[发明专利]利用具有仿真衍射信号输入的支持向量机的光学计量

说明书

技术领域

本申请一般地涉及对半导体晶片上形成的结构的光学计量，更具体而言，涉及利用具有仿真衍射信号输入的支持向量机的光学计量。

背景技术

光学计量涉及将入射光束导向结构，测量所产生的衍射光束，并且对衍射光束进行分析来确定该结构的特征。在半导体制造中，光学计量一般被用于质量保证。例如，当在半导体晶片上的半导体芯片附近制作了周期光栅(periodic grating)后，光学计量系统被用来确定该周期光栅的轮廓。通过确定周期光栅的轮廓，可以对用来形成该周期光栅的制作工艺的质量进行评估，进而对制作该周期光栅附近的半导体芯片的制作工艺的质量进行评估。

一种传统的光学计量系统使用衍射建模技术，例如，严格耦合波分析(RCWA)，来对衍射光束进行分析。更具体而言，在衍射建模技术中，部分地基于求解麦克斯韦方程组来计算模型衍射信号。计算模型衍射信号包括执行耗时耗力的大量复杂计算。

发明内容

在一种示例性实施方式中，可以利用支持向量机来对半导体晶片上形成的结构进行检查。获得结构的轮廓模型。该轮廓模型是由表征该结构的几何形状的轮廓参数定义的。获得一组轮廓参数值。利用该组轮廓参数值，生成一组仿真衍射信号，其中每个仿真衍射信号表征从该结构衍射的光的行为。利用该组仿真衍射信号作为对支持向量机的输入，该组轮廓参数值作为该支持向量机的期望输出，来对该支持向量机进行训练。获得离开该结构的测得衍射信号。测得衍射信号被输入到经训练的支持向量机。获得结构的轮廓参数值，作为经训练支持向量机的输出。

附图说明

结合附图参考下面的描述将最好地理解本发明，在附图中，相似的部件由相似的标号标识：

图1示出了示例性光学计量系统；

图2示出了对半导体晶片上形成的结构进行检查的示例性过程；

图3A-3E示出了示例性轮廓模型；

图4A示出了示例性的一维结构；

图4B示出了示例性的二维结构；

图5A、5B和5C示出了二维结构的示例性轮廓模型；

图6A、6B和6C示出了支持向量机的精度图；

图7示出了利用支持向量机和临界尺寸扫描电子显微镜(CD-SEM)获得的结果的比较；

图8示出了对半导体晶片上形成的结构进行检查的另一个示例性过程。

具体实施方式

下面的描述阐述了许多具体配置、参数等。但是，应当认识到，这种描述不是要作为对本发明的范围的限制，而是提供来作为对示例性实施方式的描述。

参考图1，光学计量系统100可以用来对结构进行检查和分析。例如，光学计量系统100可用来确定在晶片104上形成的周期光栅102的特征。如前所述，周期光栅102可以被形成在晶片104的测试区域中，例如，邻近于晶片104上形成的器件。或者，周期光栅102可以被形成在器件的不与该器件的工作相干扰的区域中，或者沿晶片104上的划线。

如图1所示，光学计量系统100可以包括具有源106和探测器112的光学计量设备。周期光栅102被来自源106的入射光束108照明，在本示例性实施方式中，入射光束108以相对于周期光栅102的法线的入射角θ_i和方位角φ(即，入射光束108的平面和周期光栅102的周期的方向之间的角度)入射到周期光栅102上。衍射光束110以相对于法线的角度θ_d离开，并且被探测器112接收到。探测器112将衍射光束110转换成测得衍射信号，其可以包括反射系数、tan(Ψ)、cos(Δ)、傅立叶系数等。但是，应当认识到，入射光束108可以垂直于周期光栅102入射到周期光栅102上。

光学计量系统100还包括处理模块114，处理模块114具有支持向量机116。处理模块114配置来接收测得衍射信号，并且利用测得衍射信号和支持向量机116确定结构102的一个或多个特征。

参考图2，示出了用于确定半导体晶片上形成的结构的一个或多个特征的示例性过程200。在步骤202中，获得结构的轮廓模型。下面将更详细地描述，轮廓模型是由表征结构的几何形状的轮廓参数定义的。