CN112859530B - 晶圆曝光修正方法及系统与存储介质 - Google Patents

晶圆曝光修正方法及系统与存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种晶圆曝光修正方法及系统与存储介质。一种晶圆曝光修正方法，包括：获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；曝光处理步骤，基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸；更新步骤，基于曝光剂量修正系数与修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图；重复进行曝光处理步骤以及更新步骤，持续更新曝光剂量分布图。本方法可以提高晶圆特征尺寸的均匀度和准确度。

Description

晶圆曝光修正方法及系统与存储介质
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆曝光修正方法及系统与存储介质。
背景技术
随着技术节点的缩小，对晶圆内不同曝光区域以及曝光区域内部的线宽均匀性要求也越来越高。
现有技术中APC(automatic process control，自动制程控制)系统对光刻线宽控制流程如下：首先光刻工程师把与目标线宽值相对应的最佳曝光剂量和聚焦值等曝光参数设置在APC系统中，光刻机从APC系统中读取这些曝光参数来对晶圆曝光，光刻工艺完成后晶圆被送到CD-SEM(特征尺寸测量用扫描电子显微镜)做抽样测量，测量得到的线宽将被上传到APC系统，APC系统会根据事先确定的线宽/曝光剂量之间的关系(CD-dose斜率)计算出曝光剂量的修正值。
然而，发明人发现现有技术中存在以下问题：CD-SEM抽样量测一般选取晶圆上固定几个shot(曝光单元)来量测CD(critical dimension，特征尺寸)，并计算其平均值反馈给APC系统，该反馈修正实际上只能对晶圆的平均线宽做修正。因此现有技术中晶圆的CDU(critical dimensionuniformity，特征尺寸均匀度)还有待改善。
发明内容
本发明实施例解决的技术问题为提供一种晶圆曝光修正方法及系统与存储介质，解决现有曝光方法中特征尺寸均匀度较差且准确度较低的问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种晶圆曝光修正方法，包括：获取曝光剂量分布图，所述曝光剂量分布图用于表征每一所述曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；曝光处理步骤，基于所述曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用所述修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸；更新步骤，基于曝光剂量修正系数与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述修正特征尺寸对应的所述曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；重复进行所述曝光处理步骤以及所述更新步骤，以持续更新所述曝光剂量分布图。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：通过多次对曝光剂量分布图中曝光单元的曝光剂量进行修正，实现了都所有曝光单元的精确个性化修正，使每一个曝光单元的曝光剂量都对应目标特征尺寸值，从而提高整体的特征尺寸的均匀度和准确度，且可以持续更新曝光单元的曝光剂量值。
相应地，本发明实施例还提供一种晶圆曝光修正系统，包括：数据获取模块，所述数据处理模块用于获取曝光剂量分布图，所述曝光剂量分布图用于表征每一所述曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；曝光处理模块，所述曝光处理模块用于基于所述曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用所述修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸；数据更新模块，所述数据更新模块用于基于曝光剂量修正系数与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述修正特征尺寸对应的所述曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；控制模块，所述控制模块用于重复进行所述曝光处理步骤以及所述更新步骤，以持续更新所述曝光剂量分布图。
相应地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的晶圆曝光修正方法。
另外，所述晶圆设置有若干量测组；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，分别获取不同量测组对应的多个所述曝光单元的修正特征尺寸。通过预设方案对曝光单元进行分组，从而通过选取分组即可快速选取多个曝光单元，相应地可以节省时间。
另外，前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，随机获取不同的多个所述曝光单元的修正特征尺寸。通过随机选取多个曝光单元的方式，可以避免选用固定曝光单元所产生的误差，从而进一步提高特征尺寸的均匀度和准确度。
