控制特征尺寸的光刻方法及光刻系统

摘要

本发明提供了一种控制特征尺寸的光刻方法及光刻系统，该方法包括步骤：利用目标值的工艺因子对具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形；测量并计算任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系，计算工艺因子的实际值；根据工艺因子的目标值与实际值的大小关系，调整工艺因子的目标值；利用调整后的工艺因子的目标值对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻。该方法减小了光刻后形成的掩膜图形CD的误差，提高了掩膜图形的精确度。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种控制特征尺寸的光刻方法及光刻系统。

背景技术

在半导体制造中，随着半导体器件尺寸的缩小，半导体器件的特征尺寸(CD)也越来越小，因此CD的精确度也越来越难控制。因为CD的误差直接影响到器件的性能，因此CD误差的控制就越来越重要。在半导体器件的制造过程中，通常首先在半导体晶片上涂覆光刻胶层，通过光刻形成掩膜图形，在掩膜图形的掩蔽下进行刻蚀，从而在半导体晶片中得到想要的刻蚀图形，因此掩膜图形CD的误差直接影响到刻蚀图形的精确度。因为半导体器件的生产过程是采用流水线的方式，例如，光刻基台完成一批半导体晶片的光刻之后，会对下一批半导体晶片进行光刻。如图1所示，在现有技术中完成一批半导体晶片的光刻之后，一般是通过后工作人员手动分析光刻之的半导体晶片上的掩膜图形CD的误差，判断是否超出合格范围，当超出合格范围时对光刻基台的参数进行调整，用于对下一批半导体晶片进行光刻，如果没有超出合格范围则不调整参数，直接进行下一次光刻。因为工作人员分析的效率较低，因此分析的次数有限，而且只有当超出合格范围时才进行反馈调整，这样当半导体晶片上的掩膜图形CD的误差在合格范围内时，就不进行反馈调整，这样就不能有效的减小下一批半导体晶片在光刻中掩膜图形CD的误差。

在公开日2003年10月15日，公告号CN1449577，名称：施行最后临界尺寸控制的方法及装置的中国专利中，提供了一种实行最后特征尺寸控制的方法及装置，用来提高刻蚀CD的精确度，减小误差。该方法在实行金属沉积工艺、光刻工艺或刻蚀工艺之后从半导体晶片获取计量数据；用所述计量数据实行最终特征尺寸控制调整工艺，其中包括将计量数据与该半导体晶片相关联，根据该关联关系计算尺寸误差，并修正控制输入的参数，例如可以对光刻步骤的曝光剂量及曝光焦距进行修正，然后进行反馈。

但是上述方法存在的问题是，曝光计量和曝光焦距的精确度较难控制，调整较复杂，而且针对同一半导体晶片上形成两种不同CD的掩膜图形的情况无法减小掩膜图形CD的误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种控制特征尺寸的光刻方法及光刻系统，减小了光刻后形成的掩膜图形CD的误差，提高了掩膜图形的精确度。

本发明的控制特征尺寸的光刻方法，包括步骤：

利用目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形，其中n为自然数；

抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系，计算工艺因子的实际值；

根据工艺因子的目标值与实际值的大小关系，调整工艺因子的目标值；

利用调整后的工艺因子的目标值对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻。

可选的，所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，计算方法为：

所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，计算方法为：

以第一目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形，其中n为自然数；

抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

改变工艺因子的第一目标值；

循环执行至少一次上述步骤，其中在执行上述步骤的光刻步骤中每一次光刻的工艺因子的第一目标值不同，每一次光刻的半导体晶片不同；

根据得到的特征尺寸差值及其对应的工艺因子的第一目标值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系。

可选的，所述调整工艺因子的目标值方法为：

计算工艺因子的目标值与实际值的差值，当实际值大于目标值，将目标值减去所述差值作为工艺因子新的目标值；当实际值小于目标值，将目标值加上所述差值作为工艺因子新的目标值。

可选的，所述曝光的光源采用环形照明的方式。

可选的，所述工艺因子为外部工艺因子或内部工艺因子。

可选的，每一所述特征尺寸的掩膜图形对应掩模版上一开口图形，所述曝光的方法为套准所述开口图形中的最小者。

相应的本发明还提供了一种控制特征尺寸的光刻系统，包括光刻基台、特征尺寸测量装置、偏差计算装置、工艺因子计算装置以及反馈装置，其中，

光刻基台包括曝光系统和显影装置，所述曝光系统用于利用目标值的工艺因子对具有光刻胶层的半导体晶片进行曝光；

所述显影装置用于对曝光系统曝光后的半导体晶片进行显影，在每一片所述半导体晶片上的光刻胶层中形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形；

