光学量测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种光学量测方法。
【背景技术】
[0002]在现有的半导体技术领域，光学量测技术可用于监测和检测半导体制造工艺过程中半导体器件结构的结构参数，如特征尺寸。具体地，在半导体制造过程中，在基底上形成半导体器件结构的同时，还在切割区形成与该半导体器件结构对应的光学检测结构。参照图1，光学检测结构I包括沿一直线方向A排列的若干重复单元。光学检测检测结构I与相应的半导体器件结构为使用相同材料，在同一步骤中形成，且具有相同的结构参数，因此光学检测结构的结构参数可用于表征对应的半导体器件结构，通过量测光学检测结构的结构参数，就可获得相应的半导体器件结构的结构参数。
[0003]具体地，现有的光学量测方法包括:
[0004]首先，使用图1所示光斑2照射光学检测结构1，光线在光学检测结构I中发生散射，光学探测器接收入射光和散射光并进行分析和调制，获得待测光学散射光谱；
[0005]接着，将获得的待测光学散射光谱与数据库中的标准光学散射光谱进行一一匹配，若得到匹配的标准散射光谱，则将该标准散射光谱所对应的标准半导体器件结构的结构参数，作为待测光学检测结构的结构参数，并进一步作为对应的半导体器件结构的结构参数，以用于评价该半导体器件结构的质量；若无法得到匹配的标准散射光谱，则认为所形成的半导体器件结构的结构参数不符合预期定义，该半导体器件结构不合格而无法出厂。
[0006]但是，在现有的光学量测技术中，参照图2，照射光斑2’常会出现偏倚出光学检测结构I’的区域，而照射到基底上的空白区域。该空白区域所反射的光线成为噪音而造成待测光学散射光谱具有不可靠性，根据该待测光学散射光谱所得到的量测结构是不准确的，也就是所得到的半导体器件结构的结构参数是不准确的。
[0007]针对上述问题，现有技术提出一种解决方法:增大光学检测结构所在切割区的尺寸，但是切割区的尺寸有限，成为该方案的一大障碍。另外，还提出另一种解决方法:减小光斑的尺寸以降低光斑偏出光学检测结构的几率，降低信噪比，但这需要对相应的设备进行改造，增加成本。
【发明内容】
[0008]本发明解决的问题是，现有的光学量测方法所得到的量测结果不准确。
[0009]为解决上述问题，本发明提供一种光学量测方法，该光学量测方法包括:
[0010]提供基底，在所述基底上形成有光学检测结构；
[0011]使用光斑照射所述光学检测结构，获得待测光学散射光谱；
[0012]将所述待测光学散射光谱与若干标准光学散射光谱进行第一次匹配，获得与所述待测光学散射光谱匹配的多个标准光学散射光谱，得到多个第一匹配度，所述匹配度是指相比较的两光学散射光谱的误差；
[0013]提供对空白晶圆进行光斑照射所得到的空白光学散射光谱，将第一次匹配获得的每个标准光学散射光谱与空白光学散射光谱按照&%:b%的比例进行叠加，a% +b% =100%,,改变所述a、b的值，重复所述叠加步骤，对应每个标准光学散射光谱得到多个叠加光学散射光谱；
[0014]将所述待测光学散射光谱与所有的叠加光学散射光谱进行第二次匹配，获得多个第二匹配度；
[0015]若所有第二匹配度均小于所有第一匹配度，将所述第一次匹配获得的多个标准光学散射光谱中，与待测光学散射光谱匹配度最高的标准光学散射光谱所对应的标准结构参数输出；
[0016]若所述至少一第二匹配度大于第一匹配度，返回所述使用光斑照射光学检测结构的步骤。
[0017]可选地，在所述第一次匹配后，若所述待测光学散射光谱与所有标准光学散射光谱均不匹配，判定对应所述光学检测结构的半导体器件结构不合格。
[0018]可选地，获得与所述待测光学散射光谱匹配的多个标准光学散射光谱的方法包括:
[0019]在所述第一次匹配后，得到与所述待测光学散射光谱匹配度最高的标准光学散射光谱；
[0020]获得所述匹配度最高的标准光学散射光谱所对应的第一结构参数；
[0021]在所述光学检测结构所对应的结构参数的预设范围内，确定包括所述第一结构参数的多个标准结构参数；
[0022]获得所述多个标准结构参数所对应的多个标准光学散射光谱。
[0023]可选地，在所述第二次匹配时，还进行统计学分析:
[0024]假定出现所述第二匹配度大于第一匹配度的事件的概率为预设概率值；
[0025]若所述第二次匹配后，出现所述第二匹配度大于第一匹配度的事件，且该事件的概率大于等于所述预设概率值，返回所述使用光斑照射光学检测结构的步骤。
[0026]可选地，所述预设概率值范围为0.01?0.05。
[0027]可选地，所述第一次匹配获得的标准光学散射光谱的数量为10?1000。
[0028]可选地，所述第一次匹配获得的标准光学散射光谱的数量为10?100。
[0029]可选地，所述13%小于等于10%。
[0030]可选地，所述光学检测结构包括沿一直线方向排列的若干重复单元。
[0031]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0032]本技术方案在第一次匹配后，选定了多个匹配的标准光学散射光谱，该多个匹配的光学散射光谱与待测光学散射光谱的误差在允许范围内。接着，将该多个匹配的标准光学散射光谱与空白光学散射光谱按照一定比例进行叠加，以得到多个叠加光学散射光谱。之后，将待测光学散射光谱与多个叠加光学散射光谱进行第二次匹配，若所有第二匹配度均小于第一匹配度，则认为:使用光斑照射光学检测结构时，光斑并未偏移出光学检测结构，待测光学检测光谱真实反映了半导体器件结构的结构参数，将第一次匹配获得的多个标准光学散射光谱中，与待测光学散射光谱匹配度最高的标准光学散射光谱所对应的结构参数输出，输出的结构参数即为对应的半导体器件结构的结构参数。如果至少一第二匹配度大于第一匹配度，则认为:使用光斑照射光学检测结构时，光斑偏移出光学检测结构，需返回使用光斑照射光学检测结构的步骤并重新按照本方案步骤重新来过，直至所有第二匹配度小于第一匹配度。本方案中，第二次匹配可用于检验第一次匹配结构的准确性，以确保最终的光学量测结果的准确性。这显著提升了光学量测结果的准确性，并进一步提升最终量测得到的半导体器件结构的结构参数的精确度，以保证对半导体器件结构的质量作出精确判断。而且，第二次匹配过程的叠加光学散射光谱数量远小于第一次匹配过程中标准光学散射光谱的数量，第二次匹配过程所花费时间不长，且在短时间内处理即可完成。
【附图说明】
[0033]图1是现有技术的光学量测方法中未出现光斑偏移的示意图；
[0034]图2是现有技术的光学量测方法中出现光斑偏移的示意图；
[0035]图3是本发明具体实施例的光学量测方法的流程图；
[0036]图4是本发明具体实施例的光学量测方法中，光斑照射光学检测结构的示意图；
[0037]图5是本发明具体实施例的光学量测方法中，待测光学散射光谱和标准光学散射光谱的匹配示意图；
[0038]图6是本发明具体实施例的光学量测方法中，光斑照射空白晶圆所得到的空白光学散射光谱。
【具体实施方式】
[0039]对现有技术存在的问题进行分析发现，当光斑小部分偏移出光学检测结构时，虽然光斑偏移出光学检测结构的面积较小，通常还是可以在数据库中找到相匹配的标准光学散射光谱