另外，所述获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，包括：获取处理后的晶圆中5-15个所述曝光单元的修正特征尺寸。通过预设分组方案或者随机选取5～15个曝光单元，可以降低量测系统的测量计算压力，并相应地保证量测系统的量测速度。
另外，所述获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，包括：重复量测3～5次所述处理后的多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个所述曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为所述多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。通过重复量测可以降低单词量测中出现的偶然误差，从而提高量测出的实际特征尺寸的准确度，增加后续曝光剂量修正系数的准确度，选用上述重复次数可以兼顾在线反馈的速度以及数据的稳定性。
另外，所述获取曝光剂量分布图，包括：采用初始曝光剂量对初始待处理的晶圆进行曝光处理，且获取初始处理后的晶圆中所有曝光单元的初始特征尺寸；基于曝光剂量修正系数与所述初始特征尺寸之间的对应关系，获取所述曝光剂量分布图。
另外，所述基于曝光剂量修正系数与所述初始特征尺寸之间的对应关系，获取所述曝光剂量分布图，包括：采用自动制程控制技术，获取每一所述曝光单元对应的曝光剂量修正系数；基于所述初始特征尺寸以及所述曝光剂量修正系数的对应关系，获取所述晶圆的曝光剂量分布图。
另外，每一所述曝光单元具有若干量测位置，所述曝光剂量分布图还用于表征每一所述曝光单元对应所述量测位置的内部曝光剂量修正系数；所述曝光处理步骤还包括基于所述曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取与各量测位置对应的内部修正曝光剂量，并采用所述内部修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆的各所述曝光单元中若干测量位置的内部修正特征尺寸。通过对曝光单元的所有量测位置的曝光剂量修正系数进行更新，从而得到晶圆内所有曝光单元的所有量测位置的曝光剂量修正系数，进而可以更进一步地修正所有曝光单元内所有量测位置的曝光剂量，提升晶圆整体的特征尺寸均匀度和准确度。
另外，所述更新步骤还包括：基于所述内部曝光剂量修正系数以及所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述内部修正特征尺寸对应的内部曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个内部曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图。
另外，所述更新步骤还包括：计算使得所述晶圆内所有量测位置的理论修正曝光剂量和对应的真实修正曝光剂量之间标准差最小的各个曝光剂量修正系数和各个内部曝光剂量修正系数，以更新所述曝光剂量分布图；其中，每个曝光单元内每个量测位置的所述理论修正曝光剂量，为所述初始曝光剂量、所述曝光单元的所述曝光剂量修正系数和所述量测位置的所述内部曝光剂量修正系数的乘积；所述真实曝光剂量为根据所述曝光单元内所述量测位置的内部修正特征尺寸计算得到的修正曝光剂量。通过计算使得和真实修正曝光剂量之间标准差最小的曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数，可以进一步增加曝光剂量修正的准确度，从而提升晶圆特征尺寸的均匀度和准确度。
另外，前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，随机获取不同量测位置的所述内部修正特征尺寸。
另外，所述曝光处理模块包括选取单元，所述选取单元用于从晶圆的若干测量组中选取一组曝光单元或者随机获取多个曝光单元；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，所述选取单元分别选取不同的曝光单元。
另外，所述选取单元用于获取处理后的晶圆中5-15个所述曝光单元。
另外，所述曝光处理模块包括量测单元，所述量测单元用于重复量测3～5次所述处理后的晶圆中多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个所述曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为所述多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明第一实施例提供的一种晶圆曝光修正方法的流程示意图；
图2为本发明第二实施例提供的一种晶圆曝光修正方法中的对曝光单元进行分组的示意图；
图3为本发明第三实施例提供的一种晶圆曝光修正方法的流程示意图；
图4为本发明第三实施例提供的一种晶圆曝光修正方法中曝光单元的示意图；
图5为本发明第三实施例提供的一种晶圆曝光修正方法中曝光单元的局部放大示意图；
