CN115704997A - 一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统 - Google Patents

一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统 Download PDF

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CN115704997A CN202110906604.2A CN202110906604A CN115704997A CN 115704997 A CN115704997 A CN 115704997A CN 202110906604 A CN202110906604 A CN 202110906604A CN 115704997 A CN115704997 A CN 115704997A
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Abstract

本申请公开了一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统。其中，半导体器件制作方法包括：提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；根据曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。该方法与相关技术的在光刻时重复采用固定数值的能量补偿值进行补偿相比，可以对各片晶圆施加实时变化的能量补偿剂量值，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，可以显著改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。

Description

一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统
技术领域
本申请涉及集成电路制造技术领域，特别是涉及一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统。
背景技术
光刻是指在硅片表面匀胶，然后将掩模板上的图形转移光刻胶上的过程，将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。光刻是半导体器件制作中常用的工艺，在光刻中获得良好的关键尺寸(CD)均匀性对半导体器件的性能以及合格率都有很大影响。
目前，为了改善光刻的晶圆关键尺寸均匀性，主要是通过特征尺寸测量用扫描电子显微镜(CD-SEM)量测一片晶圆(Wafer)的晶圆关键尺寸均匀性，从而得到能量补偿剂量值(dose sub recipe)，并后续重复使用该“固定的”能量补偿剂量值进行补偿。
相关技术中，以“固定”的能量补偿剂量值进行能量补偿，虽然可以在一定程度上提高关键尺寸均匀性，但效果并非很理想。比如，如果当前工艺改变，按照“固定”的能量补偿剂量值进行补偿，光刻后会出现较大差异，提高原材料成本。
因此，有必要提出一种新的方法，以克服半导体器件制作过程中存在的上述问题。
发明内容
本申请实施例提供一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统，在光刻的过程中，利用晶圆的表面平坦度，确定每片晶圆的能量补偿剂量值，改善晶圆关键尺寸均匀性，降低材料成本。
第一方面，本申请提供一种半导体器件制作方法，包括：
提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；
根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；
根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。
该实施例提供的方法，提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；根据曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。该方法与相关技术的在光刻时重复采用固定数值的能量补偿值进行补偿相比，通过利用晶圆表面水平程度资料，确定每片晶圆的表面平坦度信息，确定出每片晶圆进行曝光的目标曝光能量，从而对每片晶元按对应的目标曝光能量进行曝光控制，因此可以对各片晶圆施加实时变化的能量补偿剂量值，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，可以显著改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
在一种可选的实施方式中，所述晶圆具有预设曝光参数，所述根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数，包括：根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数。
上述方法，晶圆具有预设曝光参数；根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数，包括：根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数。该方法通过结合表面平坦度信息对预设曝光参数进行修正，提高晶圆关键尺寸均匀性，从而降低材料成本。
在一种可选的实施方式中，所述预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数，包括：根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量。
上述方法，预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量。该方法通过根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量，从而可以对每片晶圆确定准确的能量补偿剂量值，提高光刻过程的晶圆关键尺寸均匀性，降低材料成本。
在一种可选的实施方式中，根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光，包括：
