本发明专利技术一种光刻散焦的检测方法和检测系统及光刻工艺的优化方法，采用三维OCD检测光刻工艺的散焦问题。通过建立三维图形模拟库，三维图形模拟库包括散焦类型不同的多组参考图形单元的三维图形信息，利用三维OCD扫描的待检测区域，获得待检测图形单元的三维图形信息，将待检测图形单元的三维图形信息与多组参考图形单元的三维图形信息进行比对，找到与待检测图形单元的三维图形信息相似度最高的参考图形单元，从而确定待检测区域的散焦或发生散焦的类型，通过优化光刻工艺的曝光参数并多次重复上述检测方法可以达到逐步优化光刻工艺的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻工艺，尤其涉及一种光刻散焦的检测方法和系统及光刻工艺的优化方法。
技术介绍
随着半导体器件的尺寸日趋缩小，光刻工艺面临巨大挑战。随着光刻的焦深日益减小，细微的问题也会影响光刻的对焦，例如晶圆不平、机械振动、或图形自身问题等。光刻散焦(Defocus)会因此桥缺陷(Bridge Defect)、图形塌陷(Pattern Shrinkage)等问题。现有技术中，通常利用FEM(Focus Energy Matrix,聚焦能量矩阵) 电子显微镜扫描和桥缺陷扫描设备(Bridge Defect Scan)检测光刻散焦。其中FEM电子显微镜扫描用于定义光刻中光照的能量和焦距工艺的窗口，但是这种测量方法仅能应用于特定图形及特定区域，无法反应图形信息和晶圆不平引起的散焦问题。通常，桥缺陷扫描设备用于探测已成型的光刻缺陷，且桥缺陷扫描设备检测的滞后性亦影响了检测效率，并且桥缺陷扫描设备的缺陷检测率取决于扫描像素设置，当设定桥缺陷扫描设备的扫描像素较高时，对桥缺陷扫描设备的要求高，且扫描时间长，当设定桥缺陷扫描设备的扫描像素较低时，桥缺陷扫描设备的检测率过低，很多缺陷问题无法检测出。故光刻散焦的检测是一件业界亟待解决的难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种利用三维OCD检测光刻工艺散焦的方法、检测系统，以达到快速、准确获得散焦位置的目的，并通过优化曝光参数并多次重复上述检测方法可以达到逐步优化光刻工艺的目的。为解决上述问题，本专利技术提供一种光刻散焦的检测方法，包括以下步骤设定掩模图形，根据所述掩模图形建立三维图形模拟库，所述三维图形模拟库包括散焦类型不同的多组参考图形单元的三维图形信息；在晶圆上选取待检测区域，利用光刻和刻蚀工艺，将掩模图形转移到所述晶圆的待检测区域上，形成多组待检测图形单元；利用三维OCD扫描所述多组待检测图形单元，获取多组待检测图形单元的平均图形信息；将所述多组待检测图形单元的平均图形信息与所述多组参考图形单元的三维图形信息进行对比，以确定所述待检测区域的散焦情况。进一步的，针对光刻散焦的检测方法，利用三维OCD扫描所述多组待检测图形单元，获取多组待检测图形单元的平均图形信息的步骤中，包括利用所述三维OCD扫描所述晶圆的待检测区域，获得多组待检测图形单元的反射光，并根据所述反射光获取光谱线；根据所述光谱线获取多组待检测图形单元的信息；对所述多组待检测图形单元的信息进行处理，获得多组待检测图形单元的平均信息。进一步的，针对光刻散焦的检测方法，所述多组参考图形单元中每一组参考图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对光刻散焦的检测方法，所述每一组参考图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。进一步的，针对光刻散焦的检测方法，所述多组待检测图形单元中每一组待检测图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对光刻散焦的检测方法，所述每一组待检测图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。本专利技术还提供一种光刻散焦的检测系统，包括三维图形模拟库，包括散焦类型不同的多组参考图形单元的三维图形信息；三维0CD，用于扫描晶圆的待检测区域的多组待检测图形单元，并获取多组待检测图形单元的平均图形信息。 进一步的，所述光刻散焦的检测系统还包括对比单元，用于将所述多组待检测图形单元的平均图形信息与所述多组参考图形单元的三维图形信息进行对比，以确定所述待检测区域的散焦情况。进一步的，针对所述光刻散焦的检测系统，所述多组参考图形单元中每一组参考图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对所述光刻散焦的检测系统，所述每一组参考图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。