BSE补偿装置及其使用方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种bse补偿装置及其使用方法。

背景技术：

1、bse(by shot exposure，通过对每个shot给予不同的曝光能量)是一种特殊光刻工艺的补偿方法，广泛应用于40nm及其以下的技术节点。是通过对每个shot给予不同的曝光能量，有目的的改变光刻后尺寸的分布，从而实现改善最终的尺寸均匀性的目的。现有使用bse的方案，都是根据大量的数据推演总结出的固定方案，由于要充分考虑工艺波动，机台间差异，pm周期内变化等等因素，所以最终的补偿方案不得不打折扣，从而不能达到100％的效果，对工艺窗口的改善效果受到了限制。甚至部分晶圆由于工艺波动导致固定补偿反而进一步减小了工艺窗口。

2、为解决上述问题，需要提出一种新型的bse补偿装置及其使用方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种bse补偿装置及其使用方法，用于解决现有技术中bse的方案，都是根据大量的数据推演总结出的固定方案，由于要充分考虑工艺波动，机台间差异，pm周期内变化等等因素，所以最终的补偿方案不得不打折扣，从而不能达到100％的效果，对工艺窗口的改善效果受到了限制。甚至部分晶圆由于工艺波动导致固定补偿反而进一步减小了工艺窗口的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种bse补偿装置，包括：

3、第一光刻补偿模块，其用于获取多个shot光刻以及刻蚀的第一误差以设置第一补偿值；

4、第一关键尺寸检测模块，其用于获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第一数据，将所述第一数据反馈至所述第一光刻补偿模块；

5、第二光刻补偿模块，其用于获取单个所述shot由所述固定补偿值修正后的光刻以及刻蚀的第二误差，根据所述第二误差设定第二补偿值，根据所述第一、二补偿值获取单个所述shot的最终补偿值；

6、第二关键尺寸检测模块，其用于获取单个所述shot由所述固定补偿值修正后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第二数据，将所述第二数据反馈至所述第二光刻补偿模块。

7、优选地，所述第一、二光刻补偿模块用于先进过程控制系统。

8、优选地，所述第一光刻补偿模块获取所述第一补偿值的方法包括：根据各机台中至少一晶圆的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置光刻的所述第一补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零，其中所述第一补偿值为固定值。

9、优选地，所述第一、二关键尺寸检测模块利用扫描电子显微镜获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的数据。

10、优选地，所述第二光刻补偿模块获取所述第二补偿值的方法包括：根据各机台中至少一shot的由所述固定补偿值修正后的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置所述shot对应的所述第二补偿值，所述第一、二补偿值获取单个所述shot的最终补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

11、本发明提供一种bse补偿装置的使用方法，包括：

12、步骤一、提供第一、二光刻补偿模块和第一、二关键尺寸检测模块；

13、步骤二、提供至少一晶圆，在所述晶圆上进行光刻、刻蚀，利用第一关键尺寸检测模块获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第一数据，将所述第一数据反馈至所述第一光刻补偿模块，所述第一光刻补偿模块根据光刻、刻蚀的所述第一误差获取第一补偿值；

14、步骤三、利用所述第一补偿值修正光刻参数，进行修正后的光刻以及之后的刻蚀，利用所述第二关键尺寸检测模块获取单个所述shot显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第二数据，将所述第二数据反馈至所述第二关键尺寸检测模块；

15、步骤四、利用所述第二关键尺寸检测模块获取每个单个所述shot的对应的第二补偿值，根据所述第一、二补偿值获取所述shot对应的最终补偿值。

16、优选地，步骤一中所述第一、二光刻补偿模块用于先进过程控制系统。

17、优选地，步骤一中所述第一、二关键尺寸检测模块利用扫描电子显微镜获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的数据。

18、优选地，步骤二中所述第一光刻补偿模块获取所述第一补偿值的方法包括：根据各机台中至少一晶圆的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置光刻的所述第一补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零，其中所述第一补偿值为固定值。

19、优选地，步骤三中所述第二光刻补偿模块获取所述第二补偿值的方法包括：根据各机台中至少一shot的由所述固定补偿值修正后的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置所述shot对应的所述第二补偿值，所述第一、二补偿值获取单个所述shot的最终补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

20、优选地，所述方法还包括步骤五、利用所述第一、二补偿值修正光刻参数，进行修正后的光刻以及之后的刻蚀，之后根据刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差修正所述第二补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

21、如上所述，本发明的bse补偿装置及其使用方法，具有以下有益效果：

22、本发明将工艺波动、机台间差异、pm周期内变化等因素都作为浮动因子在原固定补偿补偿方案上增加变量，达到动态补偿的效果；并且对每一片晶圆而言，补偿都更加合理，从而实现了工艺窗口最大程度的改善。

技术特征：

1.一种bse补偿装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的bse补偿装置，其特征在于：所述第一、二光刻补偿模块用于先进过程控制系统。

3.根据权利要求1所述的bse补偿装置，其特征在于：所述第一光刻补偿模块获取所述第一补偿值的方法包括：根据各机台中至少一晶圆的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置光刻的所述第一补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零，其中所述第一补偿值为固定值。

4.根据权利要求1所述的bse补偿装置，其特征在于：所述第一、二关键尺寸检测模块利用扫描电子显微镜获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的数据。

5.根据权利要求1所述的bse补偿装置，其特征在于：所述第二光刻补偿模块获取所述第二补偿值的方法包括：根据各机台中至少一shot的由所述固定补偿值修正后的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置所述shot对应的所述第二补偿值，所述第一、二补偿值获取单个所述shot的最终补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

6.根据权利要求5所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于，至少包括：

7.根据权利要求6所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于：步骤一中所述第一、二光刻补偿模块用于先进过程控制系统。

8.根据权利要求6所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于：步骤一中所述第一、二关键尺寸检测模块利用扫描电子显微镜获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的数据。

9.根据权利要求6所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于：步骤二中所述第一光刻补偿模块获取所述第一补偿值的方法包括：根据各机台中至少一晶圆的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置光刻的所述第一补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零，其中所述第一补偿值为固定值。

10.根据权利要求6所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于：步骤三中所述第二光刻补偿模块获取所述第二补偿值的方法包括：根据各机台中至少一shot的由所述固定补偿值修正后的刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差设置所述shot对应的所述第二补偿值，所述第一、二补偿值获取单个所述shot的最终补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

11.根据权利要求6所述的bse补偿装置的使用方法，其特征在于：所述方法还包括步骤五、利用所述第一、二补偿值修正光刻参数，进行修正后的光刻以及之后的刻蚀，之后根据刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差修正所述第二补偿值，使得所述刻蚀后关键尺寸与设计版图的误差趋向于零。

技术总结
本发明提供一种BSE补偿装置，包括第一光刻补偿模块，其用于获取多个shot光刻以及刻蚀的第一误差以设置第一补偿值；第一关键尺寸检测模块，其用于获取显影后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第一数据，将第一数据反馈至第一光刻补偿模块；第二光刻补偿模块，其用于获取单个shot由固定补偿值修正后的光刻以及刻蚀的第二误差，根据第二误差设定第二补偿值；第二关键尺寸检测模块，其用于获取单个shot由固定补偿值修正后关键尺寸检测以及刻蚀后关键尺寸检测的第二数据，将第二数据反馈至第二光刻补偿模块。本发明能够达到动态补偿的效果；并且对每一片晶圆而言，补偿都更加合理，从而实现了工艺窗口最大程度的改善。

技术研发人员：蒋博翰,陆尉
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：2024/1/14