專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻散焦的檢測(cè)方法、檢測(cè)系統(tǒng)及光刻工藝的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻工藝，尤其涉及一種光刻散焦的檢測(cè)方法和系統(tǒng)及光刻工藝的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件的尺寸日趨縮小，光刻工藝面臨巨大挑戰(zhàn)。隨著光刻的焦深日益減小，細(xì)微的問(wèn)題也會(huì)影響光刻的對(duì)焦，例如晶圓不平、機(jī)械振動(dòng)、或圖形自身問(wèn)題等。光刻散焦(Defocus)會(huì)因此橋缺陷(Bridge Defect)、圖形塌陷(Pattern Shrinkage)等問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常利用FEM(Focus Energy Matrix,聚焦能量矩陣) 電子顯微鏡掃描和橋缺陷掃描設(shè)備(Bridge Defect Scan)檢測(cè)光刻散焦。其中FEM電子顯微鏡掃描用于定義光刻中光照的能量和焦距工藝的窗口，但是這種測(cè)量方法僅能應(yīng)用于特定圖形及特定區(qū)域，無(wú)法反應(yīng)圖形信息和晶圓不平引起的散焦問(wèn)題。通常，橋缺陷掃描設(shè)備用于探測(cè)已成型的光刻缺陷，且橋缺陷掃描設(shè)備檢測(cè)的滯后性亦影響了檢測(cè)效率，并且橋缺陷掃描設(shè)備的缺陷檢測(cè)率取決于掃描像素設(shè)置，當(dāng)設(shè)定橋缺陷掃描設(shè)備的掃描像素較高時(shí)，對(duì)橋缺陷掃描設(shè)備的要求高，且掃描時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)設(shè)定橋缺陷掃描設(shè)備的掃描像素較低時(shí)，橋缺陷掃描設(shè)備的檢測(cè)率過(guò)低，很多缺陷問(wèn)題無(wú)法檢測(cè)出。故光刻散焦的檢測(cè)是一件業(yè)界亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種利用三維OCD檢測(cè)光刻工藝散焦的方法、檢測(cè)系統(tǒng)，以達(dá)到快速、準(zhǔn)確獲得散焦位置的目的，并通過(guò)優(yōu)化曝光參數(shù)并多次重復(fù)上述檢測(cè)方法可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光刻散焦的檢測(cè)方法，包括以下步驟設(shè)定掩模圖形，根據(jù)所述掩模圖形建立三維圖形模擬庫(kù)，所述三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息；在晶圓上選取待檢測(cè)區(qū)域，利用光刻和刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元；利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息；將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況。進(jìn)一步的，針對(duì)光刻散焦的檢測(cè)方法，利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息的步驟中，包括利用所述三維OCD掃描所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的反射光，并根據(jù)所述反射光獲取光譜線；根據(jù)所述光譜線獲取多組待檢測(cè)圖形單元的信息；對(duì)所述多組待檢測(cè)圖形單元的信息進(jìn)行處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的平均信息。進(jìn)一步的，針對(duì)光刻散焦的檢測(cè)方法，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
進(jìn)一步的，針對(duì)光刻散焦的檢測(cè)方法，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。進(jìn)一步的，針對(duì)光刻散焦的檢測(cè)方法，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。進(jìn)一步的，針對(duì)光刻散焦的檢測(cè)方法，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。本發(fā)明還提供一種光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，包括三維圖形模擬庫(kù)，包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息；三維0CD，用于掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域的多組待檢測(cè)圖形單元，并獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息。
進(jìn)一步的，所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)還包括對(duì)比單元，用于將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。本發(fā)明還提供一種光刻工藝的優(yōu)化方法，包括步驟一設(shè)定光刻工藝的曝光參數(shù)；步驟二 根據(jù)所述光刻工藝的曝光參數(shù)執(zhí)行光刻工藝，并執(zhí)行刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元；利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息；將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況；步驟三根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；步驟四利用優(yōu)化后的曝光參數(shù)重復(fù)進(jìn)行步驟二和步驟三，直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻工藝的優(yōu)化方法，在獲取待檢測(cè)圖形單元信息的步驟中，包括利用三維O⑶掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