專利名稱：對二維結(jié)構(gòu)生成模擬衍射信號的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片測量學(xué)，并且更具體地涉及生成光測量學(xué)中使用的模擬衍射信號。
背景技術(shù)：
可以利用光測量學(xué)確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓。光測量學(xué)通常涉及把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上并測量產(chǎn)生的衍射光束。典型地使測到的衍射光束的特征(即測到的衍射信號)和與已知輪廓(profile)關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的衍射信號(即模擬衍射信號)比較。當(dāng)測到的衍射信號和模擬衍射信號之一匹配時，則認(rèn)為和該匹配的模擬衍射信號關(guān)聯(lián)的輪廓代表該結(jié)構(gòu)的輪廓。
通常，生成模擬衍射信號的過程涉及進(jìn)行大量的復(fù)雜計算，這可以是時間密集的和計算密集的。對于輪廓在一維以上變化的結(jié)構(gòu)，計算的次數(shù)和復(fù)雜性增加。

發(fā)明內(nèi)容
在一示范實施例中，生成用來確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號，其中該輪廓在一維以上變化。對于結(jié)構(gòu)在第一維和第二維中的假想輪廓變化生成中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)結(jié)構(gòu)的假想輪廓的一部分。接著存儲生成的中間計算并且用來生成用于結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓的一個或多個模擬衍射信號。


通過連帶著附圖參照以下的說明可最佳地理解本發(fā)明，附圖中相同的部分用相同的數(shù)字表示
圖1描述一示例光測量學(xué)系統(tǒng)；圖2A-2E描述結(jié)構(gòu)的各種假想輪廓；圖3描述示例的一維結(jié)構(gòu)；圖4描述示例的二維結(jié)構(gòu)；圖5是一示例結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖6是另一個示例結(jié)構(gòu)的預(yù)視圖；圖7描述諧階(harmonic orders)鏈；圖8描述諧階陣列；圖9描述生成模擬衍射信號的示例過程；圖10描述假想層塊和庫的示例高速緩存；圖11描述層組的一個示例層或塊的前、后起因場和響應(yīng)場；圖12A和12B描述對結(jié)構(gòu)的假想輪廓生成模擬衍射信號的示例過程；圖13A和13B描述對結(jié)構(gòu)的假想輪廓生成模擬衍射信號的另一示例過程；圖14A和14B描述對結(jié)構(gòu)的假想輪廓生成模擬衍射信號的再一示例過程；圖15描述裝配成和一示例二維結(jié)構(gòu)的示例假想輪廓對應(yīng)的示例假想層塊組；以及圖16描述一個示例計算機(jī)系統(tǒng)。
具體實施例方式
下面的說明陳述一些具體的配置和參數(shù)等等。但是應(yīng)意識到，該說明不用來限制本發(fā)明的范圍，而是替代地按對示范實施例的說明提供的。
1.光測量學(xué)在一示范實施例中，利用光測量學(xué)確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓。如圖1中所描述，光測量系統(tǒng)100可以包括一個電磁源120，例如橢圓計、反射計等。用來自電磁源120的入射光束110照射結(jié)構(gòu)145。入射光束110以相對于結(jié)構(gòu)145的法線 為θi的入射角射到結(jié)構(gòu)145上。衍射光束115相對于法線 以角度θd離開。
如圖1中所描述，檢測器170接收衍射光束115。當(dāng)電磁源120是橢圓計時，接收并檢測衍射光束115的相對幅值(Ψ)和相角(Δ)。當(dāng)電磁源120是反射計時，衍射光束115的相對強(qiáng)度被接收并檢測。
為了確定結(jié)構(gòu)145的輪廓，光測量系統(tǒng)100包括一個把檢測器170接收的衍射光束115轉(zhuǎn)換成衍射信號(即測到的衍射信號)的處理模塊190。如后面說明那樣，接著可以利用基于庫的處理或基于回歸的處理確定結(jié)構(gòu)145的輪廓。
2.確定結(jié)構(gòu)輪廓的基于庫的處理在確定結(jié)構(gòu)輪廓的基于庫的處理中，測到的衍射信號和模擬衍射信號庫比較。更具體地，庫中的每個模擬衍射信號和結(jié)構(gòu)的一種假想輪廓關(guān)聯(lián)。當(dāng)在測到的模擬信號和庫中的一個模擬衍射信號之間得到匹配，例如在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)時，認(rèn)為和該匹配模擬衍射信號關(guān)聯(lián)的假想輪廓代表該結(jié)構(gòu)的實際輪廓。接著可以利用該匹配的模擬衍射信號和/或假想輪廓判定是否根據(jù)技術(shù)要求加工該結(jié)構(gòu)。
這樣，再次參照圖1，在一示范實施例中，當(dāng)獲得測到的衍射信號后，處理模塊190把測到的衍射信號和庫185中存儲的模擬衍射信號進(jìn)行比較。庫185包括和結(jié)構(gòu)145的各假想輪廓關(guān)聯(lián)的模擬衍射信號組。更具體地，在一示范實施例中，庫185包括配對的模擬衍射信號和結(jié)構(gòu)145的假想輪廓。每個配對中的模擬衍射信號包括假想生成的反射能力(reflectance)，在假定結(jié)構(gòu)145的輪廓是該模擬衍射信號和假想輪廓配對中的假想輪廓的情況下該反射能力表征衍射光束115的預(yù)期行為。
可以通過利用一組參數(shù)表征假想輪廓生成庫185中存儲的假想輪廓組，接著改變該參數(shù)組以產(chǎn)生不同形狀和尺寸的假想輪廓?？梢园牙靡环N參數(shù)表征輪廓的過程稱為參數(shù)化。
例如如圖2A中所描述，假定可以通過分別定義高度和寬度的參數(shù)h1和w1表征假想輪廓200。如圖2B至2E中所描述，可以通過增加參數(shù)數(shù)量表征假想輪廓200的補(bǔ)充形狀和特征。例如，如圖2B中所描述，可以利用分別定義高度、底寬和頂寬的參數(shù)h1、w1和w2表示假想輪廓200。注意可以把假想輪廓200的寬度稱為臨界尺寸(CD)。例如在圖2B中可以把參數(shù)w1和w2描述成分別定義假想輪廓200的底CD和頂CD。
如上面說明那樣，可以通過改變表征假想輪廓的參數(shù)生成庫185中存儲的假想輪廓組。例如參照圖2B，通過改變參數(shù)h1、w1和w2可以生成不同形狀和尺寸的假想輪廓。注意可以彼此相關(guān)地改變一個、二個或全部三個參數(shù)。