图6和图7为本发明第四实施例提供的一种晶圆曝光修正系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明第一实施例提供一种晶圆曝光修正方法，包括：获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修系数；曝光处理步骤，基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸；更新步骤，基于曝光剂量修正系数与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；重复进行曝光处理步骤以及更新步骤，以持续更新曝光剂量分布图。
图1为本发明第一实施例提供的一种晶圆曝光修正方法对应的流程示意图，以下参考图1对本实施例进行详细描述。
S11、获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数。
本实施例中，晶圆具有若干曝光单元。对晶圆每一曝光单元的曝光剂量进行修正，首先需要获取曝光单元的初始曝光剂量修正系数，可以通过对晶圆进行预曝光处理后计算与预曝光处理中的初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数，进而生成包含所有曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数的曝光剂量分布图。在其他实施例中曝光剂量分布图还可以是通过历史数据获得。
S12、曝光处理步骤，基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸。
从曝光剂量分布图中获取对应每个曝光单元的曝光剂量修正系数，并根据获取的曝光剂量修正系数和初始曝光剂量生成每个曝光单元的修正曝光剂量，采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理。曝光处理后量测处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸。
S13、更新步骤，基于修正曝光剂量与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图。
在曝光处理后，量测晶圆内多个曝光单元对应的特征尺寸值，并计算量测的特征尺寸和目标特征尺寸的差值，根据APC系统内的修正函数计算修正曝光剂量。
在完成对一个批次晶圆的曝光处理步骤和更新步骤后，获得更新的曝光剂量分布图，并在更新后的曝光剂量分布图的基础上，重复曝光处理步骤和更新步骤，以持续更新曝光剂量分布图。
在本实施例中，通过不断地重复曝光处理步骤和更新步骤，以更新晶圆上所有曝光单元的曝光剂量修正系数。在其他实施例中，在对所有曝光单元的曝光剂量修正系数完成更新后，还可以继续对曝光单元的曝光剂量修正系数持续更新。
本实施例提供的晶圆曝光修正方法，通过多次重复更新曝光剂量分布图中曝光单元的曝光剂量修正系数，可以实现对所有曝光单元的精确个性化修正，使每一个曝光单元的修正曝光剂量都对应目标特征尺寸值，从而提高整体的特征尺寸的均匀度和准确度；且可以降低系统单次修正的时间，提高曝光系统在线联机的稳定性和快捷性。
本发明第二实施例提供一种晶圆曝光修正方法，与上一实施例不同的是，晶圆设置有若干量测组；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，分别获取不同量测组对应的多个曝光单元的修正特征尺寸。在每一次曝光处理步骤中通过选取预设分组方案中的一组曝光单元，并对选取的一组曝光单元的特征尺寸进行量测以及相应地更新曝光剂量值，从而可以按照分组方案对所有曝光单元地曝光剂量修正系数进行逐步更新。
本实施例提供的晶圆曝光修正方法对应的流程示意图与上述实施例相同，故参考图1对本实施进行详细说明，与上一实施例相同的部分可以参考上一实施例，在此不再赘述。
S11、获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数。
需要说明的是，在本实施例中，获取曝光剂量分布图包括：采用初始曝光剂量对初始待处理的晶圆进行曝光处理，且获取初始处理后的晶圆中所有曝光单元的初始特征尺寸；基于曝光剂量修正系数与初始特征尺寸之间的对应关系，获取曝光剂量分布图。通过对晶圆的预曝光处理进而得到曝光剂量分布图，可以排除设备带来的误差，获取更为准确的曝光剂量分布图。
进一步地，基于曝光剂量修正系数与初始特征尺寸之间的对应关系，获取曝光剂量分布图，包括：采用自动制程控制技术，获取每一曝光单元对应的曝光剂量修正系数；基于初始特征尺寸以及所述曝光剂量修正系数的对应关系，获取晶圆的曝光剂量分布图。
具体来说，采用初始曝光剂量对初始待处理的晶圆进行曝光处理后，首先量取所有曝光单元的特征尺寸值，获取全部特征尺寸地图，并利用自动制程控制系统(APC系统)计算对应每一个特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，进而获得每一所述曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数，生成曝光剂量分布图。曝光剂量修正系数和特征尺寸之间的对应关系如下：
E1＝ki*D0＝E0-(CD-CD0)*slope
E1为后一次曝光所要采用的修正曝光剂量，ki为晶圆内第i个曝光单元的曝光剂量修正系数，D0为初始曝光剂量，E0为当前曝光处理中对应第i个曝光单元采用的曝光剂量，CD为目标特征尺寸值，CD0为当前处理后量测的第i个曝光单元的修正特征尺寸值，slope为斜率值。
通过量测的修正特征尺寸值CD0和所采用的修正曝光剂量E0，可以计算对应修正特征尺寸CD0的后一次曝光所需要采用的修正曝光剂量E1，并根据修正曝光剂量E1和初始曝光剂量D0的对应关系，获取曝光剂量修正系数ki。也即基于曝光剂量修正系数和修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数。
