半导体结构的测量方法及设备技术

本申请实施例提供了一种半导体结构的测量方法及设备，在对待测半导体结构进行测量前，设置与该待测半导体结构对应的参考半导体结构，并建立待测半导体结构对应的第一仿真模型，以及参考半导体结构对应的第二仿真模型，其中，待测半导体结构与参考半导体结构之间存在部分结构参数的参数值不同；在对待测半导体结构进行测量时，利用OCD测量技术同时对待测半导体结构与参考半导体结构进行测量，寻找同时能够满足第一仿真模型与第二仿真模型的结构参数，并将第一仿真模型最终确定的各个结构参数的参数值作为待测半导体结构的结构参数，可以有效减小测量结果的误差，提高待测半导体结构的测量精准度。结构的测量精准度。结构的测量精准度。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的测量方法及设备


[0001]本申请实施例涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构的测量方法及设备。

技术介绍

[0002]随着半导体工业的发展，集成电路线宽不断缩小，集成电路器件结构设计愈加复杂，只有通过严格的工艺控制才能获得功能完整的电路和高速工作的器件。
[0003]光学关键尺寸(Optical Critical Dimension，OCD)测量技术作为一种重要测量技术，是当前半导体制造工艺中先进工艺控制的一个重要部分。OCD测量技术的基本工作原理可描述为：(1)根据模型拟合出与待测半导体结构的形貌相对应的理论光谱；(2)通过OCD测量设备获得待测半导体结构的测量光谱；(3)调整上述模型的参数，使上述拟合出的理论光谱与测量光谱匹配成功，根据上述模型最终的参数即可得到待测半导体结构的结构参数。
[0004]然而，随着半导体技术的发展，需要测量的半导体结构所采用的材料越来越复杂，工艺控制对测量精度的要求也越来越高，因此如何提高半导体结构的量测精准度是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种半导体结构的测量方法及设备，可以有效提高半导体结构的测量精准度。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种半导体结构的测量方法，该方法包括：
[0007]建立待测半导体结构对应的第一仿真模型，以及参考半导体结构对应的第二仿真模型，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构之间至少存在一个参数值相同的第一结构参数，以及至少存在一个参数值不同的第二结构参数；
[0008]分别测量所述待测半导体结构与所述参考半导体结构的光谱，得到第一标准光谱与第二标准光谱；
[0009]调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，当所述第一仿真模型与所述第二仿真模型调节后的各个第一结构参数相同，且根据调节后的所述第一仿真模型与所述第二仿真模型拟合出的光谱分别与所述第一标准光谱与所述第二标准光谱匹配成功时，将调节后的所述第一仿真模型的各个结构参数的参数值确定为所述待测半导体结构的各个结构参数的参数值。
[0010]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构分别具有周期性光栅结构，所述分别测量所述待测半导体结构与所述参考半导体结构对应的光谱，包括：
[0011]测量所述待测半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第一标准光谱，以及测量所述参考半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第二标准光谱。
[0012]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构中的周期性光栅结构与所述参考半导体结构中的周期性光栅结构均为强透射性材料。
[0013]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构的结构参数至少包括所述待测半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比；
[0014]所述参考半导体结构的结构参数至少包括所述参考半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比。
[0015]在一种可行的实施方式中，所述调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，包括：
[0016]同时调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，并将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。
[0017]在一种可行的实施方式中，所述调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，包括：
[0018]分别将所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数划分为多个分组；
[0019]按照已划分的分组，依次调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型各个分组内的结构参数，并将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。
[0020]在一种可行的实施方式中，所述将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配，包括：
[0021]基于严格耦合波分析理论，将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。
[0022]第二方面，本申请实施例提供一种半导体结构的测量装置，该装置包括：
[0023]模型建立模块，用于建立待测半导体结构对应的第一仿真模型，以及参考半导体结构对应的第二仿真模型，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构之间至少存在一个参数值相同的第一结构参数，以及至少存在一个参数值不同的第二结构参数；
[0024]测量模块，用于分别测量所述待测半导体结构与所述参考半导体结构的光谱，得到第一标准光谱与第二标准光谱；
[0025]调节模块，用于调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，当所述第一仿真模型与所述第二仿真模型调节后的各个第一结构参数相同，且根据调节后的所述第一仿真模型与所述第二仿真模型拟合出的光谱分别与所述第一标准光谱与所述第二标准光谱匹配成功时，将调节后的所述第一仿真模型的各个结构参数的参数值确定为所述待测半导体结构的各个结构参数的参数值。
[0026]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构分别具有周期性光栅结构，所述测量模块用于：
[0027]测量所述待测半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第一标准光谱，以及测
量所述参考半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第二标准光谱。
[0028]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构中的周期性光栅结构与所述参考半导体结构中的周期性光栅结构均为强透射性材料。
[0029]在一种可行的实施方式中，所述待测半导体结构的结构参数至少包括所述待测半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比；
[0030]所述参考半导体结构的结构参数至少包括所述参考半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比。
[0031]在一种可行的实施方式中，所述调节模块用于：
[0032]同时调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，并将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。
[0033]在一种可行的实施方式中，所述调节模块用于：
[0034]分别将所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数划分为多个分组；
[0035]按照已划分的分组，依次调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型各个分组内的结构参数，并将调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的测量方法，其特征在于，所述方法包括：建立待测半导体结构对应的第一仿真模型，以及参考半导体结构对应的第二仿真模型，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构之间至少存在一个参数值相同的第一结构参数，以及至少存在一个参数值不同的第二结构参数；分别测量所述待测半导体结构与所述参考半导体结构的光谱，得到第一标准光谱与第二标准光谱；调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，当所述第一仿真模型与所述第二仿真模型调节后的各个第一结构参数相同，且根据调节后的所述第一仿真模型与所述第二仿真模型拟合出的光谱分别与所述第一标准光谱与所述第二标准光谱匹配成功时，将调节后的所述第一仿真模型的各个结构参数的参数值确定为所述待测半导体结构的各个结构参数的参数值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测半导体结构与所述参考半导体结构分别具有周期性光栅结构，所述分别测量所述待测半导体结构与所述参考半导体结构对应的光谱，包括：测量所述待测半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第一标准光谱，以及测量所述参考半导体结构中的周期性光栅结构，得到所述第二标准光谱。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待测半导体结构中的周期性光栅结构与所述参考半导体结构中的周期性光栅结构均为强透射性材料。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待测半导体结构的结构参数至少包括所述待测半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比；所述参考半导体结构的结构参数至少包括所述参考半导体结构中的周期性光栅结构对应的侧壁角、高度、宽度以及占空比。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，包括：同时调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，并将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数，包括：分别将所述第一仿真模型与所述第二仿真模型的第一结构参数以及第二结构参数划分为多个分组；按照已划分的分组，依次调节所述第一仿真模型与所述第二仿真模型各个分组内的结构参数，并将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第一标准光谱匹配进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进行匹配，包括：基于严格耦合波分析理论，将调节后的所述第一仿真模型拟合出的第一光谱与所述第
一标准光谱进行匹配，以及将调节后的所述第二仿真模型拟合出的第二光谱与所述第二标准光谱进...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，王士欣，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：