再次參照圖1，庫185中存儲的假想輪廓和模擬衍射信號組中的假想輪廓以及對應(yīng)的模擬衍射信號的數(shù)量(即，庫185的分辨率和/或范圍)部分地取決于該組參數(shù)以及該組參數(shù)改變的增量的范圍。在一示范實施例中，在從實際結(jié)構(gòu)得到測到的衍射信號之前生成庫185中存儲的假想輪廓和模擬衍射信號。這樣，可以根據(jù)對加工過程的熟悉以及可能的改變范圍選擇生成庫185中使用的范圍和增量(即范圍和/或分辨率)。還可以根據(jù)實驗測量，例如利用AFM、X-SEM等的測量，選擇庫185的范圍和/或分辨率。
對于基于庫的處理的更詳細(xì)說明，參見標(biāo)題為“循環(huán)柵格衍射信號庫的生成”于2001年7月16日申請的美國專利申請序號09/907,488，其整體收錄作為參考。
3.確定結(jié)構(gòu)輪廓的基于回歸的處理在確定結(jié)構(gòu)輪廓的基于回歸的處理中，測到的衍射信號和模擬衍射信號(即試探譜信號)比較。在利用一組用于假想輪廓的一組參數(shù)(即試探參數(shù))進(jìn)行比較之前生成模擬衍射信號。如果測到的衍射信號和模擬衍射信號不匹配，例如不在預(yù)置準(zhǔn)則之內(nèi)，利用另一組用于另一個假想輪廓的參數(shù)生成另一個模擬衍射信號，接著比較測到的衍射信號和新生成的模擬衍射信號。當(dāng)測到的衍射信號和模擬衍射信號匹配，例如在預(yù)置準(zhǔn)則之內(nèi)時，認(rèn)為和該匹配的模擬衍射信號關(guān)聯(lián)的假想輪廓代表該結(jié)構(gòu)的實際輪廓。接著可以利用該匹配的模擬衍射信號和/或假想輪廓判定是否根據(jù)技術(shù)要求加工該結(jié)構(gòu)。
這樣，再次參照圖1，在一示范實施例中，處理模塊190可以生成用于假想輪廓的模擬衍射信號，接著比較測到的衍射信號和該模擬衍射信號。如上面說明那樣，若測到的衍射信號和該模擬衍射信號不匹配，例如不在預(yù)置準(zhǔn)則之內(nèi)，則處理模塊190可以迭代地生成用于另一個假想輪廓的另一個模擬衍射信號。在一示范實施例中，可以利用優(yōu)化算法，例如包括模擬調(diào)整的全局優(yōu)化技術(shù)或者包括最陡下降算法的局部優(yōu)化技術(shù)，生成接著生成的模擬衍射信號。
在一示范實施例中，可以在庫185(即動態(tài)庫)中存儲模擬衍射信號和假想輪廓。然后可以在匹配測到的衍射信號中相繼地使用庫185中存儲的模擬衍射信號和假設(shè)輪廓。
對于基于回歸的處理的更詳細(xì)說明，參見標(biāo)題為“通過基于回歸的庫生成過程動態(tài)學(xué)習(xí)的方法和系統(tǒng)”于2001年8月6日申請的美國專利申請序號09/923,578，該申請整體收錄作為參考。
4.嚴(yán)格耦合波分析如上面說明那樣，生成模擬衍射信號以和測到的衍射信號比較。如下面說明那樣，在一示范實施例中，可以通過應(yīng)用麥克斯韋方程并利用求解麥克斯韋方程的數(shù)值分析技術(shù)生成模擬衍射信號。更具體地，在下面說明的實施例中，采用嚴(yán)格耦合波分析(RCWA)。但是應(yīng)理解，可以采用各種數(shù)值分析技術(shù)，包括RCWA的變型。
RCWA通常涉及把輪廓劃分成若干段、片或塊(以下簡稱為段)。對輪廓的每個段，利用麥克斯韋方程的傅里葉級數(shù)展開生成一個耦合微分方程系統(tǒng)(即電磁場分量和介電常數(shù)(ε))。接著利用涉及相關(guān)微分方程系統(tǒng)的特征矩陣的本征值和本征向量分解的對角化過程解出該微分方程系統(tǒng)。最后，利用遞歸耦合方法，例如散射矩陣方法，耦合該輪廓的各個段的解。對于散射矩陣方法的說明，參見Lifeng Li，“Formulation and comparison of two recusive matrix algorithms formodeling layered diffraction gratings”，J.Opt.Soc.Am.A13，PP1024-1035(1996)，其整體收錄作為參考。對于RCWA的更詳細(xì)說明，參見標(biāo)題為“用于快速嚴(yán)格耦合波分析的內(nèi)層計算的高速緩存”于2001年1月25日申請的美國專利申請序號09/770,997，該申請整體收錄作為參考。
在RCWA中，通過應(yīng)用勞倫定律或逆定律得到麥克斯韋方程的傅里葉級數(shù)展開。當(dāng)在其輪廓至少在一個維/方向上改變的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行RCWA時，通過在勞倫定律和逆定律中的適當(dāng)選擇可以提高收斂速度。更具體地，當(dāng)介電常數(shù)(ε)和電磁場(E)間的乘積的二個因子不具有同時的跳躍不連續(xù)性時，則應(yīng)用勞倫定律。當(dāng)這些因子(即介電常數(shù)(ε)和電磁場(E)間的乘積)只具有成對的互補(bǔ)跳躍不連續(xù)性時，應(yīng)用逆定律。對于更詳細(xì)的說明，參見Lifeng Li，“Use of Fourierseries in the analysis of discontinuous periodic structures”，J.Opt.Soc.Am.A13，PP1870-1876(1996年9月)，其整體收錄作為參考。
對于輪廓在一維上變化的結(jié)構(gòu)(本文中稱為一維結(jié)構(gòu))，只在一個方向上進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開，并且也只在一個方向上在應(yīng)用勞倫定律和逆定律之間進(jìn)行選擇。例如圖3中描述的循環(huán)柵格(grating)具有在一維上(即x方向)變化的輪廓，并且假定該柵格在y方向上大致是均勻的或連續(xù)的。從而，只在x方向上對圖3中描述的循環(huán)柵格進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開，并且也只在x方向?qū)?yīng)用勞倫定律或逆定律做出選擇。
但是，對于其輪廓在二個或更多維上改變的結(jié)構(gòu)(本文中稱為二維結(jié)構(gòu))，在二個方向上進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開，并且也在二個方向?qū)?yīng)用勞倫定律或逆定律做出選擇。例如，圖4中描述的循環(huán)柵格具有在二個維上(即x方向和y方向)變化的輪廓。從而，在x方向和y方向上對圖4中描述的循環(huán)柵格進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開，并且也在x方向和y方向上進(jìn)行應(yīng)用勞倫定律或逆定律的選擇。
另外，對于一維結(jié)構(gòu)，可以利用解析傅里葉變換(例如，sin(v)/v函數(shù))進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開。但是，對于二維結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)具有長方拼貼圖案(例如如圖5中描述)時才能利用解析傅里葉變換進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開。這樣，對于所有其它情況，例如當(dāng)結(jié)構(gòu)具有非長方形圖案(圖6中描述一個例子)，進(jìn)行數(shù)值傅里葉變換(例如通過快速傅里葉變換)。
