[发明专利]一种模型理论光谱计算方法和装置

说明书

本发明提供了一种模型理论光谱计算方法和装置。本申请的模型理论光谱计算方法，包括：建立样品形貌模型，并建立XOZ平面坐标系；获取样品形貌模型在XOZ平面坐标系的平面轮廓；在平面轮廓上获取多个采样点，并根据多个采样点构成初始点集；根据初始点集得到Z坐标分层值集合；根据Z坐标分层值集合计算理论光谱。本申请的模型理论光谱计算方法通过获取样品形貌模型在XOZ平面坐标系的平面轮廓，并记录平面轮廓中的多个采样点，根据多个采样点构成初始点集，根据初始点集的Z坐标值进行分层，能够在线形发生改变的地方对样品形貌模型进行分层，之后根据分层值进行理论光谱的计算，在保证精度的同时减少片层的划分数量，能够提升理论光谱计算的速度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种模型理论光谱计算方法和装置。

背景技术

随着半导体工业向深亚微米技术节点持续推进，集成电路线宽不断缩小，集成电路器件结构设计愈加复杂。只有通过严格的工艺控制才能获得功能完整的电路和高速工作的器件。

光学关键尺寸测量技术是当前半导体制造工艺中先进工艺控制的一个重要部分，具有速度快、成本低、非破坏性等优点，在半导体制造先进工艺控制中有重要应用。光学关键尺寸测量技术是一种基于模型的方法，因此快速准确的光学特性建模计算是光学关键尺寸测量的核心要素之一。在诸多光学特性建模计算方法中，严格耦合波分析理论(RCWA，Rigorous Coupled Wave Analysis)因其建模精度高、适用对象广，普遍应用于周期性介质的光学特性建模计算中，其主要流程是对样品形貌进行建模，然后对模型划分层数，然后计算理论光谱。

理想情况下半导体制造工艺中设计的样品形貌的侧壁角是直角，如图1所示。但实际上因半导体加工工艺如光刻、刻蚀等过程的限制，样品的实际形貌会出现圆顶、底脚、底切等复杂特征或侧壁角度变化不为90度情况，如图2所示。这种情况下，需要根据RCWA的要求对样品模型的形貌进行分层划分，通常的处理方法是沿竖直方向将二维模型划分出一系列长方形片层或对三维模型划分出一系列长方体块层。可以采用每个片层高度相同的方法即等片层高度方法对二维光栅样品模型的轮廓进行近似划分，如图3所示，对于每个片层，都是近似于一个矩形片层。模型划分层数Z影响理论光谱的计算精度和计算速度。Z越大，其计算结果的误差越小，但计算速度会越慢，计算速度与Z成反比，换句话说，计算时间与Z成正比。采用等片层高度方法的劣势在于，第一对复杂特征处和其它轮廓区域采用相同的划分高度，为达到要求的计算精度，会划分出更多的片层，从而降低计算速度。第二，包含轮廓的拐角的分层，如图4所示，将拐角处近似为一个矩形片层，会损失一定的精度。因此，为提高理论光谱的计算速度及精度需要对模型形貌的划分方法进行优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模型理论光谱计算方法和装置，该方法基于样品形貌模型的平面轮廓，对样品形貌模型的分层方式进行优化，从而高效地得到精确的理论光谱。

第一方面，本申请实施例提供一种模型理论光谱计算方法，其中，该方法包括：建立样品形貌模型，并建立XOZ平面坐标系；获取所述样品形貌模型在所述XOZ平面坐标系的平面轮廓；在所述平面轮廓上获取多个采样点，并根据多个采样点构成初始点集；根据所述初始点集得到Z坐标分层值集合；根据所述Z坐标分层值集合计算理论光谱。

本发明的模型理论光谱计算方法的有益效果在于：上述方法通过获取所述样品形貌模型在所述XOZ平面坐标系的平面轮廓，并记录所述平面轮廓中的多个采样点，根据所述多个采样点的Z坐标值进行分层，能够在平面轮廓发生改变的地方对样品形貌模型进行分层，之后根据分层值进行理论光谱的计算，在保证精度的同时减少片层的划分数量，能够提升理论光谱计算的速度。