S12、曝光处理步骤，基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸。
晶圆具有若干量测组；前一次曝光处理步骤与后一次曝光处理步骤中，分别获取不同量测组对应的多个曝光单元的修正特征尺寸。
本实施例中，如图2所示，预先对晶圆的所有曝光单元进行分组，可以理解的是，图中仅以划分8组为示意，在其他实施例中，曝光单元个数不同，可以划分的组数也不同。
在获取曝光剂量分布图，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理后，随机或者按照分组编号选取量测组对应的多个曝光单元，通过CD-SEM量测系统量测对应选取的多个曝光单元的修正特征尺寸。
在下一次的曝光处理步骤中，选取的量测组与本批次选取的量测组不相同，从而避免对曝光单元进行重复量测，造成不必要的设备处理能力和处理时间上的浪费。进一步地，每次曝光处步骤中选取的量测组都不相同，通过每次选取预设分组中不同的量测组，通过有限次数的重复即可实现对所有曝光单元的曝光剂量的修正。
在其他实施例中，前一次曝光处理步骤与后一次曝光处理步骤中，随机获取不同的多个所述曝光单元的修正特征尺寸。可以理解的是，也可以通过随机选取的方式，从晶圆的所有曝光单元中选取多个曝光单元进行曝光剂量值的修正。进一步地，每次选取的多个曝光单元都不相同。
需要说明的是，为了保证设备在线反馈的迅捷性，本实施例中获取待处理的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸，包括：获取待处理的晶圆中5-15个曝光单元的修正特征尺寸。
例如从晶圆的所有曝光单元中随机选取5～15个曝光单元，或者预先对所有曝光单元进行分组，每组都包括5～15个曝光单元。当曝光单元数量过多时，例如超过15个时，对于APC系统而言，需要量测超过15个曝光单元的特征尺寸，这对CD-SEM量测系统和APC的工作效率提出较高的挑战，且会增加APC系统反馈曝光剂量修正系数的时间，影响生产效率；而选取的曝光单元数目太少，则会浪费CD-SEM量测系统和APC系统工作效率，导致CD-SEM量测系统和APC系统的工作能效被空置，增加了更新晶圆所有曝光单元的次数，进一步增加了更新所有曝光单元曝光剂量值的时间。
可以理解的是，每次所选取的多个曝光单元之间没有重复，从而避免一个曝光单元多次被选中，多次被更新曝光剂量值，进而减少系统的重复工作量，加快系统对所有曝光单元的曝光剂量值进行修正的速度。
在其他实施例中，在不考虑系统修正速度的情况下，每批次选取的曝光单元之间也可以存在重复的曝光单元。
本实施例中，每次选取相同数目的多个曝光单元。通过每次选取相同数目的曝光单元，可以进一步提高APC系统对曝光单元曝光剂量值更新的整体效率以及准确度。例如每次选取11个曝光单元。在其他实施例中，也可每次选取不同数目的多个曝光单元，比如针对不同量测组设置不同个数的曝光单元，不对此进行限制。
可以理解的是，为了提高每次量测曝光单元的修正特征尺寸的准确度进而提高曝光剂量修正系数的准确度，获取待处理的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸，包括：重复量测3～5次处理后的晶圆中多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。
每次量测所选取的曝光单元的修正特征尺寸时，对所选的每个曝光单元的特征尺寸重复量测3～5次，取多次量测得到的量测特征尺寸的平均值作为每个曝光单元的修正特征尺寸值。反馈调整次数太多会导致在线反馈过慢，而反馈调整的次数太少，获得的曝光剂量修正系数过于敏感，不利于在线获得的曝光剂量修正系数的稳定性，选用上述重复次数可以兼顾在线反馈的速度以及数据的稳定性。
S13、更新步骤，基于曝光剂量修正系数与修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图。
为了获取多个曝光单元甚至所有曝光单元的曝光剂量修正系数，需要重复进行曝光处理步骤以及更新步骤，以持续更新曝光剂量分布图。
若晶圆内所有曝光单元的曝光剂量值都已经被更新，则将最后批次的曝光剂量分布图作为最终的修正曝光剂量分布图，存储在APC系统中或其它存储设备中。在下一步的晶圆曝光生产中，以APC系统根据修正曝光剂量分布图来调整不同曝光单元的曝光剂量，从而提升晶圆内所有曝光单元内特征尺寸的准确度和均匀度。在后续的晶圆曝光生产中，还可以持续对修正曝光剂量分布图进行更新，以保证曝光剂量值的准确度，从而提高每次晶圆曝光生产中特征尺寸的均匀度和准确度。
具体来说，在对第一批次晶圆进行曝光处理时：采用曝光剂量分布图中的曝光剂量修正系数对晶圆各个曝光单元的初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量并进行曝光，在曝光后通过CD-SEM量测系统来量测晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸值。并根据量测出的特征尺寸值和目标特征尺寸值之间的差值，以及曝光剂量修正函数，生成修正曝光剂量，并根据曝光剂量修正系数和修正曝光剂量之间的对应关系，生成曝光剂量修正系数，将所选取的多个曝光单元的曝光剂量修正系数更新在曝光剂量分布图中。