根据所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量对所述半导体晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，所述晶圆包括多个曝光区域，所述获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息，包括：
获取所述半导体晶圆的各个所述曝光区域的表面平坦度信息。
上述方法，晶圆包括多个曝光区域，获取半导体晶圆的表面平坦度信息具体为获取所述半导体晶圆的各个所述曝光区域的表面平坦度信息。该方法可以获取半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，从而使得能够对各片晶圆的曝光区域施加实时变化的能量补偿剂量值，可以对晶圆进行更精细的曝光控制，进一步改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
在一种可选的实施方式中，各个所述曝光区域具有所述预设曝光参数；根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数，包括：根据各个所述曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各所述曝光区域的各所述预设曝光参数。
上述方法，各个曝光区域具有预设曝光参数，根据各个曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各曝光区域的各预设曝光参数。该方法能够按照通过分别修正各所述曝光区域的各所述预设曝光参数所得到的曝光参数，进行更精细的曝光控制，可以改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
第二方面，本申请提供一种半导体曝光方法，包括：
提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度；
在预设曝光条件下对所述晶圆进行曝光，获得特征图形；
对所述特征图形进行量测，获取所述特征图形的特征尺寸；
判断所述特征尺寸是否满足预设条件，当所述特征尺寸满足所述预设条件时，按照所述预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当所述特征尺寸不满足所述预设条件时，筛选出所述特征尺寸离群的所述特征图形，并找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
该方法与相关技术的在光刻时重复采用固定数值的能量补偿值进行补偿相比，可以通过在预设曝光条件下对所述晶圆进行曝光，获得特征图形；对所述特征图形进行量测，获取所述特征图形的特征尺寸；判断所述特征尺寸是否满足预设条件，当所述特征尺寸满足所述预设条件时，按照所述预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当所述特征尺寸不满足所述预设条件时，筛选出所述特征尺寸离群的所述特征图形，并找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。该方法可以对晶圆施加实时变化的能量补偿剂量值，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，还可对预设曝光条件进行修正，从而进一步改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
在一种可选的实施方式中，所述预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，包括：
根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量。
上述方法，预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量。该方法通过根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量，从而可以对后续晶圆的曝光能量进行修正，提高光刻过程的晶圆关键尺寸均匀性，降低材料成本。
在一种可选的实施方式中，所述按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：
按照所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，所述晶圆包括多个曝光区域，各所述曝光区域具有所述预设曝光条件；找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：
分别获取与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息，根据与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息分别修正与所述特征尺寸离群的所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的各所述预设曝光条件；
按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
上述方法，分别获取与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息，根据与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息分别修正与所述特征尺寸离群的所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的各所述预设曝光条件；按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。该方法可以根据与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息分别修正与所述特征尺寸离群的所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的各所述预设曝光条件，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，因此可以对晶圆的曝光施加及时修正，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，可以改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
