一种光刻仿真系统技术方案

本发明专利技术提供一种光刻仿真系统，涉及半导体技术领域。所述系统包括：掩模，所述掩模包括透光区域和不透光区域；照明光源，用于发出光束；投影成像透镜系统，从所述掩模透过的至少部分光经所述投影成像透镜系统后照射到衬垫区并形成光斑，其中，所述衬垫区设置在晶圆上；光瞳探测器，设置在所述投影成像透镜系统的光瞳面位置，其中所述光瞳探测器用于接收所述光斑从所述晶圆表面反射回的光形成光瞳图像并探测和输出所述光瞳图像。该光刻仿真系统通过硬件辅助方式能够提高光刻仿真精度，并降低计算量，还能用于对晶圆表面的一些例如粗糙度的检测，以及改善足部或底切等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种光刻仿真系统
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种光刻仿真系统。
技术介绍
光刻是大规模集成电路制造的关键环节，是互补金属氧化物半导体(CMOS)和片上系统(SOC)制造的关键工艺，随着大规模集成电路进入纳米时代，光刻技术变得越来越复杂，光刻仿真能够帮助半导体技术人员模拟光刻工艺，缩短开发周期，提高产品质量，是版图设计的必要工具。传统关于空间像(aerialimage)、驻波(standingwave)和反射率(reflectivity)的光刻仿真在仿真精度和计算量之间斗争。常用的时域有限差分法(FDTD，Finite-DifferenceTime-Domain)虽然具有良好的精度，但是其计算量过大，使得仿真周期很长，而如果不使用时域有限差分法(FDTD)，则相干性的复杂度(complexityofcoherence)总是低于其他近似法(approximation)的精度，不能保证仿真的精度。因此，通过光刻仿真无法实现抗蚀剂(resist)或光阻轮廓或关键尺寸(CD)的容易控制。因此，为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种光刻仿真系统。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术提供一种光刻仿真系统，所述系统包括：掩模，所述掩模包括透光区域和不透光区域；照明光源，用于发出光束；投影成像透镜系统，从所述掩模透过的至少部分光经所述投影成像透镜系统后照射到衬垫区并形成光斑，其中，所述衬垫区设置在晶圆上；光瞳探测器，设置在所述投影成像透镜系统的光瞳面位置，其中所述光瞳探测器用于接收所述光斑从所述晶圆表面反射回的光形成光瞳图像并探测和输出所述光瞳图像。进一步，所述掩模仅对所述衬垫区透光，所述掩模上的其他区域均不透光。进一步，所述投影成像透镜系统等效成包括前组透镜和后组透镜，其中所述后组透镜的前焦平面位置，即所述投影成像透镜系统的光瞳面位置。进一步，所述前组透镜包括第一透镜，从所述掩模透过的光照射到所述第一透镜，并从所述第一透镜透过后改变为平行光，所述平行光照射到所述后组透镜上。进一步，还包括图像处理分析模块，用于接收所述光瞳图像，并根据该光瞳图像信息计算分析与所述光瞳图像相关的各种数据。进一步，所述光瞳图像相关的各种数据包括反射率和驻波，并能够根据所述反射率和驻波的结果调整所述晶圆上的掩膜层厚度到理想厚度。进一步，所述图像处理分析模块还能够根据所述光瞳图像信息检测所述晶圆表面的粗糙度。进一步，所述光瞳探测器遮挡部分从所述前组透镜透过的光。进一步，当从所述前组透镜透过的光为平行光时，所述光瞳探测器的平面形状为半圆形、矩形、或半椭圆形，并且所述光瞳探测器的平面遮挡从所述前组透镜透过的光的总数的二分之一。进一步，所述晶圆包括衬底，以及依次设置在所述衬底表面的硬掩膜层和掩膜层，或者，所述晶圆包括衬底以及设置在所述衬底表面的硬掩膜层。进一步，还包括照射系统，用于引导、成型或控制从所述照明光源发出的光束，光束离开所述照射系统后照射到所述掩模上。进一步，当测量有掩膜的反射光时，掩模图样方向与所述光瞳探测器边沿方向垂直。综上所述，本专利技术的光刻仿真系统作用在所述晶圆上的衬垫(pad)区上，从掩模透过的至少部分光经所述投影成像透镜系统后照射到所述衬垫区并形成光斑；在投影成像透镜系统外设置有光瞳探测器，设置在所述投影成像透镜系统的光瞳面位置，其中所述光瞳探测器用于接收所述光斑从所述晶圆表面反射回的光形成光瞳图像并探测和输出所述光瞳图像，该光刻仿真系统通过硬件辅助方式能够提高光刻仿真精度，并降低计算量，还能用于对晶圆表面的一些例如粗糙度、足部或底切等缺陷的检测。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出了表面形成有抗蚀剂的晶圆的剖视图；图2A示出了从掩模上穿过的光的示例性传输方向；图2B示出了入射到晶圆表面的光发生干涉的示意图；图3示出了现有的一种光刻仿真系统的示意图；图4A示出了本专利技术一个具体实施方式中的晶圆的剖视图；图4B示出了本专利技术另一个具体实施方式中的晶圆的剖视图；图4C示出了本专利技术一个具体实施方式中的衬垫(pad)区的俯视图；图5A示出了本专利技术一个具体实施方式中的光刻仿真系统的主视图；图5B示出了本专利技术一个具体实施方式中的光刻仿真系统的左视图；图6A示出了抗蚀剂(或氧化物)厚度曲线(SwingCurve)，其中，横坐标表示氧化物或抗蚀剂的厚度，坐标表示反射率；图6B示出了驻波(Standingwave)曲线图，其中，横坐标表示在抗蚀剂中的位置，纵坐标表示驻波能量(Energy)。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光刻仿真系统，其特征在于，所述系统包括：掩模，所述掩模包括透光区域和不透光区域；照明光源，用于发出光束；投影成像透镜系统，从所述掩模透过的至少部分光经所述投影成像透镜系统后照射到衬垫区并形成光斑，其中，所述衬垫区设置在晶圆上；光瞳探测器，设置在所述投影成像透镜系统的光瞳面位置，其中所述光瞳探测器用于接收所述光斑从所述晶圆表面反射回的光形成光瞳图像并探测和输出所述光瞳图像。

【技术特征摘要】
1.一种光刻仿真系统，其特征在于，所述系统包括：掩模，所述掩模包括透光区域和不透光区域；照明光源，用于发出光束；投影成像透镜系统，从所述掩模透过的至少部分光经所述投影成像透镜系统后照射到衬垫区并形成光斑，其中，所述衬垫区设置在晶圆上；光瞳探测器，设置在所述投影成像透镜系统的光瞳面位置，其中所述光瞳探测器用于接收所述光斑从所述晶圆表面反射回的光形成光瞳图像并探测和输出所述光瞳图像。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述掩模仅对所述衬垫区透光，所述掩模上的其他区域均不透光。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述投影成像透镜系统等效成包括前组透镜和后组透镜，其中所述后组透镜的前焦平面位置，即所述投影成像透镜系统的光瞳面位置。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述前组透镜包括第一透镜，从所述掩模透过的光照射到所述第一透镜，并从所述第一透镜透过后改变为平行光，所述平行光照射到所述后组透镜上。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括图像处理分析模块，用于接收所述光瞳图像，并根据该光瞳图像信息计算分析与所述光瞳图像相关的各种数据。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：柏耸，邢滨，刘畅，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31