本发明专利技术公开了一种用于计算结构的电磁散射属性和用于近似结构的重构的方法和设备。还公开一种用于重构光栅轮廓的CSI算法。针对于电流密度J求解体积积分方程通过选择E和J的连续分量而采用与电场ES和电流密度J相关的矢量场FS的固有结构以确定J的近似解，其中F在一个或更多个材料边界处是连续的。F通过至少一个有限傅里叶级数相对于至少一个方向x、y表示，并且数值求解体积积分方程的步骤包括通过将F与包括沿两个方向上的材料和几何结构属性的卷积算符M卷积来确定J的分量。J可以通过至少一个有限傅里叶级数相对于两个方向表示。可以使用作用在E和J上的卷积算符PT和PN提取连续分量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构的电磁散射属性的计算。本专利技术可以应用于显微结构的量测，例如评估光刻设备的临界尺寸(CD)性能。
技术介绍
光刻设备是ー种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、ー个或多个管芯)上。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层 上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每ー个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。为了监测光刻过程，需要测量图案化的衬底的參数，例如形成在衬底上或衬底内的相继的层之间的重叠误差。已有多种技术用于测量在光刻过程中形成的显微结构，包括使用扫描电子显微镜和多种专门工具。ー种形式的专用检验工具是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上并且测量散射或反射束的属性。通过比较辐射束在被衬底反射或散射前后的属性，可以确定衬底的属性。通过将反射束同与已知衬底属性相关的已知测量值的库中存储的数据比较可以确定所述衬底的属性。已知两种主要类型的散射仪。分光镜散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并且测量散射到特定的窄的角度范围的辐射的光谱(強度作为波长的函数)。角分辨散射仪使用单色辐射束并且测量作为角度的函数的散射福射的强度。更加普遍的是，能够将散射辐射与由结构的模型所数学预测的散射行为对比是有用的，结构的模型可以自由地建立并且变化直到所预测的行为与所观察到的来自真实样本的散射匹配为止。不幸的是，虽然原则上已经知道如何通过数值程序对散射建立模型，但是已知的技术的计算负担导致这种技术不实用，尤其当想要实时重构的时候和/或所涉及的结构比ー维周期的简单结构更加复杂的情况下。⑶重构属于在通称为反演散射情形下已知的一组问题，其中所观察到的数据与可能的物理情形匹配。目的是尽可能接近地找出导致所观察到的数据的物理情形。在散射情形中，电磁理论(麦克斯韦方程)允许对于给定的物理情形预测什么将是所測量(散射)的数据。这被称为前向散射问题。在此反演散射问题是找出对应于通常是高度非线性问题的实际测量数据的正确的物理情形。为了解决这种反演散射问题，使用非线性求解器，其使用多个前向散射问题的解。在已知的重构方法中，基于三个要素求解非线性问题測量数据和由所估计的散射结构来计算的数据之间的差异的高斯-牛顿(Gauss-Newton)最小化；在散射结构中用參数表示的形状，例如接触孔的半径和高度；在每一次更新參数时前向问题的解(例如所计算的反射系数)中的充分高的精确度。另ー个成功的、在近期的文献中报告的用以求解反演散射问题的方法是对照源反演(CSI) [14]。原则上，CSI采用同时求解麦克斯 韦方程中的数据匹配和不匹配的公式，SP在每个最小化的步骤处麦克斯韦方程没有求解至足够的精确度。此外，CSI采用失常的图像而不是用參数表示的形状。CSI的成功主要是由于以所谓的对照源J和对照函数X作为基本未知量将反演问题重新构成。这种重新构成使得不依赖于X的测量的数据和J的线性问题的不匹配，而由于X和J的耦合，麦克斯韦方程中的不匹配保持非线性。CSI被成功地与体积积分方法(VIM) [14]、有限元方法(FEM) [15]以及有限差分方法(FD) [16]结合。然而，所有列出的数字方法(VIM，FEM, FD)都是基于空间公式化和空间离散化(即，像素或网格)。
技术实现思路
本专利技术在用以快速执行电磁散射属性的精确计算的半导体处理的领域是需要的。根据本专利技术的第一方面，提供一种计算结构的电磁散射属性的方法，所述结构包括例如在材料边界处引起电磁场内至少ー个不连续的相异属性的材料，所述方法包括步骤通过确定对照电流密度的多个分量，使用场-材料相互作用算符在电磁场的连续分量和对应于该电磁场的被标定比例的电磁通量密度的连续分量上运算，来数值求解针对于对照电流密度的体积积分方程，被标定比例的电磁通量密度被形成为对照电流密度的不连续分量和电磁场的不连续分量的被标定比例的和；和通过使用所确定的对照电流密度的分量来计算所述结构的电磁散射属性。根据本专利技术的第二方面，提供一种根据检测到的由物体被辐射照射引起的电磁散射属性来重构所述物体的近似结构的方法，所述方法包括步骤估计至少ー个结构參数；由所述至少ー个结构參数确定至少ー个模型电磁散射属性；将检测到的电磁散射属性与所述至少ー个模型电磁散射属性对比；和基于对比的结果确定所述物体的近似结构；其中，通过使用根据第一方面所述的方法确定所述模型电磁散射属性。