接着对第二批次晶圆进行曝光处理：获取第一批次曝光处理后更新的曝光剂量分布图中每个曝光单元的曝光剂量修正系数，根据曝光剂量修正系数调整每个曝光单元的曝光剂量，并对第二批次晶圆进行曝光，重复上述第一批次中修正曝光剂量的步骤，获取第二批次选取的多个曝光单元的曝光剂量修正系数，并将第二批次所选取的多个曝光单元的曝光剂量修正系数更新在曝光剂量分布图中，生成第二批次更新的曝光剂量分布图。
后续批次中，每批次都选取上批次更新的曝光剂量分布图来调整每个曝光单元的曝光剂量，并对晶圆进行曝光处理，并修正每次选取的多个曝光单元的曝光剂量，在上一次更新生成的曝光剂量分布图的基础上，将本次选取的多个曝光单元生成的曝光剂量修正系数更新在本次的曝光剂量分布图中。
在完成对所有曝光单元的曝光剂量的修正后，将最后批次的曝光剂量分布图作为最终的修正曝光剂量分布图。以修正曝光剂量分布图来调整在晶圆生产中所有曝光单元的曝光剂量，从而提高晶圆上所有曝光单元内特征尺寸的准确度和均匀度。
本实施例提供的晶圆曝光修正方法，通过不断选取晶圆内多个曝光单元，对多个曝光单元的曝光剂量修正系数进行修正更新，从而对晶圆的所有曝光单元的曝光剂量进行修正，进而提升所有曝光单元的特征尺寸准确度和均匀度。
本发明第三实施例提供一种晶圆曝光修正方法，与上述实施例不同的是，在本实施例中，每一曝光单元具有若干量测位置，曝光剂量分布图还用于表征对应曝光单元内量测位置的内部曝光剂量修正系数；曝光处理步骤还包括基于曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取与各量测位置对应的内部修正曝光剂量，并采用内部修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆的各曝光单元中若干测量位置的内部修正特征尺寸。通过不断更新曝光单元内部量测位置的曝光剂量分布图，从而对晶圆上曝光单元的曝光剂量做更为精确的修正，相应地可以提高晶圆整体特征尺寸地均匀度和准确度。
图3为本实施例提供的晶圆曝光修正方法对应的流程示意图，图4和图5为本实施例中曝光单元的结构示意图，其中图5为图4的局部放大图。本实施例与上述实施例相同的部分，请参照上述实施例，在此不再赘述。
S21、获取曝光剂量分布图，每一曝光单元具有若干量测位置，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数，还用于表征对应所曝光单元内量测位置的内部曝光剂量修正系数。
参考图4和图5，晶圆上包含多个曝光单元，其中每一曝光单元具有若干量测位置。对于同一曝光单元而言，内部包括多个重复图形，将曝光单元内所有相同的重复图形设置为量测位置，通过APC系统可以建立曝光单元内对应多个重复图形的多个量测位置。曝光剂量分布图中对应第i个曝光单元第j个量测位置的修正曝光剂量记为dij。
与上述实施例不同的是，本实施例中将每个曝光单元的曝光剂量修正系数与曝光单元内部的量测位置进行对应，更加细化曝光剂量分布范围，使每一个量测位置都对应一个曝光剂量修正系数，从而进一步提升晶圆内部特征尺寸的均匀度和准确度。
S22、曝光处理步骤，包括基于曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取与各量测位置对应的内部修正曝光剂量，并采用内部修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆的各曝光单元中若干测量位置的内部修正特征尺寸。
基于曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的内部量测位置的内部修正特征尺寸。
获取曝光剂量分布图中每个曝光单元内部每个量测位置的曝光剂量修正系数，从而获得每个曝光单元各个量测位置的修正曝光剂量，采用修正曝光剂量对晶圆进行曝光，选取多个曝光单元的相同量测位置，或随机选取曝光单元内部的量测位置，量测对应该量测位置的修正特征尺寸。
可以理解的是，本实施例中每一次曝光处理步骤中，每个曝光单元内只选取一个量测位置，在其他实施例中，也可以是每个曝光单元中选取多个量测位置。
S23、更新步骤，基于内部曝光剂量修正系数与内部修正特征尺寸之间的对应关系，计算内部修正特征尺寸对应的内部曝光剂量修正系数，并更新曝光剂量分布图。
根据量测的每个曝光单元内部量测位置对应的内部修正特征尺寸，以及内部曝光剂量修正系数与内部修正特征尺寸之间的对应关系，计算每次选取的曝光单元内部量测位置对应的内部曝光剂量修正系数，并将获取的内部曝光剂量修正系数更新在曝光剂量分布图中。
E2＝hj*ki*D0＝hj*E1＝E1-(CD-CD’0)*slope
具体来说，在获取曝光剂量分布图中对应曝光单元的曝光剂量E1对曝光单元进行曝光处理后，量测曝光单元内部第j个量测位置的内部修正特征尺寸，计算内部修正特征尺寸CD’0与目标特征尺寸CD的差值，并根据上述对应关系计算修正曝光剂量E2，以及对应第j量测位置的曝光剂量修正系数hj。在计算获取的多个曝光单元的内部曝光剂量修正系数后，根据计算的得到的多个内部曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图。
在其他实施例中，在对晶圆进行曝光后，通过CD-SEM量测系统量测一个曝光单元内部的多个量测位置的修正特征尺寸，并相应地获取与多个量测位置地修正特征尺寸对应的修正曝光剂量，并以获取的内部曝光剂量修正系数，更新曝光剂量分布图中所选取的曝光单元内该多个量测位置的内部曝光剂量修正系数。也即在其他实施例中，也可以是对曝光单元内部的多个量测位置的曝光剂量进行修正。
可以理解的是，前一次曝光处理步骤与后一次曝光处理步骤中，随机获取不同量测位置的所述内部修正特征尺寸。
通过随机选取量测位置，可以避免选取固定的量测位置产生的偶然误差，进一步地提高曝光剂量修正系数的准确性，从而提高晶圆在曝光后特征尺寸的均匀度和准确度。