进一步的，针对所述光刻散焦的检测系统，所述多组待检测图形单元中每一组待检测图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对所述光刻散焦的检测系统，所述每一组待检测图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。本专利技术还提供一种光刻工艺的优化方法，包括步骤一设定光刻工艺的曝光参数；步骤二 根据所述光刻工艺的曝光参数执行光刻工艺，并执行刻蚀工艺，将掩模图形转移到晶圆的待检测区域上，形成多组待检测图形单元；利用三维OCD扫描所述多组待检测图形单元，获取多组待检测图形单元的平均图形信息；将所述多组待检测图形单元的平均图形信息与所述多组参考图形单元的三维图形信息进行对比，以确定所述待检测区域的散焦情况；步骤三根据所述待检测区域的散焦情况对光刻工艺的曝光参数进行优化；步骤四利用优化后的曝光参数重复进行步骤二和步骤三，直至晶圆的待检测区域不发生散焦。进一步的，针对所述光刻工艺的优化方法，在获取待检测图形单元信息的步骤中，包括利用三维O⑶扫描所述多组待检测图形单元，获取多组待检测图形单元的平均图形信息的步骤中，包括利用所述三维OCD扫描所述晶圆的待检测区域，获得多组待检测图形单元的反射光，并根据所述反射光获取光谱线；根据所述光谱线获取多组待检测图形单元的信息；对所述多组待检测图形单元的信息进行处理，获得多组待检测图形单元的平均信肩、O进一步的，针对所述光刻工艺的优化方法，所述多组参考图形单元中每一组参考图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对所述光刻工艺的优化方法，所述每一组参考图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。进一步的，针对所述光刻工艺的优化方法，所述多组待检测图形单元中每一组待检测图形单元包括一个或多个图形。进一步的，针对所述光刻工艺的优化方法，所述每一组待检测图形单元的三维图形信息包括图形的高度、宽度、长度、深度、间距中的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术提供的光刻散焦的检测方法和检测系统，首先建立三维图形模拟库(三维图形模拟库包括散焦类型不同的多组参考图形单元的三维图形信息)，然后利用三维0CD(0ptical Critical Dimension，光学线宽测量仪)扫描晶圆的待检测区域，获取多组待检测图形单元的平均图形信息，再将所述多组待检测图形单元的平均图形信息与所述多组参考图形单元的三维图形信息进行对比，以确定所述待检测区域的散焦情况，不仅可以准确的确定待检测区域的散焦情况(是否发生散焦以及发生散焦类型)，并且三维OCD处理速度快、工作效率高。本专利技术还提供一种光刻工艺的优化方法，根据所述待检测区域的散焦情况，对光刻工艺的曝光参数进行优化，并利用优化后的曝光工艺参数在新的待检测区域形成新的待检测图形单元，利用所述散焦检测检测方法及检测系统量测新的待检测区域的散焦情况，·重复上述步骤直至晶圆的待检测区域不发生散焦，可以达到逐步优化光刻工艺的目的，并且由于三维OCD在扫描过程中速度快，准确度高，可以有效缩短研发周期。附图说明图I为本专利技术一实施例的光刻散焦的检测方法的流程示意图。图2为本专利技术一实施例的光刻散焦的检测方法中掩模图形的示意图。图3为本专利技术一实施例的光刻散焦的检测方法中包括待检测区域的晶圆的结构示意图。图4a 图4b为本专利技术一实施例的光刻散焦的检测方法的待检测区域中两组待检测图形单元的三维结构示意图。图5为本专利技术一实施例的光刻散焦的检测系统的结构示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光刻散焦的检测方法，其特征在于，包括：设定掩模图形，根据所述掩模图形建立三维图形模拟库，所述三维图形模拟库包括散焦类型不同的多组参考图形单元的三维图形信息；在晶圆上选取待检测区域，利用光刻和刻蚀工艺，将掩模图形转移到所述晶圆的待检测区域上，形成多组待检测图形单元；利用三维OCD扫描所述多组待检测图形单元，获取多组待检测图形单元的平均图形信息；将所述多组待检测图形单元的平均图形信息与所述多组参考图形单元的三维图形信息进行对比，以确定所述待检测区域的散焦情况。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈满华，黄怡，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。