在RCWA中，彼此相關(guān)地排列所有諧階(harmonic orders)。對于一維結(jié)構(gòu)，由于可以在一個鏈中對諧階排序，該過程是直接的。例如如圖7中所描述，可以在一個從-2到2的簡單鏈中對范圍從-2到+2的諧階排序。從而，可以在一對一的基礎(chǔ)上彼此關(guān)聯(lián)每個諧階。
相反，對于例如圖8中所描述的二維結(jié)構(gòu)，各個衍射階出現(xiàn)在一個陣列中。從而，為了使一對階和另一對階關(guān)聯(lián)，把衍射階陣列投影到一維上。從而，對每對階分類并且相應(yīng)地組織算法以保證采用正確的次序。
例如，在一示范實施例中，為了計算齊次段內(nèi)外的各波模(即一個段的瑞利波模)并且形成電磁場的微分方程組，按如下定義散布關(guān)系γm,n=k2·ϵ-α2-β2]]>α=α0+m·λPx]]>及β=β0+n·λPy]]>其中，m和n是分別和x、y方向相關(guān)的二維衍射階數(shù)；Px和Py是各自的周期；k是波數(shù)(2π/λ)；并且ε是介電常數(shù)(＝n2)。在超地層(superstrate)(即從其照射該結(jié)構(gòu)的介質(zhì))中，假定ε是實數(shù)，即不存在吸收。如果α2+β2小于k2，則γ是一個純實數(shù)，這意味著物理上對應(yīng)的波模正在傳播。但是，如果α2+β2大于k2，則γ是一個純虛數(shù)，這意味著對應(yīng)的波模是損耗的即指數(shù)衰減的。從而，可以從最小值開始相對于項α2+β2的值對諧階分類。在這種方式下，保證通過它們的消失程度對γm，n(其中m，n表示二維階)并且進(jìn)而對階(m，n)本身分類。
此外，如前面說明那樣，可以從本征分解獲得本征值和本征向量。對應(yīng)的波模(循環(huán)段內(nèi))稱為布喇格(Bragg)波模。取決于是解一階還是二階微分方程，可以直接取得本征值或計算平方根。在后一情況下，通過強(qiáng)制平方根的虛部是正的，可以得到平方根的適當(dāng)解。接著，從最小值開始可以通過虛部分類本征值并且進(jìn)而分類階，并且相應(yīng)地分類本征向量。
作為例子，圖4中作為一個二維結(jié)構(gòu)描述一個棋盤柵格。但是應(yīng)理解，二維結(jié)構(gòu)可以包括各種具有在一維以上變化的輪廓，例如接觸孔、桿等的結(jié)構(gòu)。
5.本征解的高速緩存和檢索如前面說明那樣，生成模擬衍射信號的過程可以涉及進(jìn)行大量復(fù)雜的計算。另外，隨著假想輪廓復(fù)雜性的增加，為假想輪廓生成模擬衍射信號所需的計算次數(shù)和復(fù)雜性也增加。
因此，在一示范實施例，可以在生成一個或多個模擬衍射信號之前把生成模擬衍射信號中的完成的一部分計算作為中間計算存儲。如上面說明那樣，在RCWA中，部分地利用本征分解解出輪廓的每個段的微分方程系統(tǒng)。這樣，在本實施例中，在生成一個或多個模擬衍射信號之前，計算并存儲用來解出輪廓的每個段的微分方程系統(tǒng)的本征值和本征向量(即本征解)。當(dāng)在生成一個或多個模擬衍射信號中要解出該微分方程系統(tǒng)時檢索先前計算并存儲的本征解。
更具體地，參照圖9，在本示范實施例中，在步驟902，在生成一個或多個用于一個或多個假想輪廓的模擬衍射信號之前，計算一組會在為一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號中使用的本征解。這樣，對各種不同的幾何條件和/或材料計算該組本征解，在為一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號中可以使用這些本征解。
更具體地，如上面說明那樣，在為一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號中，把每個假想輪廓劃分成若干段，其中一特定段的幾何對應(yīng)于該假想輪廓的一特定部分的幾何。此外，每個假想輪廓可以包括不同的材料層。這樣，一特定段可以對應(yīng)該假想輪廓的一特定部分的材料。
例如，可以把假想輪廓劃分成若干長方段，其中每個長方段具有不同的寬度并和該假想輪廓的某特定部分的寬度對應(yīng)。注意，盡管本征解對寬度的改變是靈敏的，即這意味著不同寬度的長方段具有不同的本征解，但它們不敏感高度上的改變，這意味著不同高度的長方段具有相同的本征解。這樣，當(dāng)采用長方段時，可以為不同長度的長方段計算一組可在生成庫時使用的本征解。
另外，作為例子，假定假想輪廓包括一層在一層保護(hù)層上的氧化層。在該例子中，該假想輪廓可至少劃分成二段，其中第一段對應(yīng)該氧化層而第二段對應(yīng)該保護(hù)層。從而，為氧化層和保護(hù)層計算本征解。另外，假定使用長方段，對構(gòu)成和該假想輪廓的第一部分對應(yīng)的氧化層的各個寬度不同的長度段計算本征解，并對構(gòu)成和該假想輪廓的第二部分對應(yīng)的保護(hù)層的各個寬度不同的長方段計算本征解。
此外，出于簡明，在二維情況下描述假想輪廓的各個段。但是應(yīng)注意，對于具有在二維或更多維上變化的輪廓的結(jié)構(gòu)(即二維結(jié)構(gòu))，這些段可具有更復(fù)雜的形狀和參數(shù)化。
例如，如果采用長方段，這些段可以具有二維上的寬度(即x方向上的寬度和y方向上的寬度，二個方向可垂直或不垂直)，可具有一個或多個圓角等等。另外，如果采用橢圓段，例如對接觸孔或桿，這些橢圓段可以具有直徑(例如x方向上的直徑，y方向上的直徑)，可具有描述對橢圓或?qū)匦纹x的參數(shù)(例如，對于某橢圓的等于2的橢圓指數(shù)，并且越加大該指數(shù)橢圓橫截段的形狀越接近矩形)等等。
但是應(yīng)注意，段可以具有復(fù)雜性變化的各種形狀。例如，段可以包括形狀的組合，例如長方形的組合。
在步驟904，存儲算出的本征解組?？梢栽诖鎯ζ?、文件等中存儲算出的本征解組。另外，為了容易檢索可以對算出的本征解組加索引。
在一示范實施例中，在上面說明的方式下，對變化的幾何和/或材料并且對變化的波長或入射角生成并存儲算出的本征解組，以供基于存儲的本征解生成一個或多個模擬衍射信號。在一具體示范實施例中，根據(jù)嵌套層次生成并存儲算出的本征解組，這意味著在對一個或多個參數(shù)(即幾何、材料、波長、入射角等)的多次嵌套迭代(即循環(huán))下生成并存儲本征解。
例如，在第一循環(huán)中改變各個段的幾何。在第二循環(huán)中，在對笫一循環(huán)的每次迭代改變段的材料下重復(fù)第一循環(huán)。在第三循環(huán)中，在對第一循環(huán)的每次迭代以及第二循環(huán)的每次迭代改變?nèi)肷涔馐牟ㄩL下重復(fù)前二個迭代。替代地，對于角度分辨測量學(xué)(即其中改變?nèi)肷浣堑臏y量學(xué))，在第三循環(huán)中可改變?nèi)肷涔馐娜肷浣嵌皇歉淖儾ㄩL。但應(yīng)意識到，循環(huán)的次序和數(shù)量是可改變的。