特征尺寸测量装置用于测量光刻基台光刻后得到的任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸；

偏差计算装置用于计算特征尺寸测量装置测量到的任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

工艺因子计算装置用于根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系计算工艺因子的实际值；

反馈装置用于比较工艺因子的所述实际值和所述目标值的大小关系，并根据所述大小关系确定工艺因子的目标值应该调整到的值，并将应该调整到的值作为新的目标值反馈给光刻基台的曝光系统。

可选的，所述曝光系统的光源为环形照明。

可选的，所述工艺因子为外部工艺因子或内部工艺因子。

上述技术方案的优点是：通过测量光刻得到的任意两种不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸，得到所述特征尺寸差值，利用所述特征尺寸差值以及所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，调整工艺因子的目标值，然后用新的目标值的工艺因子进行下一次光刻，从而减小下一次光刻的掩膜图形的特征尺寸的误差。

在一个技术方案中，利用工艺因子的第一目标值进行光刻，通过测量光刻得到的任意两种不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸，得到所述特征尺寸差值，然后循环执行所述光刻和测量的步骤，其中在执行上述步骤的光刻步骤中每一次光刻的工艺因子的第一目标值不同，每一次光刻的半导体晶片不同，从而得到多组工艺因子的第一目标值及对应的特征尺寸差值，最后利用所述第一目标值及对应的所述特征尺寸差值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，利用该方法可以简便的得到较准确的所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，为光刻中曝光的工艺因子调整提供了依据。

附图说明

图1为现有技术中一种光刻方法的示意图；

图2为本发明的控制特征尺寸的光刻方法实施例的流程图；

图3-图4为本发明的控制特征尺寸的光刻方法实施例中所使用的曝光系统示意图；

图5为本发明的控制特征尺寸的光刻方法实施例中光刻之后半导体晶片表面示意图；

图6为本发明的控制特征尺寸的光刻方法一实施例的示意图；

图7为本发明的控制特征尺寸的光刻系统一实施例的示意图。

具体实施方式

因为半导体器件的生产过程是采用流水线的方式，例如在完成一批半导体晶片的光刻之后，会对下一批半导体晶片进行光刻。在现有技术中完成一批半导体晶片的光刻之后，一般是通过工作人员手动分析光刻之后的掩膜图形的CD误差，判断是否超出合格范围，当超出合格范围时对光刻基台的参数进行调整，用于对下一批半导体晶片进行光刻，如果没有超出合格范围则不调整参数直接进行下一次光刻。因为工作人员分析的效率较低，因此分析的次数有限，而且只有当超出合格范围时才进行反馈调整，这样当半导体晶片上掩膜图形CD的误差在合格范围内时，就不进行反馈调整，这样就不能有效的减小下一批半导体晶片光刻的误差。

发明人研究后认为：在半导体器件的制造中因为通常在一个半导体晶片上会制造多个半导体器件，例如2个、10个、100个。这样就需要在一个半导体晶片上一次光刻形成不同CD的多种掩膜图形，但是在曝光过程中针对多种不同CD的掩膜图形曝光只能套准其中的一种CD，这样就会造成没有套准的图形的CD具有较大误差。例如，一次光刻形成90nm和100nm的掩膜图形，如果套准100nm的掩膜图形，则光刻之后应该为90nm的掩膜图形就可能远远偏移90nm。在光刻的过程中，曝光所用到的曝光系统通常包括曝光光源、透镜以及掩模版。曝光时，曝光光源透过掩模版上的开口图形，将开口图形的像成到透镜上，然后透过透镜到达半导体晶片上的光刻胶层上，对光刻胶层曝光。所述开口图形在透镜的中心面所成像的面积与中心面的比值，叫做工艺因子(sigma)。因为工艺因子会影响曝光系统所成像的分辨率，因此通过调整工艺因子可以调整光刻形成的掩膜图形的CD。

结合上述研究，发明人一种通过调整曝光步骤中的工艺因子的目标值，从而调整光刻后掩膜图形的CD误差的方法。

本发明的控制特征尺寸的光刻方法，包括步骤：

利用目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形，其中n为自然数；

抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系，计算工艺因子的实际值；

根据工艺因子的目标值与实际值的大小关系，调整工艺因子的目标值；

利用调整后的工艺因子的目标值对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻。

其中，所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，计算方法为：

以第一目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形，其中n为自然数；

抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

改变工艺因子的第一目标值；

循环执行至少一次上述步骤，其中在执行上述步骤的光刻步骤中每一次光刻的工艺因子的第一目标值不同，每一次光刻的半导体晶片不同；

根据得到的特征尺寸差值及其对应的工艺因子的第一目标值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系。