第三方面，本申请提供一种半导体器件制作设备，包括：
信息获取单元，用于在提供半导体晶圆之后，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；
参数确定单元，用于根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；
曝光实施单元，用于根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，所述晶圆具有预设曝光参数，所述参数确定单元，具体用于：根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数。
在一种可选的实施方式中，所述预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；所述参数确定单元，具体用于：根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量。
在一种可选的实施方式中，所述晶圆包括多个曝光区域；所述信息获取单元，具体用于：获取所述半导体晶圆的各个所述曝光区域的表面平坦度信息。
在一种可选的实施方式中，各个所述曝光区域具有所述预设曝光参数；所述参数确定单元，具体用于：根据各个所述曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各所述曝光区域的各所述预设曝光参数。
第四方面，本申请提供一种半导体曝光系统，包括：
存储器，所述存储器用于存储半导体曝光系统运行时所使用的数据或程序代码；
处理器，所述处理器用于：提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度；
在预设曝光条件下对所述晶圆进行曝光，获得特征图形；
对所述特征图形进行量测，获取所述特征图形的特征尺寸；
判断所述特征尺寸是否满足预设条件，当所述特征尺寸满足所述预设条件时，按照所述预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当所述特征尺寸不满足所述预设条件时，筛选出所述特征尺寸离群的所述特征图形，并找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，所述预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；所述处理器，具体用于：
根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量。
在一种可选的实施方式中，所述处理器，具体用于：
按照所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
第三方面至第四方面中任意一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面至第二方面的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种半导体器件制作方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种确定对曝光区域进行曝光的目标曝光能量的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种聚焦深度与曝光能量之间的对应关系的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种半导体曝光方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种半导体器件制作设备的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种半导体曝光系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中，所用的词语“示例性”的意思为“用作例子、实施例或说明性”。作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)晶圆(Wafer)：晶圆是由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等，晶片就是基于这个wafer上生产出来的。晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。
(2)晶圆关键尺寸(Wafer/shot CD)：晶圆关键尺寸是指晶圆上光刻图案的关键尺寸，例如对应于包括flash存储单元中的字线图案的晶圆，晶圆关键尺寸指的是字线/线宽的尺寸；而对应于形成沟槽图案的晶圆，晶圆关键尺寸指的则是沟槽的尺寸。
(3)晶圆关键尺寸均匀性(Wafer/shot CD uniformity)：指晶圆的晶圆关键尺寸的整体差异程度。若晶圆的晶圆关键尺寸的整体差异程度较小，说明晶圆关键尺寸控制得较好，晶圆关键尺寸均匀性就好。
光刻是指在硅片表面匀胶，然后将掩模板上的图形转移光刻胶上的过程，将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。光刻是半导体器件制作中常用的工艺，在光刻中获得良好的关键尺寸(CD)均匀性对半导体器件的性能以及合格率都有很大影响。
目前，为了改善光刻的晶圆关键尺寸均匀性，主要是通过特征尺寸测量用扫描电子显微镜(CD-SEM)量测一片晶圆(Wafer)的晶圆关键尺寸均匀性，从而得到能量补偿剂量值(dose sub recipe)，并后续重复使用该“固定的”能量补偿剂量值进行补偿。
相关技术中，以“固定”的能量补偿剂量值进行能量补偿，虽然可以在一定程度上提高关键尺寸的均匀性，但效果并非很理想。比如，如果当前工艺改变，按照“固定”的能量补偿剂量值进行补偿，光刻后会出现较大差异，提高原材料成本。
