【技术实现步骤摘要】
本应用涉及半导体制造工艺的光学关键尺寸(0⑶)检测。具体为根据0⑶设备采集的被测区域的微细周期结构的散射信号以及周期性结构的模型从而快速获知散射体形貌参数的方法。
技术介绍
随着半导体制造工业的发展,工艺中的关键尺寸(⑶)越来越小,需要控制的尺寸越来越多,传统的光学成像分析的方法无法满足工艺尺寸的检测。新的成像技术不断地应用于半导体工艺形貌的检测中,如扫描电子显微镜(⑶-SEM)、原子力显微镜(AFM),可实现高精度的CD尺寸、沟槽深度尺寸的检测,但其检测过程复杂,对样品具有破坏性,无法实现在线检测。光学薄膜测量仪可以对多层不同材料的薄膜厚度进行测量,但不能对周期性结构区域进行测量。半导体工艺中的许多尺寸特征可以反应在专门的被测区域里。OCD设备正是通过获取的被测区域周期性结构的散射信号以及对微细结构建立的模型从而估计出结构的形貌参数。术语“形貌参数”指描述待测器件的形状,包括二维和三维多层结构的形貌尺寸参数。OCD方法可以实现CD及其它形貌尺寸的检测,在具体的检测案例中,所获得的诸多工艺尺寸可能同时需要扫描电子显微镜,原子力显微镜,光学薄膜测量仪等分别完成。 由于OCD测量方法有非接触性、非破坏性、同时检测多个工艺特征、可实现工艺的在线检测等诸多优势,因此越来越广泛地应用于半导体制造工业中,并朝着更快速更准确地检测愈精细结构的方向迅速发展。OCD测量原理总体上可概括为两个步骤光谱获取过程一获取样品的散射信号并处理为测量光谱;光谱匹配过程一建立样品的形貌模型并寻找特定的理论光谱实现与测量光谱的最佳匹配从而确定其形貌参数。其测量的流程示意如附图说明图1所7 ...
【技术保护点】
1.一种快速确定待测器件的形貌参数的方法,该方法包括以下步骤:i.将待测器件的形貌参数化;ii.建立从参数到近似光谱的近似解析模型;iii.测量所述待测器件的测量光谱,所述测量光谱包括从所述待测器件散射的散射信号;iv.确定与该待测器件的形貌参数对应的初始参数,并基于该初始参数,使用该近似解析模型,确定与所述测量光谱相匹配的匹配近似参数;v.使用从参数到理论光谱的理论解析模型,根据所述匹配近似参数确定该待测器件的形貌参数。
【技术特征摘要】
1. 一种快速确定待测器件的形貌参数的方法,该方法包括以下步骤1.将待测器件的形貌参数化; .建立从参数到近似光谱的近似解析模型;iii.测量所述待测器件的测量光谱,所述测量光谱包括从所述待测器件散射的散射信号;iv.确定与该待测器件的形貌参数对应的初始参数,并基于该初始参数,使用该近似解析模型,确定与所述测量光谱相匹配的匹配近似参数;v.使用从参数到理论光谱的理论解析模型,根据所述匹配近似参数确定该待测器件的形貌参数。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤ii包括如下步骤 iil.采集样品器件的测量光谱; 2.基于所述样品器件的测量光谱,使用所述理论解析模型计算所述样品器件形貌参数;113.建立多个参数与相应的理论光谱的对应关系;114.从该多个参数与相应的理论光谱的对应关系确定所述近似解析模型。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤ii2使用遗传算法计算所述样品器件形貌参数,该步骤ii2包括如下步骤-确定所述样品器件形貌参数的父代群体,所述父代群体包括样品器件形貌参数的多组变量;-根据所述理论解析模型,计算所述父代群体中的各组变量分别对应的理论光谱; -根据所述样品器件的测量光谱以及该多个理论光谱的差异,对所述父代群体进行选择、交叉和突变,得到子代群体;-将该子代群体作为新的父代群体重复以上步骤,直至预定条件满足时,将子代群体中理论光谱与样品器件的测量光谱差异最小的变量作为所述样品器件形貌参数,其中,所述预定条件包括子代群体中理论光谱与测量光谱差异的最小值低于第一值,和/或连续一定数量代群体中理论光谱与测量光谱差异的最小值都小于第二值。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤ii2根据该样品器件的工艺所引起该样品器件的形貌参数的可能值,确定第一次使用该多组变量;所述步骤ii2还包括如下步骤-当预定条件满足时,分析子代群体中理论光谱与样品器件的测量光谱差异较小的多组变量所分布的范围当所分布的范围小于预定范围时,将子代群体中理论光谱与样品器件的测量光谱差异最小的变量作为所述测量参数;当所分布的范围大于预定范围时,修改模型重新进行ii2 步骤,或者根据该样品器件的工艺确定所述样品器件形貌参数实际所在的区域;所述步骤ii2还计算理论光谱在所述样品器件形貌参数处的各分量灵敏度,所述灵敏度为理论光谱在一定噪声干扰的情况下,允许各分量在最佳值基础上的变化值。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤ii2在计算父代群体中的各组变量对应的多个理论光谱之前,还判断各组变量在测量分辨率的条件下是否分别相对于之前已使用的个体来说是新的个体当是新个体时,计算该变量的理论光谱;当不是新个体时,使用之前计算出的、与该变量对应的个体的理论光谱。6.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述步骤ii3中,首先采用两层非线性近似变换,输出少数分量的向量数据,再进行主成分分析的反变换后输出理论光谱的近似值。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,光谱近似解析模型由非线性近似变换系数确定;求解这些值的步骤为-从所述理论光谱库中决定训练样本集和检验样本集从理论光谱库抽取部分光谱, 抽取...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘国祥,张振生,刘志钧,施耀明,徐益平,
申请(专利权)人:睿励科学仪器上海有限公司,
类型:发明
国别省市:31
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