其中，所述调整工艺因子的目标值方法为：

计算工艺因子的目标值与实际值的差值，当实际值大于目标值，将目标值减去所述差值作为工艺因子新的目标值；当实际值小于目标值，将目标值加上所述差值作为工艺因子新的目标值。

其中，所述曝光的光源采用环形照明的方式。

其中，所述工艺因子为外部工艺因子或内部工艺因子。

其中，每一所述特征尺寸的掩膜图形对应于掩模版上一开口图形，所述曝光的方法为套准所述开口图形中的最小者。

相应的本发明还提供了一种控制特征尺寸的光刻系统，包括光刻基台、特征尺寸测量装置、偏差计算装置、工艺因子计算装置以及反馈装置，其中，

光刻基台包括曝光系统和显影装置，所述曝光系统用于利用目标值的工艺因子对具有光刻胶层的半导体晶片进行曝光；

所述显影装置用于对曝光系统曝光后的半导体晶片进行显影，在每一片所述半导体晶片上的光刻胶层中形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形；

特征尺寸测量装置用于测量光刻基台光刻后得到的任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸；

偏差计算装置用于计算特征尺寸测量装置测量到的任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值；

工艺因子计算装置用于根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系计算工艺因子的实际值；

反馈装置用于比较工艺因子的所述实际值和所述目标值的大小关系，并根据所述大小关系确定工艺因子的目标值应该调整到的值，并将应该调整到的值作为新的目标值反馈给光刻基台的曝光系统。

其中，所述曝光系统的光源为环形照明。

其中，所述工艺因子为外部工艺因子或内部工艺因子。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例一

请参考图2。

S110：利用目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形。

首先，为了在光刻之后得到理想尺寸的掩膜图形，需要在该步为曝光步骤设置参数，本实施例中利用曝光系统进行曝光，因此需要为曝光系统设置参数，该参数的设定与所需的掩膜图形的理想尺寸相关，本领域技术人员可以根据所需的掩膜图形的理想尺寸设置工艺因子(sigma)的目标值(σ)，以及曝光光源波长(λ)、数值孔径(NA)等参数。

在本实施例中将要以至少两种不同理想尺寸曝光，形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形，因为通常掩膜图形越小对应的掩膜板上的开口图形越小，分辨率越低，因此优选的将工艺因子设为较小特征尺寸的掩膜图形对应的开口图形所需的工艺因子，例如掩膜图形的两种理想尺寸为129nm和172nm，则将工艺因子设置为特征尺寸为129nm的掩膜图形所需的工艺因子目标值。

另外如图4、图5所述光源可以采用圆形照明或环形照明，因为采用环形照明可以提高曝光的精确度，因此在本实施例中采用环形照明，因此工艺因子也就分为内部工艺因子(sigma-inner)和外部工艺因子(sigma-outer)，公知的内部工艺因子小于外部工艺因子，因为内部工艺因子和外部工艺因子的差值的固定，(也就是内部工艺因子比外部工艺因子小一个固定数值)，也就是调整了一个另一个也会相应一起调整，因此本实施例中，所述的工艺因子可以为其中的任意一个。在本实施例中，掩膜图形的两种理想尺寸为129nm和172nm，曝光光源的波长(λ)设置为193nm，数值孔径(NA)为0.78，内部工艺因子(sigma-inner)的目标值(σ)为0.536，外部工艺因子(sigma-outer)的目标值(σ)为0.74。

接着，以目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行曝光，其中n为自然数。

在本实施例中，首先提供n片半导体晶片100，其中n为自然数，例如可以为1片、10片或27片等。所述的半导体晶片100可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅；所述半导体晶片100也可以是硅、锗、砷化镓或硅锗化合物；该半导体晶片100还可以具有外延层或绝缘层上硅结构。

该半导体晶片100还可以包括叠层结构，例如所述叠层结构从下至上可以为导电层-绝缘介质层，还可以为栅氧层-栅层。所述半导体晶片100上具有光刻胶层102，光刻胶层102可以采用本领域技术人员熟知的方法形成，例如旋涂法。