本申请提供一种半导体器件制作方法、设备、半导体曝光方法及系统，解决在相关技术的半导体器件制作过程中，存在的提高关键尺寸均匀性的效果不理想，导致原材料成本高的问题。其中，半导体器件制作方法，包括：提供半导体晶圆，获取半导体晶圆的表面平坦度信息；根据半导体晶圆的表面平坦度信息，确定晶圆的曝光参数；根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光。该方法与相关技术的在光刻时重复采用固定数值的能量补偿值进行补偿相比，通过利用晶圆表面水平程度资料，确定每片晶圆的表面平坦度信息，确定出每片晶圆进行曝光的目标曝光能量，从而对每片晶元按对应的目标曝光能量进行曝光控制，因此可以对各片晶圆施加实时变化的能量补偿剂量值，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，可以显著改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
为了进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面对本申请实施例提供的半导体器件制作方法作进一步说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种半导体器件制作方法的流程示意图。如图1所示，该半导体器件制作方法，可以包括以下步骤：
步骤S101，提供半导体晶圆，获取半导体晶圆的表面平坦度信息。
具体地，提供半导体晶圆，在对半导体晶圆进行曝光之前，获取半导体晶圆的表面平坦度信息，并存储到预设数据库。
可以理解地，半导体晶圆的表面平坦度信息可以是整个晶圆的平均平坦度，也可以是半导体晶圆的局部区域的表面平坦度。本申请对半导体晶圆的表面平坦度信息的具体形式不作具体限定。在本申请的实施例中，半导体晶圆的局部区域也可称为半导体晶圆的曝光区域。
在一种可选的实施方式中，晶圆包括多个曝光区域，获取半导体晶圆的表面平坦度信息，可以是获取半导体晶圆的各个曝光区域的表面平坦度信息。
示例性地，获取半导体晶圆的表面平坦度信息，可以是获取半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息及位置信息，例如可以获得如图2所示的曝光区域的表面平坦度，从而获知曝光区域的表面平坦度信息。如图2所示，半导体晶圆100包括多个曝光区域200。在一些实施例中，曝光区域的表面平坦度信息在图2中可以用不同的颜色区分表示。
可选地，获取半导体晶圆的表面平坦度信息时，还可以是获取半导体晶圆的各个曝光区域的表面平坦度信息及位置信息。半导体晶圆的曝光区域的位置信息为曝光区域对应的预设位置编号。示例性地，如图2所示，半导体晶圆100的曝光区域200的位置信息为各个曝光区域对应的预设位置编号，例如图2中的预设位置编号43、54、66等。
具体实施中，半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息是通过表面平坦度测量工具得到的。表面平坦度测量工具中针对半导体晶圆设有对应于半导体晶圆的虚拟区块的预设位置编号。其中，半导体晶圆的虚拟区块为半导体晶圆的各个曝光区域。位置信息可以通过与曝光区域对应的虚拟区块的预设位置编号表示。
步骤S102，根据半导体晶圆的表面平坦度信息，确定晶圆的曝光参数。
在一种可能的实现方式中，晶圆具有预设曝光参数，根据半导体晶圆的表面平坦度信息，确定晶圆的曝光参数，具体为：根据表面平坦度信息修正预设曝光参数，得到曝光参数。
示例性地，晶圆具有预设曝光参数，以预设曝光参数是预设的晶圆曝光采用的镜头焦距值为例，通过半导体晶圆的镜头焦距值和半导体晶圆的表面平坦度信息，可以确定半导体晶圆的修正焦距值；而进行曝光的目标曝光能量由修正焦距值决定。举例而言，假设预设的晶圆曝光采用的镜头焦距值为-0.16um，半导体晶圆的表面平坦度信息为-0.02um，则通过半导体晶圆的镜头焦距值-0.16um和半导体晶圆的表面平坦度信息-0.02um，可以确定半导体晶圆的修正焦距值为-0.18um。
在一种可选的实施方式中，预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据表面平坦度信息修正预设曝光参数，得到曝光参数，包括：根据表面平坦度信息修正第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据目标关键尺寸和第二聚焦深度修正第一曝光能量为第二曝光能量。
具体地，可以根据预存的聚焦深度与曝光能量之间的对应关系，确定第二聚焦深度对应的半导体晶圆的目标曝光能量。
本申请的实施例中，预存有聚焦深度与曝光能量之间的对应关系。在一些实施例中，预存的聚焦深度与曝光能量之间的对应关系是焦距能量矩阵图(Focus&EnergyMatrix，FEM)。其中，焦距能量矩阵图的横坐标是焦距值，纵坐标是晶圆关键尺寸均匀性。
示例性地，根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度可以是预设的晶圆曝光采用的镜头焦距值，预设的第一曝光能量可以是根据FEM确定出的与目标关键尺寸及镜头焦距值对应的标定曝光能量。根据表面平坦度信息修正预设曝光参数，得到曝光参数，可以通过以下步骤实现：根据表面平坦度信息修正镜头焦距值为修正焦距值，根据目标关键尺寸和修正焦距值修正标定曝光能量为目标曝光能量。示例性地，根据预存的图4所示的焦距能量矩阵图，假设要达到的目标关键尺寸为155nm，确定修正焦距值-0.10um对应的当前半导体晶圆的目标曝光能量，例如为39.5。
在一种可选的实施方式中，各个曝光区域具有预设曝光参数；根据表面平坦度信息修正预设曝光参数，得到曝光参数，包括：根据各个曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各曝光区域的各预设曝光参数。
具体实施时，预设曝光参数可以包括预设的晶圆曝光采用的镜头焦距值。通过半导体晶圆的镜头焦距值和半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，可以确定半导体晶圆的曝光区域的修正焦距值；而对曝光区域进行曝光的目标曝光能量是由曝光区域的修正焦距值决定的。
本申请的实施例中，第一聚焦深度可以称为镜头焦距值，第二聚焦深度可以称为修正焦距值，第一曝光能量可以称为标定曝光能量，第二曝光能量可以称为目标曝光能量。
在一种可能的实现方式中，根据半导体晶圆的镜头焦距值、半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，确定对曝光区域进行曝光的目标曝光能量，如图3所示，具体可以通过以下步骤实现：
步骤S301，根据半导体晶圆的镜头焦距值和半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，确定半导体晶圆的曝光区域的修正焦距值。