可以理解的是，通过对曝光剂量分布图的持续更新，并通过大数据技术可以获得晶圆上所有曝光单元内部所有量测位置的修正曝光剂量，如下修正曝光剂量矩阵所示。
通过以下公式表示第i个曝光单元第j个量测位置的理论修正曝光剂量Dij。晶圆内第i个曝光单元的曝光剂量修正系数记为ki，第i个曝光单元内第j个量测位置的内部曝光剂量修正系数为hj，D0为初始曝光剂量，晶圆第i个曝光单元内第j个量测位置的理论曝光剂量Dij通过以下计算公式计算：
Dij＝ki*hj*D0
对应晶圆上所有曝光单元内第一个量测位置的修正曝光剂量分布图可以用以下矩阵表示：
Dj＝1＝(k1h1 k2h1 … kih1)·D0
从而理论计算得到对应所有量测位置的修正曝光剂量可用以下矩阵表示，Dj表示曝光单元内第j个量测位置的修正曝光剂量：
Dj＝1＝(k1h1 k2h1 … kih1)·D0
Dj＝2＝(k1h2 k2h2 … kih2)·D0
Dj＝(k1hj k2hj … kihj)·D0
进一步的，所有曝光单元内所有量测位置的理论修正曝光剂量可以用以下矩阵来表示：
需要说明的是，本实施例中在多次更新曝光剂量分布图后，更新步骤还包括：计算使得晶圆内所有量测位置的理论修正曝光剂量和对应的真实修正曝光剂量之间标准差最小的各个曝光剂量修正系数和各个内部曝光剂量修正系数，以更新曝光剂量分布图；其中，每个曝光单元内每个量测位置的理论修正曝光剂量，为初始曝光剂量、曝光单元的曝光剂量修正系数和量测位置的内部曝光剂量修正系数的乘积；真实曝光剂量为根据曝光单元内量测位置的内部修正特征尺寸计算得到的修正曝光剂量。
具体来说，计算使得理论曝光剂量Dij和实际曝光剂量dij之间标准差σ最小的ki和hj。通过获取的所有量测位置的修正曝光剂量分布图，其中修正曝光剂量分布图中包含对应不同曝光单元不同量测位置的曝光剂量修正系数，通过以下计算公式，计算使得理论曝光剂量Dij和实际曝光剂量dij之间标准差σ最小的ki和hj。在本实施例中，计算Dij等于dij的所有修正参数ki和hj。
在得到所有ki和hj取值后，生成以下曝光剂量修正系数矩阵：
在获取曝光剂量修正系数矩阵后，可以通过曝光剂量修正系数矩阵和初始曝光剂量的乘积，进而得到每一个曝光单元每一个量测位置的修正曝光剂量，进而针对每一个曝光单元内部的每一个量测位置的曝光剂量进行修正，从而得到更为准确的特征尺寸值以及更高的特征尺寸均匀度。
本实施例提供的晶圆曝光修正方法，通过大数据技术获取曝光单元所有量测位置的曝光剂量分布图，可以获得每一个曝光单元内每一个量测位置的曝光剂量修正系数，修正每个位置的曝光剂量，提升了曝光剂量修正的精确度等级，从而在对晶圆进行曝光后，可以提高晶圆整体特征尺寸的均匀度和准确度。
相应地，本发明第四实施例提供了一种晶圆曝光修正系统，包括：数据获取模块，数据获取模块用于获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；曝光处理模块，曝光处理模块用于基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸；数据更新模块，数据更新模块用于基于曝光剂量修正系数与修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图；控制模块，控制模块用于控制重复进行曝光处理步骤以及更新步骤，以持续更新曝光剂量分布图。
图6和图7为本实施例提供的晶圆曝光修正系统的结构示意图。本实施例提供的晶圆曝光修正系统为与上述实施例中提供的晶圆曝光修正方法对应，故相同的技术细节可以参考上述实施例，在此不再赘述。
数据获取模块301用于获取曝光剂量分布图，曝光剂量分布图用于表征每一曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数。在本实施例中，数据获取模块301首先获取全部特征尺寸图，并利用APC系统中内设的曝光剂量修正函数，计算对应每一个特征尺寸对应的修正曝光剂量，进而根据修正曝光剂量和曝光剂量的修正系数的对应关系，获得所有曝光单元的初始曝光剂量修正系数，生成初始的曝光剂量分布图。在后续重复步骤中，数据获取模块301用于获取上一次更新步骤中数据更新模块303所更新后的曝光剂量分布图。
曝光处理模块302用于基于曝光剂量修正系数对初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个曝光单元的修正特征尺寸。
参考图7，曝光处理模块302可以包括选取单元31，选取单元31用于从晶圆的若干测量组中选取一组曝光单元或者随机获取多个曝光单元；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，选取单元31分别选取不同的曝光单元。
为了保证晶圆曝光修正系统在线反馈的迅捷性，选取单元31用于获取同一批次晶圆中5-15个所述曝光单元。
可以理解的是，曝光处理模块302还可以包括量测单元32，量测单元32用于重复量测3～5次处理后的晶圆中多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。量测单元32还可以用于量测曝光单元若干测量位置的内部修正特征尺寸。
曝光处理模块302包括还可以包括计算单元，计算单元用于计算量测特征尺寸与目标特征尺寸的差值，根据差值以及预设的曝光剂量修正函数计算每个曝光单元的修正曝光剂量，并进一步计算与修正曝光剂量对应的曝光剂量修正系数。通过量测选取的曝光单元的修正特征尺寸，计算量测的曝光单元的特征尺寸值和目标特征尺寸值之间的差值，并根据曝光剂量修正系数和特征尺寸值之间的对应关系计算修正曝光剂量。
