[發明專利]一種基于穆勒矩陣的套刻誤差提取方法

有效

• 申請號: 201210544767.1
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103049605A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 劉世元;朱金龍;董正瓊;石雅婷
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于半導體制造中的套刻誤差測量領域，具體涉及一種基于穆勒矩陣的納米結構套刻誤差提取方法。

背景技術

在半導體制造領域，套刻是一種常見的工藝。通過將兩層或多層光柵(或膜系)按照一定的標記堆疊起來，即成為一個典型的套刻結構。然而，由于工藝上的變化因素，套刻結構中上下兩層結構的真實偏移量大小往往和理論設計偏移量大小存在著一定的偏差，該偏差即為套刻誤差。套刻誤差過大，將直接導致相關器件的功能失效。因此，在實際工藝生產線上需要對套刻誤差進行實時測量。

目前對套刻誤差進行測量的方式或設備包括掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和透射電子顯微鏡。然而，這些測量設備或多或少地存在著各種缺點，如對測量樣件的破壞性、時間消耗大、難以集成到工藝線上等。因此，具有非破壞性、測量迅速和易于集成等優點的基于光學的套刻誤差測量方法近些年來被廣泛地加以研究，而其中最具代表性的是基于散射光學的測量技術。在基于散射光學的套刻誤差測量中，需要首先利用正向光學特性建模程序對套刻結構進行光學特性仿真，獲取仿真光譜，仿真光譜可以是反射率、橢偏參數或者穆勒矩陣的形式；再利用逆向參數求解算法來對測量光譜和仿真光譜進行比對，二者相似度最高的一組仿真光譜對應的仿真套刻結構參數值即被認為是真實的套刻結構參數值。在逆向參數求解過程中，采用的逆向參數求取方法可分為非線性回歸法和庫匹配方法，前者需要多次進行迭代求解，對于復雜的套刻結構來說，往往需要消耗大量的時間，而庫匹配方法的耗時主要在于一個搜索過程，然而，庫匹配方法需要預先建立一個龐大的光譜數據庫。為了有效克服這兩種參數提取方式的缺點，國外有學者提出了基于經驗的套刻誤差提取方法，如韓國三星電子的金永南等人提出的一種測量三維復雜套刻結構套刻誤差的基于穆勒矩陣非對角元素的線性經驗提取方法(Y.N.Kim?et?al.，Opt.Express，Vol.17(23)，pp.21336-21343，2009)，美國nanometrics公司李潔等人提出的一種測量一維套刻結構套刻誤差的基于穆勒矩陣非對角元素的經驗提取方法(J.Li?et?al.，Proc.SPIE，Vol.7638，pp.78382C1-78382C10)。利用這些基于經驗的方法，可以快速地提取出套刻結構的套刻誤差值，并且避免了建立龐大耗時耗資源的光譜數據庫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于穆勒矩陣的套刻誤差提取方法，該方法可以實現具有不同周期大小的套刻結構套刻誤差的快速、準確提取。

本發明提供的一種基于穆勒矩陣的套刻誤差提取方法，包括下述過程：

第1步確定套刻偏移量的取值范圍，設定為-Λ/2～Λ/2，Λ為套刻樣件的周期大小；

第2步將范圍-Λ/2～Λ/2等距離散成M個點，對每個點利用正向建模程序計算對應額穆勒矩陣，則M個套刻偏移量值分別對應著M個不同的穆勒矩陣，即有套刻偏移量集合{O₁，O₂，...，O_M}；