示例性地，假定当前的镜头焦距值为-0.09um，当前半导体晶圆的位置信息为21的曝光区域的表面平坦度信息为-0.01um，则当前半导体晶圆的位置信息为21的曝光区域的修正焦距值为-0.10um。
步骤S302，根据预存的聚焦深度与曝光能量之间的对应关系，确定修正焦距值对应的半导体晶圆的曝光区域的目标曝光能量。
具体地，预存的聚焦深度与曝光能量之间的对应关系可以是焦距能量矩阵图(Focus&Energy Matrix，FEM)。其中，焦距能量矩阵图的横坐标是曝光机的修正焦距值，纵坐标是晶圆关键尺寸均匀性。
示例性地，根据预存的图4所示的焦距能量矩阵图，假设要达到的晶圆关键尺寸均匀性为155nm，确定修正焦距值-0.10um对应的当前半导体晶圆的位置信息为21的曝光区域的目标曝光能量，例如得到的可以是39.5。所得到的目标曝光能量与镜头焦距值-0.09um对应的标定曝光能量不相同。
图3所示的方法中，根据半导体晶圆的镜头焦距值和半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，确定半导体晶圆的曝光区域的修正焦距值；根据预存的聚焦深度与曝光能量之间的对应关系，确定修正焦距值对应的半导体晶圆的曝光区域的目标曝光能量。通过根据半导体晶圆的镜头焦距值和半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度信息，确定半导体晶圆的曝光区域的修正焦距值，进而确定修正焦距值对应的曝光区域的目标曝光能量，从而可以对每片晶圆的曝光区域确定准确的能量补偿剂量值，提高光刻过程的晶圆关键尺寸均匀性，降低材料成本。
步骤S103，根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光。
具体地，根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光，可以是根据由整个晶圆的平均平坦度确定的曝光参数对半导体晶圆进行曝光；也可以是根据由半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度确定的曝光参数对半导体晶圆的各个曝光区域进行曝光。
在一种可选的实施方式中，根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光，具体为根据第二聚焦深度和第二曝光能量对半导体晶圆进行曝光。
示例性地，当前半导体晶圆的第二聚焦深度为-0.10um，当前半导体晶圆的位置信息为21的曝光区域的第二曝光能量是39.5，则根据第二聚焦深度-0.10um和第二曝光能量39.5，对当前半导体晶圆的位置信息为21的曝光区域进行曝光。
通过图1所示的方法，提供半导体晶圆，获取半导体晶圆的表面平坦度信息；根据半导体晶圆的表面平坦度信息，确定晶圆的曝光参数；根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光。该方法与相关技术的在光刻时重复采用固定数值的能量补偿值进行补偿相比，通过利用晶圆表面水平程度资料，确定每片晶圆的表面平坦度信息，确定出每片晶圆进行曝光的目标曝光能量，从而对每片晶元按对应的目标曝光能量进行曝光控制，因此可以对各片晶圆施加实时变化的能量补偿剂量值，对晶圆光刻时的曝光控制更加精细，可以显著改善晶圆关键尺寸均匀性，提升半导体器件的合格率，降低半导体器件制作过程的材料成本。
在一种可能的实现方式中，在根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光之后，对半导体晶圆进行后续工艺，例如蚀刻工艺。
上述方法，在根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光之后，对半导体晶圆进行后续工艺。通过将根据曝光区域的位置信息和目标曝光能量对半导体晶圆的曝光区域进行曝光，可以结合多种后续工艺，提高晶圆关键尺寸均匀性，从而降低材料成本。
在本申请的一种可选的实施例中，半导体晶圆设有对准标记；后续工艺包括对准量测。
具体实施时，半导体晶圆上设有对准标记，根据曝光区域的位置信息和目标曝光能量，对半导体晶圆的曝光区域进行曝光后，根据对准标记进行对准量测，以评估当层与前层的对准精度，若对准精度低于预设的规格标准，需要对半导体晶圆的当层进行重加工(rework)。
在本申请的一种可选的实施例中，后续工艺还包括特征尺寸量测；在对准量测之后，还进行特征尺寸量测，并将特征尺寸量测处理的量测结果存储到数据库。其中，量测结果用于评估半导体器件的制作质量。
在本申请的一种可选的实施例中，根据特征尺寸量测处理的量测结果监测最近第一预设数量的量测结果异常的情况；若监测到连续第一预设数量的量测结果异常，则发出制作异常报警信息。
上述方法，若监测到连续第一预设数量的量测结果异常，发出制作异常报警信息，可以有效防止出现大批量的偏差较大的半导体器件，避免生产浪费，降低材料成本。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种半导体曝光方法，如图5所示，可以包括以下步骤：
步骤S501，提供半导体晶圆，获取半导体晶圆的表面平坦度。
具体地，提供半导体晶圆，在对半导体晶圆进行曝光之前，获取半导体晶圆的表面平坦度信息，并存储到预设数据库。
可以理解地，半导体晶圆的表面平坦度信息可以是整个晶圆的平均平坦度，也可以是半导体晶圆的曝光区域的表面平坦度。本申请对半导体晶圆的表面平坦度信息的具体形式不作具体限定。
步骤S502，在预设曝光条件下对晶圆进行曝光，获得特征图形。
步骤S503，对特征图形进行量测，获取特征图形的特征尺寸。
步骤S504，判断特征尺寸是否满足预设条件，当特征尺寸满足预设条件时，按照预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当特征尺寸不满足预设条件时，筛选出特征尺寸离群的特征图形，并找出与特征图形区域相对应的表面平坦度，根据表面平坦度对特征尺寸离群的特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据表面平坦度对特征尺寸离群的特征图形的预设曝光条件进行修正，具体可以是：根据表面平坦度信息修正特征尺寸离群的特征图形的第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据目标关键尺寸和第二聚焦深度修正特征尺寸离群的特征图形的第一曝光能量为第二曝光能量。