所述光源可以采用圆形照明或环形照明，在本实施例中采用环形照明。在曝光开始需要设置掩模版上的开口图形与曝光系统中的标记对准也叫做套准，这样就可以在半导体晶片的光刻胶层上的特定位置形成所需的掩膜图形，例如对准CD为122nm的主开口图形可以形成CD为122的主掩膜图形，对准CD为172nm副开口图形可以形成CD为122nm的副掩膜图形。在一片半导体晶片的光刻胶层中要形成两种特征尺寸的掩膜图形，也就是主掩膜图形和副掩膜图形时，通常只能套准其中之一。因为开口图形的CD越小分辨率对光刻后掩膜图形的CD影响越大，因此保证较小CD的掩膜图形光刻的精确性，在本实施例中曝光的方法为套准所述开口图形中的最小者，例如在本实施例中为套准CD为122nm的开口图形。曝光方法可以采用本领域技术人员熟知的方法，例如扫描曝光。

接着，对所述n片半导体晶片进行显影，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形。该步可以采用本领域技术人员熟知的方法进行。显影之后在每一片半导体晶片上得到两种不同特征尺寸的掩膜图形，也就是主掩膜图形和副掩膜图形，例如本实施例中理想尺寸为172nm和129nm的两种掩膜图形，因为光刻的误差，在显影后对应得到如图5所示，主掩膜图形520的特征尺寸(Major)为135.0nm，副掩膜图形510的特征尺寸(Minor)为171.5nm。

上述光刻步骤中，除所述主掩膜图形和副掩膜图形之外，还可以同时形成其它尺寸的掩膜图形，例如180nm和200nm的掩膜图形。

S120：抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值。

从显影完成的半导体晶片中抽取一片或者多片，并从抽出的半导体晶片上任意抽取至少两个不同特征尺寸的掩膜图形，例如在本实施例中为抽取特征尺寸不同的主掩膜图形和副掩膜图形，测量CD。测量步骤可以利用本领域技术人员熟知的方法进行测量，例如采用光学特征尺寸测量设备(Optical CD，OCD)针对有规则的掩膜图形密集区的掩膜图形进行测量，利用反射光束的干涉，形成一组有规律的谱线，通过分析这些谱线，得到两种掩膜图形的CD。例如主掩膜图形的特征尺寸为135.0nm，副掩膜图形的特征尺寸为171.5nm。

为了更准确在上述步骤中可以从一个半导体晶片上抽取多个主掩膜图形测量CD，然后求平均，同样可以抽取多个副掩膜图形测量CD，然后求平均。

然后计算主掩膜图形和副掩膜图形CD的差值(bias)，所述差值为绝对值，例如bias＝171.5nm-135.0nm＝36.5nm，bias＝|135.0nm-171.5nm|＝|-36.5nm|＝36.5nm。另外还可以抽取多个半导体晶片，重复上述测量和计算CD的差值的步骤，然后在对CD的差值再次求平均。

S130：根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系，计算工艺因子的实际值。

根据上面步骤中得到的bias，例如本实施例中，bias＝36.5nm。因为工艺因子(sigma)和所述特征尺寸差值(bias)具有线性关系，因此可以利用本领域技术人员熟知的方法得到工艺因子(sigma)和所述特征尺寸差值(bias)的一次方程，例如为：sigma×80.186-24.424＝bias。从而可以得出sigma＝0.76，也就是工艺因子的实际值为0.76。

所述工艺因子和所述特征尺寸差值的线性关系，在本实施例中是利用下面方法得到的：

其中所述差值为绝对值。

首先：以第一目标值的工艺因子对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻，在每一片半导体晶片上形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形。

该步骤跟步骤S110相同，其中第一目标值和目标值可以不同，例如第一目标值可以根据特征尺寸较大的掩膜图形所对应的工艺因子计算，例如为0.92。

接着：抽取至少一片所述半导体晶片，测量并计算两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值。

该步骤和步骤S120相同。

接着：改变工艺因子的第一目标值。

可以增大或者减小第一目标值，例如将目标值，例如增大到0.95或者减小到0.87。

接着：循环执行至少一次上述步骤，其中在执行上述步骤的光刻步骤中每一次光刻的工艺因子的第一目标值不同，每一次光刻的半导体晶片不同。

执行一次上述步骤可以得到一个工艺因子(sigma)的第一目标值，以及所述第一目标值对应的两个掩膜图形也就是主掩膜图形的特征尺寸(Major)和副掩膜图形的特征尺寸(Minor)的差值(bias)，然后在循环执行至少一次上述步骤，可以得到至少两组的第一目标值和及第一目标值对应的特征尺寸差值，例如下列表格中所示为本实施例中的实验数据：

