[發(fā)明專利]周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模方法、裝置和存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112163341A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳修國;楊天娟;劉世元;龔朋;施耀明
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);上海精測半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/14;G06F111/10
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模方法、裝置和存儲介質(zhì)，屬于光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：獲取周期性光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)材料的介電常數(shù)；將周期性光柵結(jié)構(gòu)拆分為若干包含一種材料的區(qū)域；基于格林公式將各個區(qū)域的面積分轉(zhuǎn)化為各個區(qū)域邊界的線積分；利用線積分表示各個區(qū)域?qū)?yīng)的多邊形頂點的顯式解析表達(dá)式；從各個顯式解析表達(dá)式中獲取各個區(qū)域?qū)?yīng)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)，基于各個區(qū)域?qū)?yīng)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)確定周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)；利用周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)實現(xiàn)周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模。本發(fā)明簡化獲取周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)的過程，提高光學(xué)特性建模的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模方法、裝置和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造檢測、光刻掩模板的光學(xué)鄰近校正、光學(xué)散射仿真計算等領(lǐng)域中需要對分塊均勻的周期性介質(zhì)的介電常數(shù)進(jìn)行二維傅立葉系數(shù)的展開。以半導(dǎo)體檢測領(lǐng)域為例，隨著半導(dǎo)體制行業(yè)的發(fā)展，器件結(jié)構(gòu)隨著特征尺寸縮小而越來越復(fù)雜，為了保證制造的可靠性一致性等要求，需要對制造過程進(jìn)行更嚴(yán)格的工藝控制。對制造的器件進(jìn)行測量是工藝控制中的核心問題之一，光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量技術(shù)具有速度快、成本低、非破壞性等優(yōu)點，在半導(dǎo)體制造先進(jìn)工藝控制中有重要應(yīng)用。光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量技術(shù)是一種基于模型的方法，因此快速準(zhǔn)確的建模計算是光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量的核心要素之一。

光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量由兩個關(guān)鍵技術(shù)支撐，即正向光學(xué)特性建模和反向幾何參數(shù)提取。在諸多正向光學(xué)特性建模方法中，嚴(yán)格耦合波分析理論(RCWA)因其建模精度高、適用對象廣，普遍應(yīng)用于周期性納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模中。在嚴(yán)格耦合波分析過程中需要對周期性光柵結(jié)構(gòu)的相對介電常數(shù)及其倒數(shù)的分布表達(dá)式進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開。

近年來，為了保證CD不斷縮小時IC器件依然保持優(yōu)良性能，其結(jié)構(gòu)設(shè)計也從簡單的平面結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)向復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。主要包括多涂層結(jié)構(gòu)(multi-coatings)，多圖案結(jié)構(gòu)(multi-patterns)及曲邊結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)中提供的傅里葉系數(shù)求解方法往往只能針對規(guī)則光柵結(jié)構(gòu)，如果光柵結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜(如多區(qū)域光柵，曲形光柵結(jié)構(gòu)等)，傅里葉系數(shù)得獲取過程就會相當(dāng)繁瑣，從而使得利用RCWA進(jìn)行衍射分析時光柵形狀受到限制，進(jìn)一步地影響光學(xué)特性建模的效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模方法、裝置和存儲介質(zhì)，其目的在于簡化獲取周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)的過程，提高光學(xué)特性建模的效率。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模方法，包括：

S1、獲取所述周期性光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)材料的介電常數(shù)；將所述周期性光柵結(jié)構(gòu)拆分為若干區(qū)域，每個區(qū)域只包含一種材料；

S2、基于格林公式將各個所述區(qū)域的面積分轉(zhuǎn)化為各個所述區(qū)域邊界的線積分；

S3、利用各個所述區(qū)域邊界的線積分表示各個所述區(qū)域?qū)?yīng)的多邊形頂點的顯式解析表達(dá)式；

S4、從各個所述區(qū)域?qū)?yīng)的多邊形頂點的顯式解析表達(dá)式中獲取各個所述區(qū)域?qū)?yīng)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)，基于各個所述區(qū)域?qū)?yīng)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)確定所述周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)；

S5、利用所述周期性光柵結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)傅里葉系數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格耦合波分析，以實現(xiàn)所述周期性光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性建模。

在其中一個實施例中，所述S2具體包括：

針對任一區(qū)域D，基于格林公式將所述區(qū)域D的面積分轉(zhuǎn)化為邊界的線積分：