在一种可选的实施方式中，按照修正后的预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：按照第二聚焦深度和第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
在一种可选的实施方式中，晶圆包括多个曝光区域，各曝光区域具有预设曝光条件；找出与特征图形区域相对应的表面平坦度，根据表面平坦度对特征尺寸离群的特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：
分别获取与特征图形区域相对应的各曝光区域的表面平坦度信息，根据与特征图形区域相对应的各曝光区域的表面平坦度信息分别修正与特征尺寸离群的特征图形区域相对应的各曝光区域的各预设曝光条件；
按照修正后的预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
步骤S501～步骤S504中各个步骤具体过程可以参照前述实施例中的方法步骤执行，在此不再赘述。
与图1所示的半导体器件制作方法基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种半导体器件制作设备。由于该设备是本申请半导体器件制作方法对应的设备，并且该设备解决问题的原理与该方法相似，因此该设备的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。
图6示出了本申请实施例提供的一种半导体器件制作设备的结构示意图，如图6所示，该半导体器件制作设备包括信息获取单元601、参数确定单元602和曝光实施单元603。
其中，信息获取单元601，用于在提供半导体晶圆之后，获取半导体晶圆的表面平坦度信息；
参数确定单元602，用于根据半导体晶圆的表面平坦度信息，确定晶圆的曝光参数；
曝光实施单元603，用于根据曝光参数对半导体晶圆进行曝光。
在一种可选的实施例中，晶圆具有预设曝光参数，参数确定单元602，具体用于：根据表面平坦度信息修正预设曝光参数，得到曝光参数。
在一种可选的实施例中，预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；参数确定单元602，具体用于：根据表面平坦度信息修正第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据目标关键尺寸和第二聚焦深度修正第一曝光能量为第二曝光能量。
在一种可选的实施例中，晶圆包括多个曝光区域；信息获取单元601，具体用于：获取半导体晶圆的各个曝光区域的表面平坦度信息。
在一种可选的实施例中，各个曝光区域具有预设曝光参数；参数确定单元602，具体用于：根据各个曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各曝光区域的各预设曝光参数。
与图5所示的半导体曝光方法基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种半导体曝光系统。由于该系统是本申请半导体曝光方法对应的系统，并且该系统解决问题的原理与该方法相似，因此该系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。
图7示出了本申请实施例提供的一种半导体曝光系统的结构示意图，如图7所示，该半导体曝光系统包括存储器101，通讯模块103以及一个或多个处理器102。
存储器101，用于存储处理器102执行的计算机程序。存储器101可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统，以及运行即时通讯功能所需的程序等；存储数据区可存储各种即时通讯信息和操作指令集等。
存储器101可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器101也可以是非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)、或者存储器101是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器101可以是上述存储器的组合。
处理器102，可以包括一个或多个中央处理单元(central processing unit，CPU)或者为数字处理单元等等。
处理器102，用于：
提供半导体晶圆，获取半导体晶圆的表面平坦度；
在预设曝光条件下对晶圆进行曝光，获得特征图形；
对特征图形进行量测，获取特征图形的特征尺寸；
判断特征尺寸是否满足预设条件，当特征尺寸满足预设条件时，按照预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当特征尺寸不满足预设条件时，筛选出特征尺寸离群的特征图形，并找出与特征图形区域相对应的表面平坦度，根据表面平坦度对特征尺寸离群的特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
在一种可选的实施例中，预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；处理器102，具体用于：
根据表面平坦度信息修正特征尺寸离群的特征图形的第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据目标关键尺寸和第二聚焦深度修正特征尺寸离群的特征图形的第一曝光能量为第二曝光能量。
在一种可选的实施例中，处理器102，具体用于：
按照第二聚焦深度和第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
通讯模块103用于与数据库和其他终端进行通信。
本申请实施例中不限定上述存储器101、通讯模块103和处理器102之间的具体连接介质。本申请实施例在图7中以存储器101和处理器102之间通过总线104连接，总线104在图7中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线104可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种半导体器件制作方法，其特征在于，包括：
提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；
根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；