接着：根据得到的特征尺寸差值和工艺因子的第一目标值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系。

本实施例中，所述光源采用环形照明，所述光源成像到所述透镜上为环形。这样sigma包括sigma-inner和sigma-outer，因为sigma-inner和sigma-outer的特征尺寸差值固定，因此在计算bias和sigma的线性关系时可以设定sigma为sigma-inner或sigma-outer其中之一。

本实施例中，如图6所示以外部工艺因子(sigma-outer)的第一目标值为横坐标，以所述特征尺寸差值为纵坐标，建立坐标轴，将上述表格中的实验数据代表的点画在坐标平面内，连接上述点，就得到一条直线，该直线就表示了工艺因子与所述特征尺寸差值的线性关系。例如，测量并计算该直线的线性方程为：sigma×80.186-24.424＝bias。

也可以利用下面步骤来计算工艺因子的第一目标值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系：

取上述实验数据中的任意两组，第一组的工艺因子目标值为σ1，第一组主掩膜图形和副掩膜图形的CD特征尺寸差值为bias1。

第一组的工艺因子目标值为σ2，第二组主掩膜图形和副掩膜图形的CD特征尺寸差值为bias2。

将上述bias1、σ1和bias2和σ2带入一次方程bias＝σ×a+b，其中a、b为未知数。

从而得到两个sigma和bias的一次方程：

0.92×a+b＝48.8；

0.87×a+b＝45.5；

可以求出a≈80.186，b≈-24.424，从而得到sigma和bias的线性关系为：sigma×80.186-24.424＝bias。

S140：根据工艺因子的目标值与实际值的大小关系，调整工艺因子的目标值。

比较工艺因子的实际值和目标值，如果实际值大于目标值则减小目标值；如果实际值小于目标值则增大目标值。

例如在本实施例中采用下列方法：

计算工艺因子的实际值与目标值的差：

实际值为0.76，目标值为0.74，因此偏差为0.76-0.74＝0.02。然后用目标值减去偏差，也就是0.74-0.02＝0.72，作为新的目标值。

S150：利用调整后的工艺因子的目标值对n片具有光刻胶层的半导体晶片进行光刻。

更换半导体晶片，利用调整后的工艺因子的目标值对半导体晶片进行光刻。

之后还可以多次更换半导体晶片，执行上述光刻步骤。从而通过测量每一次光刻后在半导体晶片上光刻得到的两种不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，调整工艺因子，使其更接近理想值，然后用于进行下一次光刻，从而减小下一次光刻的掩膜图形CD的误差。

而且在上述方案中，利用工艺因子的第一目标值进行光刻，然后得到的同一半导体晶片上的掩膜图形的两种特征尺寸进行测量，得到特征尺寸差值，接着改变第一目标值再进行光刻，并测量所述特征尺寸差值，循环执行上述光刻和测量的步骤，最后利用多次光刻的工艺因子的第一目标值，以及所述特征尺寸差值得到所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，利用该方法可以简便的得到较准确的所述特征尺寸差值和工艺因子的线性关系，为光刻中曝光的工艺因子调整提供了依据。

在上述实施例中，所述主掩膜图形和副掩膜图形的CD特征尺寸差值为绝对值。

实施例二

参考图7，一种控制特征尺寸的光刻系统，包括光刻基台200、特征尺寸测量装置210、偏差计算装置220、工艺因子计算装置230以及反馈装置240，其中，

光刻基台200包括：曝光系统和显影装置，如图3或4所示，曝光系统包括光源120、掩模版130和透镜140，光源120透过掩模版130和透镜140利用目标值的工艺因子对具有光刻胶层102的半导体晶片100进行曝光；

显影装置用于对曝光后的半导体晶片进行显影，在每一片半导体晶片上的光刻胶层中形成至少两种不同特征尺寸的掩膜图形；

特征尺寸测量装置210用于测量光刻后得到的任意两种所述不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸；

偏差计算装置230用于计算特征尺寸测量装置210测量出的两种不同特征尺寸的掩膜图形的特征尺寸的特征尺寸差值；

工艺因子计算装置240用于根据所述特征尺寸差值，以及所述特征尺寸差值和所述工艺因子的线性关系计算工艺因子的实际值；

反馈装置250用于比较工艺因子的实际值和目标值的大小关系，并根据所述大小关系确定工艺因子的目标值应该调整到的值，并将应该调整到的值作为新的目标值反馈给光刻基台200的曝光系统。

其中，所述曝光系统的光源为环形照明。

其中，所述工艺因子为外部工艺因子或内部工艺因子。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。