[发明专利]一种CDSEM机台的校准方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造工艺设备技术领域，具体涉及一种关键尺寸扫描电子显微镜(Critical Dimension Scanning Electronic Microscope，CDSEM)机台的校准方法。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，关键尺寸(Critical Dimension，CD)越来越小。为保证光刻尺寸的准确性，晶圆在黄光区经过曝光显影以后，带有光刻胶图形的晶圆会在CDSEM机台上测量CD尺寸，然后确认尺寸差值，从而了解光刻曝光的准确性。

然而，在晶圆厂中，大批量的生产需求多台CDSEM机台尺寸同时测量许多晶圆的CD尺寸。各个CDSEM机台的测量结果是否准确、是否一致，是现有技术中需要解决的问题，特别是当晶圆厂中新引进一台CDSEM机台时，对新CDSEM机台的校准尤为关键。现有技术的校准方法中，采用点对点(pointto point)的方法来校准，但是这种校准方法忽略了CDSEM机台的电荷效应(Charging)对光刻图形线宽的尺寸的影响，也忽略了光刻机的曝光机台自身的焦距漂移(Focus Variation)造成CD尺寸变化的影响。例如，A机台是现有的测量准确度CDSEM机台，B机台是新引进的CDSEM机台；A机台测量1#晶圆的CD尺寸为150nm时，再用B机台测量1#晶圆的CD尺寸，如果B测量的结果为150nm，经常认为B机台相对现有机台A是测量准确的，但是，由于A机台的电荷效应对晶圆的影响，其实际CD尺寸可能变为149nm，因此，B机台的测量结果相对A机台实际上是不准确一致的；另一方面，如果为避免CDSEM机台的电荷效应的影响，而在机台A和机台B中分别采用未经电荷效应影响的1#和2#晶圆来校准，但是由于曝光机台自身的焦距漂移的影响，即使1#和2#晶圆在相同条件下曝光，1#和2#晶圆的CD值实际上并不是统一的，因此，通过A机台和B机台分别测试得出的1#和2#晶圆的CD尺寸也无法比较。

综上所述，现有技术的CDSEM机台的校准方法，未充分考虑CDSEM机台的电荷效应、曝光机台自身的焦距漂移对CD尺寸的影响，因此，难以使各个CDSEM机台测试结果的相匹配和保持一致。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能同时充分考虑CDSEM机台的电荷效应、曝光机台自身的焦距漂移两个因素对CD尺寸的影响的CDSEM机台校准方法。

为解决以上技术问题，本发明提供的CDSEM机台校准方法包括以下步骤：

(1)提供用于CDSEM机台校准的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆是在同一批次下、在多个FEM条件曝光显影形成；

(2)第一晶圆在第一CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(3)第一晶圆在第二CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(4)第二晶圆在第二CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(5)第二晶圆在第一CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(6)第(2)步骤和第(5)步骤测量得出的关键尺寸中，每个FEM条件下的关键尺寸对应相加后作平均处理，得到第一CDSEM机台的关键尺寸处理值，第(3)步骤和第(4)步骤测量得出的关键尺寸中，每个FEM条件下的关键尺寸对应相加后作平均处理，得到第二CDSEM机台的关键尺寸处理值；

(7)根据所述第一CDSEM机台的关键尺寸处理值和第二CDSEM机台的关键尺寸处理值，作线性回归计算处理，得到第一CDSEM机台与第二CDSEM机台的关键尺寸测量值之间的校准方程。

本发明同时提供CDSEM机台的又一校准方法包括以下步骤：

(1)提供用于CDSEM机台校准的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆是在同一批次下、在多个FEM条件曝光显影形成；

(2)第一晶圆在第一CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(3)第二晶圆在第二CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(4)第一晶圆在第二CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(5)第二晶圆在第一CDSEM机台上测量每个FEM条件对应的关键尺寸；

(6)第(2)步骤和第(5)步骤测量得出的关键尺寸中，每个FEM条件下的关键尺寸对应相加后作平均处理，得到第一CDSEM机台的关键尺寸处理值，第(3)步骤和第(4)步骤测量得出的关键尺寸中，每个FEM条件下的关键尺寸对应相加后作平均处理，得到第二CDSEM机台的关键尺寸处理值；