根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圆具有预设曝光参数，所述根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数，包括：根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数，包括：根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光，包括：
根据所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量对所述半导体晶圆进行曝光。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶圆包括多个曝光区域，所述获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息，包括：
获取所述半导体晶圆的各个所述曝光区域的表面平坦度信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，各个所述曝光区域具有所述预设曝光参数；根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数，包括：根据各个所述曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各所述曝光区域的各所述预设曝光参数。
7.一种半导体曝光方法，其特征在于，包括：
提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度；
在预设曝光条件下对所述晶圆进行曝光，获得特征图形；
对所述特征图形进行量测，获取所述特征图形的特征尺寸；
判断所述特征尺寸是否满足预设条件，当所述特征尺寸满足所述预设条件时，按照所述预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当所述特征尺寸不满足所述预设条件时，筛选出所述特征尺寸离群的所述特征图形，并找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，包括：
根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：
按照所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述晶圆包括多个曝光区域，各所述曝光区域具有所述预设曝光条件；找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光，包括：
分别获取与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息，根据与所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的表面平坦度信息分别修正与所述特征尺寸离群的所述特征图形区域相对应的各所述曝光区域的各所述预设曝光条件；
按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
11.一种半导体器件制作设备，其特征在于，包括：
信息获取单元，用于在提供半导体晶圆之后，获取所述半导体晶圆的表面平坦度信息；
参数确定单元，用于根据所述半导体晶圆的所述表面平坦度信息，确定所述晶圆的曝光参数；
曝光实施单元，用于根据所述曝光参数对所述半导体晶圆进行曝光。
12.根据权利要求11所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述晶圆具有预设曝光参数，所述参数确定单元，具体用于：根据所述表面平坦度信息修正所述预设曝光参数，得到所述曝光参数。
13.根据权利要求12所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述预设曝光参数包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；所述参数确定单元，具体用于：根据所述表面平坦度信息修正所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述第一曝光能量为第二曝光能量。
14.根据权利要求12所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述晶圆包括多个曝光区域；所述信息获取单元，具体用于：获取所述半导体晶圆的各个所述曝光区域的表面平坦度信息。
15.根据权利要求14所述的半导体器件制作设备，其特征在于，各个所述曝光区域具有所述预设曝光参数；所述参数确定单元，具体用于：根据各个所述曝光区域的表面平坦度信息，分别修正各所述曝光区域的各所述预设曝光参数。
16.一种半导体曝光系统，其特征在于，包括：
存储器，所述存储器用于存储半导体曝光系统运行时所使用的数据或程序代码；
处理器，所述处理器用于：提供半导体晶圆，获取所述半导体晶圆的表面平坦度；
在预设曝光条件下对所述晶圆进行曝光，获得特征图形；
对所述特征图形进行量测，获取所述特征图形的特征尺寸；
判断所述特征尺寸是否满足预设条件，当所述特征尺寸满足所述预设条件时，按照所述预设曝光条件继续对后续晶圆进行曝光；当所述特征尺寸不满足所述预设条件时，筛选出所述特征尺寸离群的所述特征图形，并找出与所述特征图形区域相对应的表面平坦度，根据所述表面平坦度对所述特征尺寸离群的所述特征图形的预设曝光条件进行修正，并按照修正后的所述预设曝光条件对后续晶圆进行曝光。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述预设曝光条件包括根据目标关键尺寸预设的第一聚焦深度和预设的第一曝光能量；所述处理器，具体用于：
根据所述表面平坦度信息修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一聚焦深度为第二聚焦深度，根据所述目标关键尺寸和所述第二聚焦深度修正所述特征尺寸离群的所述特征图形的所述第一曝光能量为第二曝光能量。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器，具体用于：
按照所述第二聚焦深度和所述第二曝光能量，对后续晶圆进行曝光。
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