一种光学临界尺寸测量方法、装置、介质及设备与流程

本说明书涉及半导体制造领域，尤其涉及一种光学临界尺寸测量方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、目前，在对待测光栅结构进行光学临界尺寸测量（optical critical dimension，ocd）时，通常是根据该待测光栅结构的测量光谱与预先构建的原生数据库中存储的各理论光谱进行匹配，将匹配上的理论光谱对应的结构数据，作为测量得到的该待测光栅结构的结构数据。具体的，在对该待测光栅进行ocd之前，通常会先构建该待测光栅结构对应的光栅模型，然后确定光栅模型的各种结构参数的取值，根据各种结构参数的取值构建若干个结构点，其中，每个结构点包含所有种类的结构参数，再根据各结构点包含的结构参数的取值，计算各结构点对应的理论光谱，从而汇集各结构点对应的理论光谱，构建该待测光栅结构的原生数据库。在ocd过程中，通过将待测光栅结构的测量光谱，与原生数据库中存储的理论光谱进行匹配，根据匹配的理论光谱所对应的光栅结构确定待测半导体的测量结果。因此，原生数据库的构建决定了ocd结果的准确性。

2、在现有技术中，在构建原生数据库时，通常会通过有限元法（finite elementmethod，fem）、边界元法（boundary element method，bem）等数值求解方法，计算不同结构点对应的光谱值，然后根据确定出的光谱值确定对应光谱，最终可根据确定出的光谱和各光谱对应的结构点构建原生数据库。但是，随着半导体芯片的光栅结构越来越复杂，光谱值计算量越来越大，计算耗时也越来越长，难以满足用户的需求。因此，本说明书提供一种光学临界尺寸测量方法、装置、介质及设备。

技术实现思路

1、本说明书提供了一种光学关键尺寸测量方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种光学临界尺寸测量方法，包括：

4、获取光栅模型的结构参数集合、结构参数的浮动值范围以及所述光栅模型对应的第一理论光谱值，其中，所述光栅模型基于待测光栅的结构建立；

5、根据所述结构参数的浮动值范围以及所述结构参数集合，采样得到结构点采样集；

6、将所述结构点采样集作为训练样本，确定光谱值计算模型的输出作为训练光谱值；

7、所述结构点采样集对应的所述训练光谱值与所述结构点采样集对应的所述第一理论光谱值的差异最小为优化目标，训练所述光谱值计算模型；其中，训练完成的光谱值计算模型用于根据输入的结构参数确定对应的第二理论光谱值。