数据更新模块303用于基于曝光剂量修正系数与修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图。在通过曝光处理模块302获取选取的多个曝光单元的修正特征尺寸后，数据更新模块303根据获取的修正特征尺寸，以及曝光剂量修正系数和修正特征尺寸之间的对应关系，获得修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并将生成的多个曝光单元的曝光剂量修正系数更新至曝光剂量分布图中。
在其他实施例中，数据更新模块303还可以用于基于所述内部曝光剂量修正系数以及所述内部修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一内部修正特征尺寸对应的内部曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个内部曝光剂量修正系数更新曝光剂量分布图。
可以理解的是，为了对生产过程中的历史数据进行统计分析，晶圆曝光修正系统还可以包括存储模块，存储模块用于存储修正曝光剂量分布图。通过存储模块将对所有曝光单元的曝光剂量进行修正后的修正曝光剂量分布图，存储在数据库或者本地存储系统中，便于后续对生成数据的分析，并据此优化曝光参数。
本实施例提供的晶圆曝光修正系统，可以对晶圆内所有曝光单元的曝光剂量值进行修正，从而获取与目标特征尺寸值更加精确对应的曝光剂量值，进而提升晶圆整体的特征尺寸均匀度和准确度。
相应地，本发明第五实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中提供的晶圆曝光修正方法。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种晶圆曝光修正方法，所述晶圆具有若干曝光单元，其特征在于，包括：
获取曝光剂量分布图，所述曝光剂量分布图用于表征每一所述曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；
曝光处理步骤，基于所述曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用所述修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，所述晶圆设置有若干量测组；每一所述曝光单元具有若干量测位置，所述曝光单元内部包括多个重复图形，将所述曝光单元内所有相同的所述重复图形设置为量测位置，所述曝光剂量分布图还用于表征对应所述曝光单元内所述量测位置的内部曝光剂量修正系数；所述曝光处理步骤还包括基于所述曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取与各量测位置对应的内部修正曝光剂量，并采用所述内部修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆的各所述曝光单元中若干测量位置的内部修正特征尺寸；
更新步骤，基于曝光剂量修正系数与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述修正特征尺寸对应的曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；所述更新步骤还包括：基于所述内部曝光剂量修正系数以及所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述内部修正特征尺寸对应的内部曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个内部曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；所述更新步骤还包括：计算使得所述晶圆内所有量测位置的理论修正曝光剂量和对应的真实修正曝光剂量之间标准差最小的各个曝光剂量修正系数和各个内部曝光剂量修正系数，以更新所述曝光剂量分布图；其中，每个曝光单元内每个量测位置的所述理论修正曝光剂量，为所述初始曝光剂量、所述曝光单元的所述曝光剂量修正系数和所述量测位置的所述内部曝光剂量修正系数的乘积；所述真实曝光剂量为根据所述曝光单元内所述量测位置的内部修正特征尺寸计算得到的修正曝光剂量；
重复进行所述曝光处理步骤以及所述更新步骤，以持续更新所述曝光剂量分布图；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，分别获取不同量测组对应的多个所述曝光单元的修正特征尺寸；在每一所述曝光处理步骤中，通过选取一个量测组的曝光单元，并获取选取的一个量测组的所述曝光单元的所述修正特征尺寸以及相应地更新所述曝光剂量值，以按照所述量测组的分组方案对所有所述曝光单元的所述曝光计量修正系数进行逐步更新。
2.根据权利要求1所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，随机获取不同的多个所述曝光单元的修正特征尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，所述获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，包括：获取处理后的晶圆中5-15个所述曝光单元的修正特征尺寸。
