获取最佳曝光条件的方法及系统与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种获取最佳曝光条件的方法及系统。

背景技术：

1、光刻的日常工作中，查看fem(focus energymatrix)确定最佳跑货条件是经常进行的工作。参图1和图2所示，目前fem的判断方法主要是有两个方向，第一是基于图像量测的cd值，进行工艺窗口的计算得到pwa的结果，这部分是使用商用的silitho软件，能够得到一个如图1所示的曲线图。该曲线图的中心点的坐标即为光刻晶圆较为准确的跑货条件。但是，除去cd的部分，还需检查下图形的轮廓，如果图形的轮廓如图2所示a处和b处的图案轮廓不能满足设计的要求，就经验而言无法满足跑货条件，也会影响最佳跑货条件的制定。除去图像判断的部分，，第一是：pwa的部分大多数是基于sem图像中的某一个点或者某一段图形的cd值绘制。而这种情况下cd量测方式的选择以及实际图形的失效方式都会影响最终的最佳跑货条件的输出。

2、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种获取最佳曝光条件的方法及系统，以解决无法有效获取光刻最佳曝光条件的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种获取最佳曝光条件的方法，包括：

3、提供一晶圆，获取不同曝光条件下晶圆的sem图像；

4、基于sem图像，获取目标像素和每一张sem图像中光刻图案的像素和；

5、将目标像素与光刻图案的像素和相减，获取sem图像中不同位置随曝光条件变化的轮廓偏差；

6、基于所述轮廓偏差，获取光刻图案的cd值；

7、基于所述光刻图案的cd值，以确定每一张sem图像的子曝光条件；

8、将不同曝光条件下晶圆的sem图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件。

9、优选地，所述曝光条件包括曝光能量和曝光焦距。

10、优选地，所述获取晶圆的目标轮廓，以获取目标轮廓的目标像素包括：

11、基于sem图像，抽取所述sem图像中光刻图案的轮廓，以获sem图像中光刻图案的像素和；

12、计算sem图像中光刻图案的像素的平均值，所述像素的平均值为目标像素。

13、优选地，所述获取晶圆的目标轮廓，以获取目标轮廓的目标像素包括：

14、提供一晶圆，从该晶圆已知的数据库中，提取该晶圆的目标轮廓，并获取目标轮廓的目标像素。

15、优选地，所述基于sem图像，获取每一张sem图像中光刻图案的像素和包括：

16、基于所述sem图像，抽取sem图像中的轮廓；

17、基于抽取的轮廓，获取每一张sem图像中光刻图案的像素和。

18、优选地，所述基于所述轮廓偏差，获取光刻图案的cd值包括：

19、基于sem图像，获取每一个像素代表的尺寸；

20、基于每一个像素代表的尺寸和轮廓偏差，获取光刻图案的cd值。

21、优选地，所述基于所述光刻图案的cd值，以确定每一张sem图像的子曝光条件包括：

22、将所述cd值输入至pwa软件中，得到一张sem图像中的子曝光条件。

23、优选地，所述将不同曝光条件下晶圆的sem图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件包括：

24、将不同曝光条件下的子曝光条件拟合成泊松曲线，所述泊松曲线的中心点所对应的曝光条件，为该晶圆最佳的曝光条件。

25、基于相同的发明思想，本发明还提供了一种获取最佳曝光条件的系统，包括：

26、获取模块，用于提供一晶圆，获取不同曝光条件下晶圆的sem图像；基于sem图像，获取目标像素和每一张sem图像中光刻图案的像素和；

27、计算模块，将目标像素与光刻图案的像素和相减，获取sem图像中不同位置随曝光条件变化的轮廓偏差；基于所述轮廓偏差，获取光刻图案的cd值；基于所述光刻图案的cd值，以确定每一张sem图像的子曝光条件；将不同曝光条件下晶圆的sem图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件。

28、优选地，所述计算模块集成于pwa软件中。

29、与现有技术相比，本发明的获取最佳曝光条件的方法具有如下优点：

30、本发明通过获取不同曝光条件下晶圆的sem图像，并获取目标像素和每一张sem图像中光刻图案的像素和。然后，将目标像素与光刻图案的像素和相减，获取sem图像中不同位置随曝光条件变化的轮廓偏差。接着，基于所述轮廓偏差，获取光刻图案的cd值。基于所述光刻图案的cd值，以确定每一张sem图像的子曝光条件；将不同曝光条件下晶圆的sem图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件。在该方法中，能够将sem图像中的每一个图案抽取的轮廓均进行数据的拟合，从而能够提高获取最佳曝光条件的准确性。

31、本发明提供的获取最佳曝光条件的系统与本发明提供的获取最佳曝光条件的方法属于同一发明构思，因此，本发明提供的获取最佳曝光条件的系统至少具有本发明提供的获取最佳曝光条件的方法的所有优点，能够提高光刻工艺曝光条件的准确性。

技术特征：

1.一种获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述曝光条件包括曝光能量和曝光焦距。

3.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述获取晶圆的目标轮廓，以获取目标轮廓的目标像素包括：

4.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述获取晶圆的目标轮廓，以获取目标轮廓的目标像素包括：

5.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，基于sem图像，获取每一张sem图像中光刻图案的像素和包括：

6.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述基于所述轮廓偏差，获取光刻图案的cd值包括：

7.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述基于所述光刻图案的cd值，以确定每一张sem图像的子曝光条件包括：

8.根据权利要求1所述的获取最佳曝光条件的方法，其特征在于，所述将不同曝光条件下晶圆的sem图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件包括：

9.一种获取最佳曝光条件的系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的获取最佳曝光条件的系统，其特征在于，所述计算模块集成于pwa软件中。

技术总结
本发明提供了一种获取最佳曝光条件的方法及系统，属于半导体领域。该获取最佳曝光条件的方法包括基于SEM图像，获取目标像素和每一张SEM图像中光刻图案的像素和。将目标像素与光刻图案的像素和相减，获取SEM图像中不同位置随曝光条件变化的轮廓偏差。基于轮廓偏差，获取光刻图案的CD值。基于光刻图案的CD值，以确定每一张SEM图像的子曝光条件。将不同曝光条件下晶圆的SEM图像获取的子曝光条件进行数据拟合，获取该晶圆最佳的曝光条件。本发明通过获取不同曝光条件下晶圆的SEM图像，并获取目标像素和每一张SEM图像中光刻图案的像素和，能够将SEM图像中的每一个图案抽取的轮廓均进行数据的拟合，从而能够提高获取最佳曝光条件的准确性。

技术研发人员：周侃,周文湛
受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30