【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于套刻误差测量领域，更具体地，涉及一种基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法及系统。
技术介绍
1、套刻误差是集成电路制造中一个非常重要的参数，反映了当前光刻工艺层和前层光刻工艺层的对准精度，直接关系到关键尺寸的精度控制、工艺的一致性和器件性能的优化，其快速测量和评估是工艺优化的关键。
2、现有套刻误差测量方法主要基于光学成像或非成像衍射的方法。基于光学成像的套刻误差测量方法通过成像设备(如显微镜)直接对纳米结构中的套刻标记进行观察，并测量其在两个工艺层上的位置偏移。这种方法的优点是设备成本低，测量速度较快。然而，由于光学分辨率的限制，显微镜在小尺寸、复杂结构的集成电路测量中可能无法满足要求。光学衍射(散射测量)是另一种常用的套刻误差测量方法，通过分析入射光与套刻标记相互作用发生的衍射或散射现象，分析衍射或散射光的强度、相位或方向等特征，可以推断出套刻误差的信息。光学衍射方法可以实现快速、无损的测量，且适用于大面积的套刻误差评估。然而，它对样品的表面形貌和光学性质要求较高。
3、随着半导体器件尺寸越来越小，结构也越发复杂，基于衍射的测量方法延伸到短波长的x射线，形成了基于x射线散射的纳米结构测量技术。公开号为cn107533020a的专利公开了计算上高效的基于x射线的套刻误差测量，指出在沿入射角进行扫描测量时，套刻误差会引起散射曲线极小值位置的近似线性偏移，因此可以建立起极小值位置偏移量与套刻误差的线性映射关系从而实现对套刻误差的测量。公开号为cn115790469a的专利公开了基于小角x射线
4、因此，亟需一种测量配置简单、测量速度快的套刻误差测量方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法及系统，其目的在于，以简单的测量配置和快速的测量速度实现套刻误差的高精度提取。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提出了一种基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，包括如下步骤：
3、s1、基于x射线散射场建模，确定套刻结构的套刻误差与散射强度的关系；
4、s2、基于套刻结构的套刻误差与散射强度的关系，得到套刻结构与理想双层纳米结构散射强度的相对差与套刻误差的近似线性关系；
5、s3、设置上下层偏移为δ+d、δ-d的一对套刻结构，以及对应的上下层偏移为+d、-d的一对理想双层纳米结构，δ为套刻误差；将两对结构对应的散射强度代入所述近似线性关系，得到套刻结构散射强度与套刻误差的近似映射模型；
6、s4、采用不同入射角的x射线进行仿真，获取对应散射强度，从而根据所述近似映射模型计算得到套刻误差，根据套刻误差精度确定最优x射线入射角；
7、s5、采用最优x射线入射角对待测套刻结构进行测量，得到套刻误差。
8、作为进一步优选的，步骤s1中，先确定套刻误差与套刻结构形状因子的关系式，进而取散射强度为套刻结构形状因子模的平方。
9、作为进一步优选的，步骤s1中，套刻结构的套刻误差与散射强度的关系为：
10、p(qx,qz)＝|f|2[(δρ1+δρ2cos z)2+(δρ2sin z)2]
11、其中，p(qx,qz)为套刻结构的散射强度，δρ1为下层结构与填充层的电子密度差；δρ2为上层结构与空气层的电子密度差；qx和qz为散射矢量沿x和z方向的分量，x为套刻结构的周期方向，z为套刻结构的高度方向；s为下层结构与上层结构之间的垂直距离，f为套刻结构单层截面的形状因子。
12、作为进一步优选的，步骤s2中，所述近似线性关系为：
13、
14、其中，p0(qx,qz)为无套刻误差的理想双层纳米结构的散射强度，y＝qzs，a＝δρ1+δρ2cos y，b＝δρ2sin y。
15、作为进一步优选的，步骤s3，所述近似映射模型为：
16、
17、
18、
19、
20、其中，p+,p-分别为上下层偏移为δ+d,δ-d的套刻结构的散射强度；a+＝δρ1+δρ2cos m,b+＝δρ2sin m,a-＝δρ1+δρ2cos n,b-＝δρ2sin n；m＝+qxd+qzs,n＝-qxd+qzs。
21、作为进一步优选的，步骤s4，对某一入射角，通过仿真分别获取n个预设套刻误差下的散射强度，从而根据所述近似映射模型计算得到n个提取套刻误差，根据n个预设套刻误差与提取套刻误差的偏差；选取该偏差最小时的入射角作为最优x射线入射角。
22、作为进一步优选的，步骤s4，预设套刻误差与提取套刻误差的偏差mse的计算方式为：
23、
24、其中，δinput,i为第i个预设套刻误差，δextracted,i为第i个提取套刻误差。
25、按照本专利技术的第二方面，提供了一种基于x射线入射角优化的套刻误差测量系统，包括处理器，所述处理器用于执行上述基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法。
26、按照本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法。
27、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
28、1.本专利技术建立了散射强度和套刻误差的映射模型，通过实验配置优化，避免了入射角扫描，只需在单个优化后入射角下对套刻样品进行测量，实现快速高精度的套刻误差提取，解决了目前套刻误差测量中测量速度慢、步骤多、数据处理复杂的问题。
29、2.本专利技术巧妙通过获取套刻结构与对应理想结构散射强度相对差与套刻误差的近似线性关系，进而设置正负偏置量的套刻结构，确定了散射强度和套刻误差的映射模型；从而可通过仿真快速确定各入射角下获取的套刻误差精度，快速实现入射角优化，获取最优x射线入射角。
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1.一种基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤S1中，先确定套刻误差与套刻结构形状因子的关系式，进而取散射强度为套刻结构形状因子模的平方。
3.如权利要求2所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤S1中，套刻结构的套刻误差与散射强度的关系为：
4.如权利要求3所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述近似线性关系为：
5.如权利要求1所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤S3，所述近似映射模型为：
6.如权利要求1-5任一项所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤S4，对某一入射角，通过仿真分别获取N个预设套刻误差下的散射强度，从而根据所述近似映射模型计算得到N个提取套刻误差，根据N个预设套刻误差与提取套刻误差的偏差；选取该偏差最小时的入射角作为最优X射线入射角。
7.如权利要求6所述的基于X射线入射角优
8.一种基于X射线入射角优化的套刻误差测量系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1-7任一项所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于X射线入射角优化的套刻误差测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤s1中，先确定套刻误差与套刻结构形状因子的关系式，进而取散射强度为套刻结构形状因子模的平方。
3.如权利要求2所述的基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤s1中，套刻结构的套刻误差与散射强度的关系为：
4.如权利要求3所述的基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤s2中，所述近似线性关系为：
5.如权利要求1所述的基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，其特征在于，步骤s3，所述近似映射模型为：
6.如权利要求1-5任一项所述的基于x射线入射角优化的套刻误差测量方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈修国，张家豪，杨天娟，刘世元，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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