4.根据权利要求1所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，所述获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，包括：重复量测3～5次所述处理后的晶圆中多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个所述曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为所述多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。
5.根据权利要求1所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，所述获取曝光剂量分布图，包括：采用初始曝光剂量对初始待处理的晶圆进行曝光处理，且获取初始处理后的晶圆中所有曝光单元的初始特征尺寸；基于曝光剂量修正系数与所述初始特征尺寸之间的对应关系，获取所述曝光剂量分布图。
6.根据权利要求5所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，所述基于曝光剂量修正系数与所述初始特征尺寸之间的对应关系，获取所述曝光剂量分布图，包括：采用自动制程控制技术，获取每一所述曝光单元对应的曝光剂量修正系数；基于所述初始特征尺寸以及所述曝光剂量修正系数的对应关系，获取所述晶圆的曝光剂量分布图。
7.根据权利要求1所述的晶圆曝光修正方法，其特征在于，前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，随机获取不同量测位置的所述内部修正特征尺寸。
8.一种晶圆曝光修正系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，所述数据处理模块用于获取曝光剂量分布图，所述曝光剂量分布图用于表征每一所述曝光单元与初始曝光剂量对应的曝光剂量修正系数；
曝光处理模块，所述曝光处理模块用于基于所述曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取修正曝光剂量，并采用所述修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆中多个所述曝光单元的修正特征尺寸，所述晶圆设置有若干量测组；每一所述曝光单元具有若干量测位置，所述曝光单元内部包括多个重复图形，将所述曝光单元内所有相同的所述重复图形设置为量测位置，所述曝光剂量分布图还用于表征对应所述曝光单元内所述量测位置的内部曝光剂量修正系数；所述曝光处理模块还用于基于所述曝光剂量修正系数和内部曝光剂量修正系数对所述初始曝光剂量进行修正，获取与各量测位置对应的内部修正曝光剂量，并采用所述内部修正曝光剂量对待处理的晶圆进行曝光处理，且获取处理后的晶圆的各所述曝光单元中若干测量位置的内部修正特征尺寸；
数据更新模块，所述数据更新模块用于基于曝光剂量修正系数与所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述修正特征尺寸对应的所述曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；所述数据更新模块还用于：基于所述内部曝光剂量修正系数以及所述修正特征尺寸之间的对应关系，计算每一所述内部修正特征尺寸对应的内部曝光剂量修正系数，并根据计算得到的多个内部曝光剂量修正系数更新所述曝光剂量分布图；所述数据更新模块还用于：计算使得所述晶圆内所有量测位置的理论修正曝光剂量和对应的真实修正曝光剂量之间标准差最小的各个曝光剂量修正系数和各个内部曝光剂量修正系数，以更新所述曝光剂量分布图；其中，每个曝光单元内每个量测位置的所述理论修正曝光剂量，为所述初始曝光剂量、所述曝光单元的所述曝光剂量修正系数和所述量测位置的所述内部曝光剂量修正系数的乘积；所述真实曝光剂量为根据所述曝光单元内所述量测位置的内部修正特征尺寸计算得到的修正曝光剂量；
控制模块，所述控制模块用于重复进行所述曝光处理步骤以及所述更新步骤，以持续更新所述曝光剂量分布图，前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，分别获取不同量测组对应的多个所述曝光单元的修正特征尺寸；在每一所述曝光处理步骤中，通过选取一个量测组的曝光单元，并获取选取的一个量测组的所述曝光单元的所述修正特征尺寸以及相应地更新所述曝光剂量值，以按照所述量测组的分组方案对所有所述曝光单元的所述曝光计量修正系数进行逐步更新。
9.根据权利要求8所述的晶圆曝光修正系统，其特征在于，所述曝光处理模块包括选取单元，所述选取单元用于从晶圆的若干测量组中选取一组曝光单元或者随机获取多个曝光单元；前一次所述曝光处理步骤与后一次所述曝光处理步骤中，所述选取单元分别选取不同的曝光单元。
10.根据权利要求8所述的晶圆曝光修正系统，其特征在于，所述曝光处理模块包括量测单元，所述量测单元用于重复量测3～5次所述处理后的晶圆中多个曝光单元的量测特征尺寸，将对应每一个所述曝光单元多次量测得到的量测特征尺寸的平均值，作为所述多个曝光单元中每个曝光单元的修正特征尺寸。
11.根据权利要求10所述的晶圆曝光修正系统，其特征在于，所述选取单元用于获取处理后的晶圆中5-15个所述曝光单元。
12.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的曝光修正方法。
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