(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211060933.0 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 上海精测半导体技 术有限公司 地址 201700 上海市青浦区徐泾镇双浜路 269、 299号1幢1、 3层 (72)发明人 张晓雷　张厚道　梁洪涛　施耀明　 (74)专利代理 机构 武汉蓝宝石专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42242 专利代理师 廉海涛 (51)Int.Cl. G01B 11/24(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种获取 理论光谱的方法、 形貌参数测量方 法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种获取 理论光谱的方法、 形貌 参数测量方法及装置。 周期性结构 包括若干周期 单元， 该方法包括： 沿周 期性结构底部到顶部的 方向Z， 将所述形貌模型划分出多个片层； 基于每 个所述片层在所述方向Z的介质分布， 获取相应 片层介电系数沿周期方向的连续函数； 然后计算 每个所述片层的介电系数的傅里叶系数； 最后利 用严格耦合波分析算法， 计算得到周期性结构的 理论光谱。 本发 明避免了对模型划分的片层侧面 轮廓的近似， 使得 RCWA计算中形貌模型的处理更 加贴合样品实际形貌模型， 得到了每个片层的介 电系数的连续函数， 提高了介电系数的傅里叶系 数计算精度， 提高了理论光谱计算精度和计算效 率。 权利要求书3页 说明书10页 附图6页 CN 115540779 A 2022.12.30 CN 115540779 A 1.一种获取理论光谱的方法， 用于周期性结构理论光谱的获取， 所述周期性结构包括 若干周期单 元， 其特征在于， 包括： 获取所述周期单 元的形貌模型， 所述形貌模型 具有多个形貌参数； 沿周期性结构底部 到顶部的方向Z， 将所述形貌模型划分出多个片层； 基于每个所述片层在所述方向Z的介质分布， 获取相应片层介电系数沿周期方向的连 续函数； 基于所述连续 函数， 分别计算每 个所述片层的介电系数的傅里叶系数； 根据所有片层的介电系数的傅里叶系数， 利用严格耦合波分析算法， 计算得到所述周 期性结构的理论 光谱。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于每个所述片层在所述方向Z的介 质分布， 获取相应片层 介电系数沿周期方向的连续 函数， 包括： 获取每个所述片层沿所述周期方向上的每一位置处对应的周期介质分布， 所述周期介 质分布包括D种介质材 料沿所述方向Z的分布， D为 正整数； 计算每种所述介质材料沿所述方向Z的厚度， 并基于所述厚度获取所述每一位置处相 应介质材 料的权重； 基于所述每一位置处每种所述介质材料的介电系数及相应介质材料的权重， 建立所述 片层介电系数沿周期方向的连续 函数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 建立所述片层介电系数沿周期方向的连续 函数， 包括： 分别对所述每一 位置处所有的所述介质材 料的介电系数进行加权平均。 4.根据权利要求1 ‑3任一项权利要求所述的方法， 其特征在于， 所述片层介电系数沿周 期方向的连续 函数满足： 其中， εj(P)为任意片层j在沿所述周期方向上任意位置P处的介电系数， εjn(P)为片层j 在位置P处的介质材料n的介电系数， pjn(P)为片层j在位置P处的介质材料n的权重， 片层j在 位置P处包括M(P)种介质材 料。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述周期性结构为一维周期性模型， 所述 一维周期性模型为仅在一个方向上周期性重复的模型； 所述片层j的介电系数的傅里叶系数 εg， 根据下式计算： 式中， i为虚数单位， k是波矢， g为整数； 其中， 对于单个周期单元的所述形貌模型， 以周期的中心点为原点， 以所述Z方向为Z 轴， 以所述周期方向为X轴， 构建XOZ直角坐标系， εj(x)即为所述片层j在 位置P＝x处的介电 系数， L为所述周期结构的周期长度。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115540779 A 26.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述片层j在位置P＝x处的介质材料n的权 重pjn(x)， 根据下式计算： 或 式中， hjn(x)为所述片层j在位置P＝x处介质材料n的厚度， Hj为所述片层j的厚度， 并且 所述片层j在位置P＝x处所有介质材 料的厚度之和为Hj。 7.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述周期性结构为二维周期性模型， 所述 二维周期性模型为在相互垂直的两个方向上周期性重复的模型； 所述片层j的介电系数的傅里叶系数 εuv， 根据下式计算： 式中， i为虚数单位， kx为X方向波矢， ky是Y方向波矢， u和v为整数； 其中， 对于单个周期单元的所述形貌模型， 以周期的中心点为原点， 以所述Z方向为Z 轴， 以两个所述周期方向分别为XY轴， 构建XYZ直角坐标系； εj(x,y)即为所述片层j在位置P ＝(x,y)处的介电系数， Lx为所述周期结构在X方向的周 期长度， Ly为所述周期结构在Y方向的周期长度。 8.根据权利 要求7所述的方法， 其特征在于， 所述片层j在位置P＝(x,y)处的介质材料n 的权重pjn(x,y)， 根据下式计算： 或 式中， hjn(x,y)片层j在位置(x,y)处的介质材料n 的厚度， Hj为片层j的厚度， 并且所述 片层j在位置P＝(x,y)处所有介质材 料的厚度之和为Hj。 9.一种形貌参数测量方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待测样品的测量 光谱； 获取所述待测样品的形貌模型， 并浮动所述形貌模型的形貌参数， 以得到与所述待测 样品对应的多个形貌模型； 采用上述权利要求1至8中任意一项所述的获取理论光谱的方法， 得到所述多个形貌模 型分别对应的理论 光谱以构建理论 光谱库； 在所述理论 光谱库中查找与所述测量 光谱匹配的目标理论 光谱； 根据所述目标理论 光谱对应的形貌模型的形貌参数， 确定所述待测样品的待测参数。 10.一种形貌参数测量装置， 其特 征在于， 所述测量装置包括： 计量单元， 用于获取待测样品的测量 光谱； 计算单元， 用于采用上述权利要求1至8任意一项所述的获取理论光谱的方法， 获取理 论光谱库； 拟合单元， 用于从所述理论 光谱库中确定与所述测量 光谱匹配的目标理论 光谱； 输出单元， 提取所述目标理论光谱对应的形貌参数， 并将其输出作为所述待测样品的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115540779 A 3