根据本专利技术的第三方面，提供ー种用于重构物体的近似结构的检验设备，所述检验设备包括照射系统，配置成用辐射照射所述物体；检测系统，配置成检测由照射引起的电磁散射属性；和处理器，配置成估计至少ー个结构參数、由所述至少ー个结构參数确定至少ー个模型电磁散射属性、将检测到的电磁散射属性与所述至少ー个模型电磁散射属性对比和由检测到的电磁散射属性与所述至少ー个模型电磁散射属性之间的差异确定物体的近似结构，其中，所述处理器配置成使用根据第一方面所述的方法确定所述模型电磁散射属性。根据本专利技术的第四方面，提供一种计算机程序产品，包含一个或更多个机器可读指令序列，用于计算结构的电磁散射属性，所述指令适于引起一个或更多个处理器执行根据第一方面所述的方法。本专利技术的其他特征和优点以及本专利技术不同实施例的结构和操作将在下文中參照附图进行描述。本专利技术不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是示例性用途。基于这里包含的教导，其他的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。附图说明在此附图并入说明书并且形成说明书的一部分，其示出本专利技术并且与说明书一起进ー步用来说明本专利技术的原理，以允许本领域技术人员能够实施和使用本专利技术。图I示出光刻设备；图2示出光刻单元或光刻簇； 图3示出第一散射仪；图4示出第二散射仪；图5示出使用本专利技术的一个实施例用于通过散射仪测量结果重构结构的第一示例过程；图6示出使用本专利技术的一个实施例用于通过散射仪测量结果重构结构的第二示例过程；图7示出可以根据本专利技术ー个实施例重构的散射几何结构。图8示出背景的结构。图9示出使用格林函数计算散射电场与分层介质的相互作用；图10是求解对应于用于对照电流密度的VIM公式的线性系统的高级方法的流程图；图11是使用现有技术中已知的用于对照电流密度的VIM公式来计算更新矢量的流程图；图12示出本专利技术的一个实施例；图13a是根据本专利技术ー个实施例的计算更新矢量的流程图；图13b示出根据本专利技术一个实施例的用于以对照源反演来求解VIM公式的对照电流密度的矩阵矢量乘积的流程图。图13c是用在图13b的矩阵矢量乘积中的投影算符和材料的运算的流程图；图14是根据本专利技术ー个实施例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.23 US 61/466,5661.一种计算结构的电磁散射属性的方法，所述结构包括相异属性的材料，所述相异属性在材料边界处弓I起电磁场内至少ー处不连续，所述方法包括步骤 (a)通过使用场-材料相互作用算符在电磁场的连续分量和对应于所述电磁场的被标定比例的电磁通量密度的连续分量上运算来确定对照电流密度的分量，以数值求解针对于对照电流密度的体积积分方程，被标定比例的电磁通量密度被形成为对照电流密度的不连续分量和电磁场的不连续分量的被标定比例的和；和 (b)通过使用所确定的对照电流密度的分量计算所述结构的电磁散射属性。2.如权利要求I所述的方法，还包括步骤 (a)使用第一连续分量提取算符来提取电磁场的连续分量；和 (b)使用第二连续分量提取算符来提取被标定比例的电磁通量密度的连续分量， 其中，场-材料相互作用算符在所提取的连续分量上运算。3.如权利要求I或2所述的方法，其中所述结构在至少ー个方向上是周期性的，并且电磁场的连续分量、被标定比例的电磁通量密度的连续分量、对照电流密度的分量以及场-材料相互作用算符在光谱域中由至少ー个对应的有限傅里叶级数相对于所述至少一个方向表示，并且所述方法还包括步骤通过计算傅里叶的系数来确定场-材料相互作用算符的系数。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤由电磁场的连续分量和被标定比例的电磁通量密度的连续分量形成在材料边界处连续的矢量场，并且其中确定对照电流密度的分量的步骤通过使用场-材料相互作用算符在矢量场上运算来执行。5.如权利要求4所述的方法，还包括步骤 (a)在所述结构的參照材料边界限定的区域内生成局部法向矢量场； (b)通过使用法向矢量场来选择电磁场的沿材料边界切向的连续分量和选择沿材料边界法向的对应的电磁通量密度的连续分量以构造矢量场； (C)在该区域上执行法向矢量场的局部积分以确定场-材料相互作用算符的系数。6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括步骤 (a)在所述结构的參照材料边界限定的区域内生成局部法向矢量场； (b)使用所述法向矢量场以选择电磁场的沿材料边界法向的不连续分量和对照电流密度的沿材料边界法向的不连续分量； (C)在该区域上执行法向矢量场的局部积分以确定场-材料相互作用算符的系数。7.如权利要求5-6中任一项所述的方法，其中生成局部法向矢量场的步...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·C·范布尔登，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：
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