在步驟906，生成假想輪廓。如上面說明那樣，可以用一組參數(shù)表征假想輪廓，可以接著改變該參數(shù)組以生成一組假想輪廓。
在步驟908，把假想輪廓劃分成段。在步驟910，對每個段生成一個微分方程系統(tǒng)。在步驟912，檢索和該段對應(yīng)的先前已算出前存儲的本征解。在步驟914，利用為該段檢索的本征解解出該微分方程系統(tǒng)。
在步驟916，如果尚未到達(dá)最后的段，對該假想輪廓的剩余段重復(fù)步驟910至914。如果已達(dá)到最后的段，在步驟918耦合用于該假想輪廓的各個段的解以得到該假想輪廓的解。在步驟920接著把該解存儲成用于該假想輪廓的模擬衍射信號。
在步驟922，如果要生成用于另一個假想輪廓的模擬衍射信號，重復(fù)步驟908至920。若已到達(dá)最后的假想輪廓，停止處理。
在一個其中利用基于庫的處理確定結(jié)構(gòu)的輪廓的示范實施例中，根據(jù)先前生成并存儲的本征解通過改變幾何和/或材料以及改變波長或入射角生成并存儲假想輪廓以及對應(yīng)模擬衍射信號的庫。在一具體示范實施例中，在和先前生成并存儲的本征解相同的嵌套層次下生成并存儲假想輪廓以及對應(yīng)模衍衍射信號的庫。
在另一個其中利用基于回歸的處理確定結(jié)構(gòu)的輪廓的示范實施例中，根據(jù)先前生成并存儲的本征解生成一個或多個模擬衍射信號。
6.梯形如前面所說明，在生成一個或多個模擬衍射信號前計算并存儲本征解可以減少用來生成該一個或多個模擬衍射信號的計算時間。在一示范實施例中，通過為各段組成的多個塊(以下稱為“假想層”)生成中間計算(以下稱為“衍射計算”)可以進(jìn)一步減少用來生成一個或多個模擬衍射信號的計算時間。
例如，參照圖10，多個假想層1002(例如假想層1002.1-1002.12)可以一起歸成一個假想層塊1004(例如假想層塊1004.1-1004.4)。每個假想層1002(即一個段)表示假想輪廓的一個層(即一個部分)。
在本例中，假想層1002.1、1002.2和1002.3描述成歸到一起以形成假想層塊1004.1。假想層1002.4、1002.5和1002.6描述成歸到一起以形成假想層塊1004.2。假想層1002.7、1002.8和1002.9描述成歸到一起以形成假想層塊1004.3。假想層1002.10、1002.11和1002.12描述成歸到一起以形成假想層塊1004.4。以這種方式，可以生成若干不同尺寸和形狀的假想層塊1004。盡管在圖10中把假想層塊1004描述成包括三個假想層1002，應(yīng)意識到它們可以包括任何數(shù)量的假想層1002。
對假想層塊1004內(nèi)的每個假想層1002生成衍射計算。然后通過聚集每個假想層塊1004內(nèi)的每個假想層1002的衍射計算，生成每個假想層塊1004的衍射計算。
更準(zhǔn)確地說，在一示范實施例中，衍散計算的結(jié)果是散布矩陣。參照圖11，散布矩陣S把層或?qū)訅K的正面和背面的起因場連接到響應(yīng)場上。散布矩陣具有4個子矩陣(即，正面激勵的反射矩陣rf和傳輸矩陣tf以及背面激勵的反射矩陣rb和傳輸矩陣tb)ufdb=S·dfub,S=rftbtfrb]]>通過所謂的W矩陣可以從上波和下波得到切向電磁場分量。
重新參照圖10，接著存儲衍射計算和假想層塊1004。更具體地，在高速緩存1006中成對存儲衍射計算和假想層塊1004。
例如，對假想層塊1004.1，生成假想層1002.1、1002.2以及1002.3的衍射計算。然后通過聚集假想層1002.1、1002.2和1002.3的衍射計算生成假想層塊1004.1的衍射計算。然后在高速緩存1006中存儲假想層塊1004.1以及和假想層塊1004.1關(guān)聯(lián)的衍射計算。以類似的方式，生成假想層塊1004.2、1004.3和1004.4的衍射計算并且存儲在高速緩存1006中。
盡管描述并說明四個要生成的并且在高速緩存1006中存儲的假想層塊1004，應(yīng)意識到可以生成任何數(shù)量的各種形狀及配置的假想層塊1004并存儲到高速緩存1006中。實際使用中，高速緩存1006可以包括幾萬或幾十萬個的假想層塊1004以及衍射計算。
另外，盡管圖10描述在高速緩存1006中以圖形格式存儲假想層塊1004，可以在各種格式下存儲假想層塊1004。例如，可以利用定義它們的形狀的參數(shù)存儲假想層塊1004。
接著利用存儲的假想層塊1004生成用于一個或多個假想輪廓的一個或多個模擬衍射信號。更準(zhǔn)確地說，可以利用一個或多個假想層塊1004表征一個假想輪廓，然后可以利用該一個或多個假想層塊1004的對應(yīng)衍射計算為該假想輪廓生成模擬衍射信號。
在一些應(yīng)用中，可以用一個假想層塊1004表征一個假想輪廓。例如，參照圖12A，作為例子假定要為假想輪廓1200A生成模擬衍射信號。如上面說明那樣，從高速緩存1006中選擇表征假想輪廓1200A的假想層塊1004。可利用誤差最小算法，例如平方和算法，選擇適當(dāng)?shù)募傧雽訅K1004。
如圖12A中所描述，在該例子中，從高速緩存1006選擇假想層1004.1。接著從高速緩存1006檢索和假想層塊1004.1關(guān)聯(lián)的衍射計算。然后施加邊界條件以生成用于假想輪廓1200A的模擬衍射信號。
如前面所說明，可以改變定義假想輪廓1200A的參數(shù)組以定義另一個假想輪廓。在本例中，參照圖12B，假定改變參數(shù)以定義假想輪廓1200B。
如圖12B所描述，從高速緩存1006選擇假想層塊1004.4。接著從高速緩存1006檢索和假想層塊1004.4關(guān)聯(lián)的衍射計算。然后施加邊界條件以生成用于假想輪廓1200B的模擬衍射信號。
在一些應(yīng)用中，可以用多個假想層塊1004表征假想輪廓。例如參照圖13A，可以通過假想層塊1004.1、1004.2和1004.3表征輪廓1300A。在本實施例中，可以應(yīng)用誤差最小算法確定用來表征輪廓1300A的適當(dāng)假想層塊組1004。
在本例中，為輪廓1300A從高速緩存1006檢索和假想層塊1004.1、1004.2和1004.3關(guān)聯(lián)的衍射計算。然后施加邊界條件以生成用于輪廓1300A的模擬衍射信號。更具體地，施加輪廓1300A頂和底上的邊界條件。
如上面所說明，可以改變定義假想輪廓1300A的參數(shù)以定義其它輪廓。在本例中，參照圖13B，假定改變這些參數(shù)以定義假想輪廓1300B。
如圖13B所描述，可以用假想層塊1004.1、1004.3和1004.4表征假想輪廓1300B。由此，從高速緩存1006檢索和假想層塊1004.1、1004.3和1004.4關(guān)聯(lián)的衍射計算。然后施加邊界條件以便為假想輪廓1300B生成模擬衍射信號。
在一些應(yīng)用中，一個假想輪廓可以包括多種材料。例如，參照圖14A，假定假想輪廓1400用于表示由二種材料構(gòu)成的循環(huán)柵格的實際輪廓。更具體地，如圖14A中所描述，假想輪廓1400包括第一層1402和第二層1404。在本例中，假定第一層1402代表實際輪廓的氧化層，而第二層1404代表實際輪廓的金屬層。注意假想輪廓1400可包括任何數(shù)量的層以表示實際輪廓中的任何數(shù)量的材料層。