8、可选地，所述获取光栅模型的结构参数集合、结构参数的浮动值范围的步骤，具体包括：

9、根据待测光栅的光栅结构设置所述光栅结构所对应的各种结构参数；

10、根据所述光栅结构的制造工艺，确定各种结构参数的浮动值范围；

11、根据所述各种结构参数的浮动值范围，确定所述光栅结构对应的光栅模型的结构参数集合。

12、可选地，所述根据所述结构参数的浮动值范围以及所述结构参数集合，采样得到结构点采样集的步骤，具体包括：

13、通过随机撒点法，分别在所述光栅模型的各种结构参数的浮动值范围内，随机采集至少一个取值；

14、根据在所述各种结构参数的浮动值范围内采样得到的取值，构建各结构点；

15、根据所述各结构点，确定所述光栅模型的结构点采样集。

16、可选地，所述根据所述结构参数的浮动值范围以及所述结构参数集合，采样得到结构点采样集的步骤，具体包括：

17、针对每种结构参数，根据该种结构参数的浮动值范围，确定第一采样步长；

18、按所述第一采样步长在所述浮动值范围内进行采样，确定该结构参数的各取值；

19、根据采样得到的各种结构参数的取值，构建结构点，根据构建的结构点，确定结构点采样集。

20、可选地，所述分别在所述光栅模型的各种结构参数的浮动值范围内，随机采集至少一个取值的步骤，具体包括：

21、针对每种结构参数，根据该种结构参数的浮动值范围，将所述浮动值范围划分为至少两个目标范围；

22、在每个目标范围内采样，确定该种结构参数的至少一个取值。

23、可选地，所述在每个目标范围内采样，确定该种结构参数的至少一个取值的步骤，具体包括：

24、针对每个目标范围，根据所述结构参数集合，确定该种结构参数在该目标范围内的取值的数量；

25、根据所述取值的数量，确定该种结构参数的第一采样数量，其中，所述第一采样数量与所述取值的数量正相关；

26、在该目标范围内确定所述第一采样数量的该结构参数的各取值。

27、可选地，所述根据所述结构参数的浮动值范围以及所述结构参数集合，采样得到结构点采样集的步骤，具体包括：

28、根据各种结构参数的浮动值范围内所对应的第一理论光谱值变化率，调整采集结构点的采样密度，其中，所述采样密度与所述第一理论光谱值变化率正相关。

29、可选地，所述结构点包括所述待测光栅的结构的侧壁角度、高度、深度、顶部宽度、底部宽度中的至少两种结构参数，所述光谱值为基于至少两种结构参数以及预设波长的入射光确定的。

30、可选地，通过多轮迭代过程，训练所述光谱值计算模型，其中：

31、采用递增的方式，确定每轮迭代过程的训练样本中结构点的数量；

32、按照该轮迭代过程的结构点的数量，对所述结构参数集合进行采样，将采样得到的各结构点作为该轮迭代过程的训练样本。

33、可选地，通过多轮迭代过程，训练所述光谱值计算模型，其中：

34、对所述训练样本进行采样，根据采样出的结构点，确定至少两个包含的结构点数量不同的训练集；

35、针对每轮迭代过程，确定与该轮迭代过程的上一轮迭代过程采用的训练集不同的训练集，用于本轮迭代过程的训练。

36、可选地，所述训练所述光谱值计算模型的步骤，具体包括：

37、根据所述差异的大小，按预设训练步长调整所述差异的优化速度/收敛速度；

38、当调整次数达到预设值时，减小所述预设训练步长，并再次按照减小后的预设训练步长调整所述光谱值计算模型的模型参数。

39、可选地，所述训练所述光谱值计算模型的步骤，具体包括：

40、记录训练过程中，所述光谱值计算模型每轮训练中确定的差异以及所述光谱值计算模型在该轮训练中调整参数前的模型参数；

41、当达到停止训练的条件时，根据记录的各差异确定目标差异；

42、以所述目标差异对应的模型参数作为所述光谱值计算模型的模型参数。

43、可选地，所述方法还包括：

44、用多个所述第二理论光谱值建立理论光谱值数据库；

45、模型的光谱值与所述理论光谱数据库中的各光谱值进行匹配；

46、将匹配成功的光谱值对应的结构参数作为所述待测光栅的结构参数。

47、本说明书提供了一种光学临界尺寸的测量装置，包括：

48、构建模块，用于获取光栅模型的结构参数集合、结构参数的浮动值范围以及所述光栅模型对应的第一理论光谱值，其中，所述光栅模型为基于待测光栅的结构建立；

49、采样模块，用于根据所述结构参数的浮动值范围以及所述结构参数集合，采样得到结构点采样集；

50、确定模块，用于将所述结构点采样集作为训练样本，确定光谱值计算模型的输出作为训练光谱值；

51、训练模块，用于所述结构点采样集所对应的所述训练光谱值与所述结构点采样集所对应的所述第一理论光谱值的差异最小为优化目标，以训练所述光谱值计算模型；其中，训练完成的光谱值计算模型用于根据输入的结构数据计算对应的第二理论光谱值。

52、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种光学临界尺寸的测量方法。

53、本说明书提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种光学临界尺寸的测量方法。

54、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

55、在本说明书提供的一种光学临界尺寸的测量方法中，通过获取光栅模型的结构参数集合以及对应的第一理论光谱值，并对结构参数集合进行采样，确定结构点采样集，作为光谱值计算模型的训练样本。以该光谱值计算模型的输出作为训练光谱值与对应的第一理论光谱值之间的差异最小为优化目标，训练该光谱值计算模型。该训练完成的光谱值计算模型用于根据输入的结构参数确定对应的第二理论光谱值。

56、从上述方法可以看出，通过训练完成的光谱值计算模型代替通过数值求解方法计算光谱值，提高了构建原生数据库的效率。并且，训练完成的光谱值计算模型的大小远小于原生数据库的大小，使得在不同设备进行光学临界尺寸测量时，可直接在不同设备中迁移训练完成的光谱值计算模型，代替原生数据库的迁移，提高了迁移速度并节省设备的存储资源，并且，在光谱值计算模型的训练过程中，通过对获取的光栅结构的采样，减少模型训练的时长。