在所划分的区域上形成多种不同金属线层的图。参照图9A至9C，将测试半导体衬底100分成多个不同区域并在所划分的区域上形成多种不同的金属线层。
[0077] 参照图9A，将测试半导体衬底100分成三个区域并利用不同的光刻条件P1、Q1和R1在这三个区域上形成三种不同的金属线层。参照图9B，将测试半导体衬底100分成三个区域并利用不同的光刻条件P2、Q2和R2在这三个区域上形成三种不同的金属线层。参照图9C，将测试半导体衬底100分成四个区域并利用不同的光刻条件P3、Q3、R3和S3在这四个区域上形成四种不同的金属线层。
[0078] 然后，将所划分的区域中的至少一个分成多个子区域(方框84)。为了实现这个目的，可以应用图2A至2F的示例。
[0079] 接着，在不同的离子注入条件下通过离子束扫描子区域(方框86)。在这点上，可以利用与图3至5以及图6A至6C中所示的示例相似的离子注入条件的多种组合。
[0080] 例如，方框82的金属线层可以对应于栅电极层、离子注入区域、源极/漏极区域、浅离子注入区域和/或轻掺杂漏极区域，并且可以通过在方框86中执行的离子束扫描在栅电极层之下形成。可选地，可以通过在方框86中执行的离子束扫描用离子杂质来掺杂金属线层。
[0081] 因而，可以将通过方框82中的各种方法形成的区域与通过方框86中的各种方法形成的子区域结合，在测试半导体衬底100上形成多种单位器件。然后在方框88中测量参数。
[0082] 图10是表格，示出了根据参考图1至8所描述的方法利用在图7C中作为示例给出的条件于测试半导体衬底上形成单位器件的情况。
[0083] 参照图10，可以注意到，传统上利用用于九种不同条件的九个晶片来制备九个单位器件。然而在本发明的某些实施例中，利用九种不同的制备条件、仅使用一个晶片来制备九个单位器件。
[0084] 在以上描述中，应用离子注入条件、光刻条件及其组合来作为用于制造单位器件的工艺条件。然而，本发明不限于这种情况。也就是说，本领域普通技术人员应理解的是，可以仅利用一个晶片，将各种其他条件以及不同条件的各种组合用于制造单位器件。
[0085] 根据本发明的某些实施例，由于可以在一个测试半导体晶片的各个所划分的区域上形成彼此具有不同结构并利用不同条件形成的单位器件，所以能够利用仅一个测试半导体晶片或者少量的测试半导体晶片来执行为了用于制造半导体器件的多种工艺而进行的多种工艺评估，由此使评估成本减小或最小化。此外，由于能够通过简单的方法执行各种工艺评估，所以能够缩短周转时间。此外，由于能够容易地执行多种工艺评估，所以能够改善工艺评估效率和/或精度。因而，能够更容易地实现最新发展的产品的大批量生产。
[0086] 在附图和说明书中，已经公开了本发明的实施例，尽管使用了特定的术语，但它们仅在普通和描述性的意义下使用，而并非是处于限制的目的，本发明的范围由权利要求描述。