參照圖14B，在本例中假定高速緩和存1006包括各種材料以及各種形狀的假想層塊1004。例如假定假想輪廓塊1004.1和1004.3代表氧化層而假想輪廓1004.2和1004.4代表金屬層。因此，如圖14B中所描述，輪廓1400可以由來自高速緩存1006的假想層塊1004.3和1004.4表征。然后施加邊界條件以為輪廓1400生成模擬衍射信號。
迄今，把假想層1002和假想層塊1004描述成分別具有長方形狀和梯形形狀。如前面指出那樣，對假想層1002的衍射計算取決于它的寬度但和它的高度無關(guān)。但是，對假想層塊1004的衍射計算取決于它的高度以及它的寬度。從而，高速緩存1006中存儲的假想層塊1004部分地通過它們的寬度和它們的高度表征和編索引。更具體地，當(dāng)假想層塊1004具有對稱梯形形狀時，可以用它們的高度、底寬(底CD)和頂寬(頂CD)對它們編索引。但是，如前面指出那樣，假想層塊1004可以具有各種形狀。由此，可以用任何數(shù)量的參數(shù)表征它們和編索引。
此外，迄今，把假想輪廓說明成并描述成用段的組合(如節(jié)3中所說明)和用層決的組合(如節(jié)4中所說明)表征。但是應(yīng)注意，可以利用一個或多個假想層塊和一個或多個段的組合表征假想輪廓。
另外，出于簡明，一直按二維描述假想層和假想層塊。但是應(yīng)注意，對于輪廓在二維或多維中變化的結(jié)構(gòu)(即二維結(jié)構(gòu))，假想層和/或假想層塊可以具有更加復(fù)雜的形狀和參數(shù)化。
例如如圖15中所描述，如果使用長方假想層塊，這些塊可以具有二維上的寬度(例如x方向上的寬度，y方向上的寬度，二個方向可能正交或不正交)、一個或多個圓角等等。另外，如果使用橢圓假想層塊，例如對接觸孔或桿，橢圓塊可具有直徑(例如x方向上的直徑，y方向上的直徑)、描述對橢圓或?qū)匦纹x的參數(shù)(例如，對于某橢圓等于2的橢圓指數(shù)，并且越加大該指數(shù)橢圓橫截段的形狀越接近矩形)等等。
但是，應(yīng)注意，假想層和/或假想層塊可以具有各種復(fù)雜性不同的形狀。例如，假想層和/或假想層塊可以包括形狀的組合，例如長方形狀的組合。
在其中利用基于庫的處理確定結(jié)構(gòu)輪廓的一示范實施例中，根據(jù)先前生成并存儲的假想層塊改變幾何和/或材料以及改變波長或入射角生成并存儲假想輪廓和對應(yīng)模擬衍射信號的庫。
參照圖16，在一具體示范實施例中，利用計算機(jī)系統(tǒng)1600生成庫185。如前面指出和下面更詳細(xì)說明那樣，生成庫185的過程可涉及進(jìn)行大量的復(fù)雜計算。
例如，假定要對帶有200nm的底CD的輪廓的循環(huán)柵格生成一組假設(shè)輪廓。假定期望該循環(huán)柵格的底CD具有10％的處理偏差，這意味著預(yù)期底CD在約180到約200nm之間變化。還假定頂CD預(yù)期在約160到約180nm之間變化。假定該循環(huán)柵格的額定厚度(即高度)約為500nm并預(yù)期10％的處理偏差，這意味著高度可以在約450到約550nm之間變化。現(xiàn)在假定期望分辨率是1nm，這意味著假想輪廓的每個參數(shù)按1nm的增量變化。
在生成該組假想輪廓中，各假想輪廓的頂CD按1nm的步長在160到180nm之間變化。各假想輪廓的底CD按1nm的步長在180到220nm之間變化。各假想輪廓的厚度/高度按1nm的步長在450到550nm之間變化。這樣，在該例中，總共87,000個假想輪廓(即，頂CD的21種變化×底CD的41種變化×厚度/高度的101種變化)。
現(xiàn)在假定在53種不同波長下對每個假想輪廓生成衍射計算。還假定每個衍射計算使用6個9階和8字節(jié)的矩陣，這總共為17千字節(jié)。由此，在本例中為了在53種不同波長下對全部87,000個假想輪廓存儲衍射計算，總共需要78吉字節(jié)。
通常，在庫中對輪廓在一維以上變化的結(jié)構(gòu)存儲比輪廓只在一維上變化的結(jié)構(gòu)數(shù)量更多的模擬衍射信號。例如，輪廓在一維上變化的結(jié)構(gòu)(即一維結(jié)構(gòu))的單次求解計算時間按M3度量，其中M是一個方向上保有的諧階數(shù)量。相反，輪廓在二維上變化的結(jié)構(gòu)(即二維結(jié)構(gòu))的單次求解計算時間按8M6度量。這樣，如果保有總共±5個諧階，二維結(jié)構(gòu)和一維結(jié)構(gòu)之間單次求解計算時間上的差別可按10648因數(shù)增加。
從而，計算機(jī)系統(tǒng)1600可包括多個配置成并行地完成計算部分的處理器1602。但是，計算機(jī)系統(tǒng)1600可配置成帶有單個處理器1602。
另外，計算機(jī)系統(tǒng)1600可以包括可由該多個處理器1602存取的存儲器1604，其是用大存儲量，例如8吉字節(jié)、16吉字節(jié)、32吉字節(jié)等配置的。但是應(yīng)意識到，計算機(jī)系統(tǒng)1600可配置成帶有任何數(shù)量和大小的存儲器1604。
這樣，在一示范實施例中，可以根據(jù)高速緩存1006中存儲的用于假想層塊的衍射計算生成一組存儲在庫185中的假想輪廓的模擬衍射信號。更具體地，對庫185中存儲的每個假想輪廓，從高速緩存1006中存儲的假想層塊選擇一個或多個表征該假想輪廓的假想層塊。然后施加邊界條件以便為該假想輪廓生成模擬衍射信號。接著把該模擬衍射信號和該假想輪廓存儲在庫185中?？梢砸愿鞣N格式存儲假想輪廓，例如圖形地、采用定義假想輪廓的參數(shù)地或者二者。
在一示范實施例中，如圖16中所描述，高速緩存1006可駐留在存儲器1604中。這樣，和高速緩存1006駐留在硬盤機(jī)中相比，計算機(jī)系統(tǒng)1600并且更具體地各處理器1602可以更快地訪問高速緩存1006中存儲的假想層塊和假想輪廓。
另外，在一示范實施例中，庫185可駐留在各種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中。例如，庫185可以駐留在一張光盤上，當(dāng)生成庫185時通過計算機(jī)系統(tǒng)1600把庫185寫在該光盤上并且當(dāng)利用庫確定晶片140(圖1)上的循環(huán)柵格145(圖1)的輪廓時由單個處理模塊190(圖1)讀該庫。
在另一個其中利用基于回歸的處理確定結(jié)構(gòu)的輪廓的示范實施例中，根據(jù)先前生成并存儲的假想層塊生成一個或多個模擬衍射信號?？梢酝ㄟ^一個或更多的處理器1602生成該一個或多個模擬衍射信號。此外，可以把假想層塊存儲在高速緩存1006中?？梢园焉傻哪M衍射信號存儲在庫185中。