息的步驟中，包括利用所述三維OCD掃描所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的反射光，并根據(jù)所述反射光獲取光譜線；根據(jù)所述光譜線獲取多組待檢測(cè)圖形單元的信息；對(duì)所述多組待檢測(cè)圖形單元的信息進(jìn)行處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的平均信肩、O進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻工藝的優(yōu)化方法，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻工藝的優(yōu)化方法，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻工藝的優(yōu)化方法，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻工藝的優(yōu)化方法，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的光刻散焦的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)，首先建立三維圖形模擬庫(kù)(三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息)，然后利用三維0CD(0ptical Critical Dimension，光學(xué)線寬測(cè)量?jī)x)掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息，再將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，不僅可以準(zhǔn)確的確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況(是否發(fā)生散焦以及發(fā)生散焦類(lèi)型)，并且三維OCD處理速度快、工作效率高。本發(fā)明還提供一種光刻工藝的優(yōu)化方法，根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的曝光工藝參數(shù)在新的待檢測(cè)區(qū)域形成新的待檢測(cè)圖形單元，利用所述散焦檢測(cè)檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)量測(cè)新的待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，·重復(fù)上述步驟直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦，可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的，并且由于三維OCD在掃描過(guò)程中速度快，準(zhǔn)確度高，可以有效縮短研發(fā)周期。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法的流程示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法中掩模圖形的示意圖。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法中包括待檢測(cè)區(qū)域的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4a 圖4b為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法的待檢測(cè)區(qū)域中兩組待檢測(cè)圖形單元的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻工藝優(yōu)化方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說(shuō)明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種光刻散焦的檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，首先建立三維圖形模擬庫(kù)(三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息)，然后利用三維0CD(0ptical Critical Dimension，光學(xué)線寬測(cè)量?jī)x)掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息，再將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，不僅可以準(zhǔn)確的確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況(是否發(fā)生散焦以及發(fā)生散焦類(lèi)型)，并且三維O⑶處理速度快、工作效率高。
本發(fā)明還提供一種光刻工藝的優(yōu)化方法，根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的曝光工藝參數(shù)在新的待檢測(cè)區(qū)域形成新的待檢測(cè)圖形單元，利用所述散焦檢測(cè)檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)量測(cè)新的待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，重復(fù)上述步驟直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦，可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的，并且由于三維OCD在掃描過(guò)程中速度快，準(zhǔn)確度高，可以有效縮短研發(fā)周期。圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法的流程示意圖。如圖I所示，本發(fā)明提供一種光刻散焦的檢測(cè)方法，包括以下步驟步驟SOl :設(shè)定掩模圖形，根據(jù)所述掩模圖形建立三維圖形模擬庫(kù)，所述三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息。建立包括多種散焦類(lèi)型不同的參考圖形單元，所述參考圖形單元可以根據(jù)以往三維OCD量測(cè)的檢測(cè)圖形結(jié)果記錄或根據(jù)光刻工藝模擬結(jié)果記錄獲得，亦可以通過(guò)例如利用仿真模擬儀器等獲得。