[發明專利]光學散射測量中粗糙納米結構特性參數的測量方法

有效

• 申請號: 201310452328.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103559329A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 劉世元;石雅婷;陳修國;張傳維
• 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: 朱仁玲

1.一種光學散射測量中粗糙納米結構特性參數的測量方法，用于對IC制造中所涉及納米結構的結構參數和粗糙度特征參數進行非接觸、非破壞的測量，所述方法包括以下步驟：

步驟102，根據工藝條件確定納米結構的特性參數及其變化范圍，其中，特性參數包括結構參數和粗糙度特征參數；

步驟104，生成仿真納米結構；

步驟106，基于所述仿真納米結構，運用嚴格建模方法計算理論光譜；

步驟108，運用基于等效建模方法的參數提取算法，針對理論光譜進行參數提取，其中，所述等效建模方法使用等效介質近似（EMA）模型，將所述仿真納米結構的粗糙邊界等效為一層薄膜；

步驟110，建立所述仿真納米結構的待測參數與提取參數間的參數映射關系式；

步驟112，確定當其它參數變化時所建立的參數映射關系式的穩定性；

步驟114，選出最優測量配置和最優等效介質模型，其中，從多個測量配置和EMA模型中，選出對應參數映射關系式的穩定性最好的測量配置和EMA模型，作為最優測量配置和最優等效介質模型；

步驟116，利用所述最優測量配置、最優等效介質模型和對應于所述最優測量配置和最優等效介質模型的參數映射關系式，對實際納米結構進行光譜測量與特性參數提取。

2.根據權利要求1所述的測量步驟，步驟102中，所述結構參數包括線寬CD、線高h、側壁角SWA，所述粗糙度特征參數包括粗糙度均方根σ、相關長度ξ和粗糙度指數α。

3.根據權利要求2所述的測量方法，步驟104中，首先，基于三個粗糙度特征參數σ、ξ和α導出對應的第一粗糙邊界曲線（200）和第二粗糙邊界曲線（202）；然后，將第一粗糙邊界曲線（200）和第二粗糙邊界曲線（202）作為粗糙邊界添加到等長度的納米結構理想模型單元（204）的兩側，形成納米結構的粗糙模型單元（206）；最后，將粗糙模型單元（206）沿x方向均勻排列，y方向緊密排列，形成預定規模的具有粗糙度的一維納米結構（208），作為所述仿真納米結構。

4.根據權利要求1所述的測量方法，步驟106中，通過應用麥克斯韋方程組并采用數值分析技術求解麥克斯韋方程組來計算理論光譜。

5.根據權利要求4所述的測量方法，所述數值分析技術包括嚴格耦合波分析（RCWA）、有限元方法（FEM）、邊界元方法（BEM）或者有限時域差分法（FDTD）。

6.根據權利要求1所述的測量方法，步驟106中，取多條理論光譜的平均作為最終的理論光譜。

7.根據權利要求1所述的測量方法，步驟108中，所述等效介質近似模型包括形狀雙折射EMA模型(FBEMA)、Maxwell-Garnett?EMA模型和Bruggeman?EMA模型。

8.根據權利要求1所述的測量方法，步驟108中，采用基于等效建模方法的回歸或庫匹配的參數提取算法來完成待測參數的提取。

9.根據權利要求2所述的測量方法，步驟110中，分別建立待測參數CD、σ與提取參數CD_m、d之間的映射關系式：CD=f(CD_m，d)，σ=g(d)，其中，CD_m、d分別為所述仿真納米結構的等效模型的線寬和等效膜層厚度。

10.根據權利要求1所述的測量方法，所述測量配置包括測量波長、入射角和方位角中的一個或其組合。

11.根據權利要求9所述的測量方法，步驟110中，當方位角為預定角度，EMA模型選取預定EMA模型時，關系式σ=g(d)獲得過程為：

從步驟106生成的理論光譜中，選出方位角為所述預定角度，σ取值不同而其它參數（CD、h、SWA、ξ和α）取值不變的共計i個理論光譜，其中，i為σ的取值個數，且i個σ組成i維行向量σ；

運用基于所述預定EMA模型的參數提取算法，對上一步選出的i個理論光譜分別進行分析，從每一個理論光譜獲得一組提取參數CD_m、h、SWA和d的數值，i個d組成i維行向量d；

將σ與d通過多項式擬合，即得到關系式σ=g(d)。