上面對本發(fā)明的特定實施例的說明是出于示意和說明的目的給出的。它們不是排它的或者不是用來把本發(fā)明限制在所公開的精細(xì)形式下，并且應(yīng)理解根據(jù)上面的講授許多修改和變型是可能的。為了最好地解釋本發(fā)明的原理和它的實際應(yīng)用選擇并說明這些實施例，以便能使業(yè)內(nèi)人士在適應(yīng)預(yù)期的具體應(yīng)用下最佳地采用本發(fā)明以及帶有各種修改的各種實施例。許多其它變型也認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的方法，其中該輪廓在一維以上變化，該方法包括生成中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各個中間計算；存儲生成的中間計算；以及根據(jù)存儲的中間計算為該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成模擬衍射信號的本征值和本征向量。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有一寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成模擬衍射信號的散布矩陣。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中散布矩陣對應(yīng)于各段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)假想輪廓的一部分，其中每個段具有寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中該嵌套層次包括嵌套在第二循環(huán)內(nèi)的第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中在庫中存儲一個或多個模擬衍射信號以供用在用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于庫的處理中。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中該基于庫的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；以及把測到的衍射信號和該庫中存儲的一個或多個模擬衍射信號比較以確定結(jié)構(gòu)的輪廓。
12.如權(quán)利要求1的方法，其中作為用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于回歸的處理的一部分生成一個或多個模擬衍射信號。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中該基于回歸的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；將測到的衍射信號和利用存儲的中間計算生成的一個第一模擬衍射信號比較；以及當(dāng)測到的衍射信號和該第一模擬衍射信號不在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)匹配時利用存儲的中間計算生成一個第二模擬衍射信號；以及利用該第二模擬衍射信號重復(fù)該比較步驟。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中利用優(yōu)化算法生成該第二模擬衍射信號。
15.一種生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的方法，其中該輪廓在一維以上變化，該方法包括生成用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)的中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各個中間計算；存儲生成的中間計算；以及根據(jù)存儲的中間計算為該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中中間計算是本征值和本征向量，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有一寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
17.如權(quán)利要求15的方法，其中中間計算是散布矩陣，其中一個散布矩陣對應(yīng)于由各段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)于假想輪廓的一部分，其中每個段具有一寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
19.如權(quán)利要求15的方法，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中該嵌套層次包括嵌套在第二循環(huán)內(nèi)的第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
21.如權(quán)利要求15的方法，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
22.如權(quán)利要求15的方法，其中在庫中存儲一個或多個模擬衍射信號以供用在用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于庫的處理中。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中該基于庫的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；以及將測到的衍射信號和該庫中存儲的一個或多個模擬衍射信號比較以確定結(jié)構(gòu)的輪廓。
24.如權(quán)利要求15的方法，其中作為用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于回歸的處理的一部分生成一個或多個模擬衍射信號。
25.如權(quán)利要求24的方法，其中該基于回歸的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；將測到的衍射信號和利用存儲的中間計算生成的一個第一模擬衍射信號比較；以及當(dāng)測到的衍射信號和該第一模擬衍射信號不在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)匹配時利用存儲的中間計算生成一個第二模擬衍射信號；以及利用該第二模擬衍射信號重復(fù)該比較步驟。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中利用優(yōu)化算法生成該第二模擬衍射信號。
27.一種生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的方法，其中該輪廓在一維以上變化，該方法包括生成中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各個中間計算；存儲生成的中間計算；以及根據(jù)存儲的中間計算作為用來確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于庫的處理的一部分為該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
28.如權(quán)利要求27的方法，其中該基于庫的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；以及把測到的衍射信號和該庫中存儲的一個或多個模擬衍射信號比較以確定結(jié)構(gòu)的輪廓。