其中，所述參考圖形單元中中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中 的一種或多種。在所述三維圖形模擬庫(kù)根據(jù)不同的散焦情況，建立多組參考圖形單元，每組所述參考圖形單元中圖形的形貌各不同，包括其寬度、高度、長(zhǎng)度以及間距的不同，以及圖形的各截面形狀不同的三維信息等。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法中掩模圖形的示意圖，掩模圖形20上包括多組圖形單元30，每組圖形單元30包括一個(gè)或多個(gè)圖形。圖2中圖形單元30為兩組，每組圖形單元上包括4個(gè)條形圖形40。但，掩模圖形20中圖形單元30的數(shù)量以及圖形單元30中圖形40的數(shù)量和圖形40的形狀及其組合不被限制。步驟S02 :在晶圓上選取待檢測(cè)區(qū)域，利用光刻和刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元。在獲取待檢測(cè)圖形單元信息的步驟中，包括利用所述三維OCD掃描所述待檢測(cè)區(qū)域，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的反射光，并根據(jù)所述反射光獲取光譜線；根據(jù)所述光譜線獲取多組待檢測(cè)圖形單元的信息；對(duì)多組待檢測(cè)圖形單元的信息進(jìn)行處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的平均信息。所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息為圖形的立體信息，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距的其中一種或多種信息。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法中包括待檢測(cè)區(qū)域的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖，在晶圓100上形成有多個(gè)區(qū)域，選擇其中的一個(gè)或幾個(gè)區(qū)域作為待檢測(cè)區(qū)域200，利用光刻和刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到待檢測(cè)區(qū)域200上。此外，晶圓100中待檢測(cè)區(qū)域200的數(shù)量以及待檢測(cè)區(qū)域200的分布不被限制。待檢測(cè)區(qū)域200可以平均分布的整片晶圓100的各個(gè)位置，例如，一片晶圓上具有6000個(gè)單位芯片(Chip)，可以選擇在每個(gè)芯片里面設(shè)定待檢測(cè)區(qū)域200，即獲得共6000個(gè)待檢測(cè)區(qū)域 200。圖4a 圖4b為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)方法的待檢測(cè)區(qū)域中兩組待檢測(cè)圖形單元的三維結(jié)構(gòu)示意圖，利用圖2所示的掩模圖形20對(duì)圖3所示晶圓100中的待檢測(cè)區(qū)域200進(jìn)行光刻和刻蝕工藝，則形成的不同的待檢測(cè)單元的三維結(jié)構(gòu)如圖4a 圖4b所示。在本實(shí)施例圖4a 圖4b標(biāo)示兩組待檢測(cè)圖形單元300的三維結(jié)構(gòu)示意圖,但不限于上述兩種。待檢測(cè)圖形單元300中包括四個(gè)圖形400，但待檢測(cè)圖形單元300的數(shù)量以及待檢測(cè)圖形單元300中圖形400的數(shù)量和圖形400的形狀及其組合不被限制。步驟S03 :利用三維O⑶掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息。如圖4a 圖4b所示，三維O⑶掃描所述待檢測(cè)圖形單元300，可以獲取多組待檢測(cè)圖形單元300的平均圖形信息，其中每一組待檢測(cè)圖形單元300的三維圖形信息包括圖形400的長(zhǎng)度L、寬度W、高度H、圖形400之間的平行距離SI以及圖形和圖形之間的頂端距離S2。在晶圓不同待檢測(cè)區(qū)域中，多組待檢測(cè)圖形單元300中的圖形400的三維圖 形信息L、W、H、S1、S2不盡相同，例如圖4b與圖4a相比寬度W不同、平行距離SI不同，此外還可能形成其他多種待檢測(cè)圖形單元的結(jié)構(gòu)，例如所述圖形400的寬和高形成的截面為梯形、三角形，所述圖形400之間的頂端距離S2為零，即兩圖形頂端相連形成橋缺陷等，將待檢測(cè)圖形單元的信息加權(quán)處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息的平均值。在所述三維圖形模擬庫(kù)根據(jù)不同的散焦情況，建立多組參考圖形單元，每一組參考圖形單元的圖形的形貌各不同，包括寬度、高度、長(zhǎng)度以及平行距離、頂端距離的不同，以及圖形的各截面形狀不同的三維信息等。通過(guò)將多組待檢測(cè)圖形單元平均的三維圖形信息與多組參考圖形單元的三維圖形信息相比對(duì)，找到多組待檢測(cè)圖形單元平均的三維圖形信息相似度最高的參考圖形單元，則可確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，包括例如待檢測(cè)區(qū)域上是否發(fā)生散焦或發(fā)生散焦的類(lèi)型。步驟S04 :將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況。利用建立好的多組散焦類(lèi)型不同的參考圖形單元的三維圖形信息比對(duì)每一個(gè)待檢測(cè)區(qū)域中多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息，根據(jù)相似程度的結(jié)果，例如比對(duì)GOF(good offitness)，即能夠判斷該晶圓上是否有散焦現(xiàn)象。如果散焦類(lèi)型是事先建立的多組散焦類(lèi)型的參考圖形單元的一種，即可確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，包括例如待檢測(cè)區(qū)域上是否發(fā)生散焦或發(fā)生散焦的類(lèi)型。圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本發(fā)明還提供一種光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，包括三維圖形模擬庫(kù)101，三維0CD201以及對(duì)比單元301，其中三維圖形模擬庫(kù)101，包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息；三維0CD201，用于掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域的多組待檢測(cè)圖形單元，并獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息，對(duì)比單元301，用于將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，例如確定待檢測(cè)區(qū)域是否發(fā)生散焦或發(fā)生散焦的類(lèi)型。進(jìn)一步的，針對(duì)所述光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，所述每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距的其中一種或多種信息。每一組所述待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的光刻工藝優(yōu)化方法的流程示意圖。本發(fā)明還提供一種光刻工藝的優(yōu)化方法，包括
Sll :步驟一，設(shè)定光刻工藝的曝光參數(shù)；S12:步驟二，利用所述光刻工藝的曝光參數(shù)，根據(jù)所述光刻工藝的曝光參數(shù)執(zhí)行光刻工藝，并執(zhí)行刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元；利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息；將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況；S13 :步驟三，根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；S14:步驟四，利用優(yōu)化后的曝光參數(shù)重復(fù)進(jìn)行步驟二和步驟三，直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦。光刻工藝的優(yōu)化方法首先設(shè)定光刻工藝的曝光參數(shù)，例如包括曝光焦距、曝光能量等參數(shù)，接著，利用該光刻工藝的曝光參數(shù)對(duì)晶圓上的待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行曝光，晶圓上平均分布有若干待檢測(cè)區(qū)域，即可根據(jù)若干待檢測(cè)區(qū)域的比對(duì)結(jié)果的差異來(lái)判斷在晶圓上各個(gè)位置的散焦程度以及晶圓的散焦分布情況。將上述比對(duì)結(jié)果反饋到光刻工藝中，對(duì)光刻工藝中的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后再次采用所述光刻工藝檢測(cè)方法對(duì)三維OCD去比對(duì)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化后散焦的情況。通過(guò)多次重復(fù)上述方法可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的。由于三維OCD在量測(cè)過(guò)程中具有量測(cè)速度快，準(zhǔn)確度高的優(yōu)勢(shì)，可以有效縮短研發(fā)周期。 綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的光刻散焦的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)，首先建立三維圖形模擬庫(kù)(三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息)，然后利用三維0CD(0ptical Critical Dimension，光學(xué)線寬測(cè)量?jī)x)掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息，再將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，不僅可以準(zhǔn)確的確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況(例如，是否發(fā)生散焦以及發(fā)生散焦類(lèi)型)，并且三維OCD處理速度快、工作效率高。本發(fā)明還提供一種光刻工藝的優(yōu)化方法，根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的曝光工藝參數(shù)在新的待檢測(cè)區(qū)域形成新的待檢測(cè)圖形單元，利用所述散焦檢測(cè)檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)量測(cè)新的待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況，重復(fù)上述步驟直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦，可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的，并且由于三維OCD在掃描過(guò)程中速度快，準(zhǔn)確度高，可以有效縮短研發(fā)周期。 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，包括 設(shè)定掩模圖形，根據(jù)所述掩模圖形建立三維圖形模擬庫(kù)，所述三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息； 在晶圓上選取待檢測(cè)區(qū)域，利用光刻和刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元； 利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息； 將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信·息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況。
2.如權(quán)利要求I所述的光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息的步驟中，包括 利用所述三維OCD掃描所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的反射光，并根據(jù)所述反射光獲取光譜線； 根據(jù)所述光譜線獲取多組待檢測(cè)圖形單元的信息； 對(duì)所述多組待檢測(cè)圖形單元的信息進(jìn)行處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的平均信息。