29.如權(quán)利要求27的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成模擬衍射信號的本征值和本征向量，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
30.如權(quán)利要求27的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的散布矩陣，其中散布矩陣對應(yīng)于由各個段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)于假想輪廓的一部分，其中每個段具有寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
32.如權(quán)利要求27的方法，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中該嵌套層次包括嵌套在一個第二循環(huán)內(nèi)的一個第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在一個第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
34.如權(quán)利要求27的方法，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
35.一種生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的方法，其中該輪廓在一維以上變化，該方法包括生成中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各個中間計算；存儲生成的中間計算；以及根據(jù)存儲的中間計算作為用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于回歸的處理的一部分為該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
36.如權(quán)利要求35的方法，其中該基于回歸的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的一個衍射信號(測到的衍射信號)；將測到的衍射信號和利用存儲的中間計算生成的一個第一模擬衍射信號比較；以及當(dāng)測到的衍射信號和該第一模擬衍射信號不在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)匹配時利用存儲的中間計算生成一個第二模擬衍射信號；以及利用該第二模擬衍射信號重復(fù)該比較步驟。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中利用優(yōu)化算法生成該第二模擬衍射信號。
38.如權(quán)利要求35的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的本征值和本征向量，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
39.如權(quán)利要求35的方法，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的散布矩陣，其中散布矩陣對應(yīng)于由各個段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)假想輪廓的一部分，其中每個段具有寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
40.如權(quán)利要求39的方法，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
41.如權(quán)利要求35的方法，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
42.如權(quán)利要求41的方法，其中該嵌套層次包括嵌套在一個第二循環(huán)內(nèi)的一個第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
43.如權(quán)利要求35的方法，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
44.一種生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的系統(tǒng)，其中該輪廓在一維以上變化，該系統(tǒng)包括一個配置成生成中間計算的處理器，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各個中間計算；一個配置成存儲生成的中間計算的存儲介質(zhì)，其中根據(jù)該存儲介質(zhì)中存儲的中間計算對該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
45.如權(quán)利要求44的系統(tǒng)，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的本征值和本征向量。
46.如權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
47.如權(quán)利要求44的系統(tǒng)，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的散布矩陣。
48.如權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中散布矩陣對應(yīng)于由各個段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)于假想輪廓的一部分，其中每個段具有寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
49.如權(quán)利要求48的系統(tǒng)，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
50.如權(quán)利要求44的系統(tǒng)，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
51.如權(quán)利要求50的系統(tǒng)，其中該嵌套層次包括嵌套在一個第二循環(huán)內(nèi)的一個第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在一個第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
52.如權(quán)利要求44的系統(tǒng)，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