3.如權(quán)利要求I或2所述的光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求I或2所述的光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻散焦的檢測(cè)方法，其特征在于，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
7.一種光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括 三維圖形模擬庫(kù)，包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息； 三維0CD，用于掃描晶圓的待檢測(cè)區(qū)域的多組待檢測(cè)圖形單元，并獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息。
8.如權(quán)利要求7所述的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括 對(duì)比單元，用于將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況。
9.如權(quán)利要求7或8所述的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
11.如權(quán)利要求7或8所述的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻散焦的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
13.一種光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟一設(shè)定光刻工藝的曝光參數(shù)； 步驟二 根據(jù)所述光刻工藝的曝光參數(shù)執(zhí)行光刻工藝，并執(zhí)行刻蝕工藝，將掩模圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的待檢測(cè)區(qū)域上，形成多組待檢測(cè)圖形單元；利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息；將所述多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息與所述多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行對(duì)比，以確定所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況； 步驟三根據(jù)所述待檢測(cè)區(qū)域的散焦情況對(duì)光刻工藝的曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化； 步驟四利用優(yōu)化后的曝光參數(shù)重復(fù)進(jìn)行步驟二和步驟三，直至晶圓的待檢測(cè)區(qū)域不發(fā)生散焦。
14.如權(quán)利要求13所述的光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，利用三維OCD掃描所述多組待檢測(cè)圖形單元，獲取多組待檢測(cè)圖形單元的平均圖形信息的步驟中，包括 利用所述三維OCD掃描所述晶圓的待檢測(cè)區(qū)域，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的反射光，并根據(jù)所述反射光獲取光譜線； 根據(jù)所述光譜線獲取多組待檢測(cè)圖形單元的信息； 對(duì)所述多組待檢測(cè)圖形單元的信息進(jìn)行處理，獲得多組待檢測(cè)圖形單元的平均信息。
15.如權(quán)利要求13或14所述的光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，所述多組參考圖形單元中每一組參考圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
16.如權(quán)利要求15所述的光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，所述每一組參考圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
17.如權(quán)利要求13或14所述的光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，所述多組待檢測(cè)圖形單元中每一組待檢測(cè)圖形單元包括一個(gè)或多個(gè)圖形。
18.如權(quán)利要求17所述的光刻工藝的優(yōu)化方法，其特征在于，所述每一組待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息包括圖形的高度、寬度、長(zhǎng)度、深度、間距中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明一種光刻散焦的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)及光刻工藝的優(yōu)化方法，采用三維OCD檢測(cè)光刻工藝的散焦問(wèn)題。通過(guò)建立三維圖形模擬庫(kù)，三維圖形模擬庫(kù)包括散焦類(lèi)型不同的多組參考圖形單元的三維圖形信息，利用三維OCD掃描的待檢測(cè)區(qū)域，獲得待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息，將待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息與多組參考圖形單元的三維圖形信息進(jìn)行比對(duì)，找到與待檢測(cè)圖形單元的三維圖形信息相似度最高的參考圖形單元，從而確定待檢測(cè)區(qū)域的散焦或發(fā)生散焦的類(lèi)型，通過(guò)優(yōu)化光刻工藝的曝光參數(shù)并多次重復(fù)上述檢測(cè)方法可以達(dá)到逐步優(yōu)化光刻工藝的目的。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102890421SQ20111020273
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者沈滿華, 黃怡 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司