53.如權(quán)利要求44的系統(tǒng)，其中在庫中存儲一個或多個模擬衍射信號以供用在用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于庫的處理中。
54.如權(quán)利要求53的系統(tǒng)，其中該處理器配置成得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；以及將測到的衍射信號和該庫中存儲的一個或多個模擬衍射信號比較以確定結(jié)構(gòu)的輪廓。
55.如權(quán)利要求44的方法，其中作為用來確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于回歸的處理的一部分，生成一個或多個模擬衍射信號。
56.如權(quán)利要求55的方法，其中該處理器配置成得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；將測到的衍射信號和利用存儲的中間計算生成的一個第一模擬衍射信號比較；以及當(dāng)測到的衍射信號和該第一模擬衍射信號不在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)匹配時利用存儲的中間計算生成一個第二模擬衍射信號；以及利用該第二模擬衍射信號重復(fù)該比較步驟。
57.如權(quán)利要求56的方法，其中利用一個優(yōu)化算法生成該第二模擬衍射信號。
58.一種含有使計算機(jī)生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號的計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中該輪廓在一維以上變化，包括指令用于生成中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的一假想輪廓的一部分，以及其中對該假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各中間計算，存儲生成的中間計算；以及根據(jù)存儲的中間計算對該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號。
59.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的本征值和本征向量值。
60.如權(quán)利要求59的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中把該結(jié)構(gòu)的假想輪廓劃分成多個段，其中一組本征值和本征向量和一個具有寬度和高度的段對應(yīng)，并且該組本征值和本征向量對該段的寬度敏感但對該段的高度不敏感。
61.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中中間計算是用來求解嚴(yán)格耦合波分析中的耦合微分方程系統(tǒng)以便生成一個模擬衍射信號的散布矩陣。
62.如權(quán)利要求61的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中散布矩陣對應(yīng)于由各個段組成的一個塊，其中每個段對應(yīng)于假想輪廓的一部分，其中每個段具有寬度和高度，并且其中一個段塊內(nèi)的各個段具有不同的寬度。
63.如權(quán)利要求62的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中對每個段生成一組本征值和本征向量，并且其中本征值和本征向量對段的寬度敏感但對段的高度不敏感。
64.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中利用參數(shù)的嵌套層次生成并存儲中間計算。
65.如權(quán)利要求64的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該嵌套層次包括嵌套在一個第二循環(huán)內(nèi)的一個第一循環(huán)，第二循環(huán)嵌套在一個第三循環(huán)內(nèi)，其中在第一循環(huán)中改變幾何參數(shù)，在第二循環(huán)中改變材料參數(shù)，以及在第三循環(huán)中改變波長或入射角參數(shù)。
66.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該結(jié)構(gòu)是柵格、接觸孔或桿。
67.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中在庫中存儲一個或多個模擬衍射信號以供用在用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于庫的處理中。
68.如權(quán)利要求67的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該基于庫的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；以及將測到的衍射信號和該庫中存儲的一個或多個模擬衍射信號比較以確定結(jié)構(gòu)的輪廓。
69.如權(quán)利要求58的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中作為用于確定結(jié)構(gòu)的輪廓的基于回歸的處理的一部分，生成一個或多個模擬衍射信號。
70.如權(quán)利要求69的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該基于回歸的處理包括得到通過把入射光束引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)上測出的衍射信號(測到的衍射信號)；將測到的衍射信號和利用存儲的中間計算生成的一個第一模擬衍射信號比較；以及當(dāng)測到的衍射信號和該第一模擬衍射信號不在預(yù)置準(zhǔn)則內(nèi)匹配時利用存儲的中間計算生成一個第二模擬衍射信號；以及利用該第二模擬衍射信號重復(fù)該比較步驟。
71.如權(quán)利要求70的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中利用一個優(yōu)化算法生成該第二模擬衍射信號。
全文摘要
可生成用于確定半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的輪廓的一個或多個模擬衍射信號，其中該輪廓在一維以上變化。對該結(jié)構(gòu)的假想輪廓在第一維和第二維上的變化生成各中間計算，其中每個中間計算對應(yīng)該結(jié)構(gòu)的假想輪廓的一個部分。然后存儲生成的中間計算并在用來為該結(jié)構(gòu)的一個或多個假想輪廓生成一個或多個模擬衍射信號中使用。
文檔編號G01N21/47GK1705888SQ200380101531
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者約爾格·比肖夫, 牛新輝 申請人:音質(zhì)技術(shù)公司