光学检测结构的步骤并重新按照图3所示步骤重新来过。
[0055]使用本实施例的光学量测方法，在光斑照射光学检测结构时，会存在以下情形:
[0056]光斑未偏移出光学检测结构，只要该光学检测结构所对应的结构参数在预设值范围内，在第一次匹配过程是基本可以在数据库中找到匹配度较高的标准光学散射光谱。此时，如果在匹配的光学散射光谱中引入空白晶圆的散射光谱后与待测光学散射光谱进行比较，两者肯定存在较大误差。
[0057]光斑偏移出光学检测结构,此时如果光斑大部分偏移出光学检测结构,第一次匹配后不可能找到相匹配的标准散射光谱，因此得出产品不合格的结论，后续也无需进行第二次匹配过程；此时如果光斑小部分偏移出光学检测结构，则待测光学散射光谱是光学检测结构被光斑照射到的一部分的散射光谱、和空白晶圆的散射光谱的叠加，而由于偏移出光学检测结构的光斑部分的面积较小，空白晶圆的散射光谱对空白晶圆的散射光谱而言不属于较大噪声，因此在第一次匹配后，还是能够得到匹配度较高的标准光学散射光谱，但该标准光学散射光谱不能最真实反映光学检测结构的结构参数。此时，由于噪声的存在，待测光学散射光谱和标准光学散射光谱的可比性较低。因此，发明人想到，如果能够在标准光学散射光谱中引入空白晶圆的散射光谱噪声，则待测光学散射光谱和叠加光学散射光谱之间会具有更高的可比性和更小的误差。考虑到标准光学散射光谱数据库特别庞大，不可能在每个标准光学散射光谱中引入上述噪声，因此本实施例在第一次匹配后，选定了与待测光学散射光谱基本匹配的多个标准光学散射光谱，并在其中引入空白晶圆的散射光谱。这是因为偏移出光学检测结构的光斑部分的面积较小，具有噪声的待测光学散射光谱和不具有噪声的待测光学散射光谱的误差较小，因此认为:在第一次匹配过程，根据具有噪声的待测光学散射光谱得到的匹配度最高的标准光学散射光谱和与它邻近的多个标准光学散射光谱中，包括了最能真实反映光学检测结构的结构参数的标准光学散射光谱，如果在该标准光学散射光谱中引入噪声后与待测光学散射光谱进行比较，两者的误差会更小，也能准确判定光斑偏移出光学检测结构的结论。
[0058]因此，与现有技术相比，本实施例技术方案在第一次匹配的基础上增加了第二次匹配的步骤，第二次匹配可用于检验第一次匹配结果的准确性，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。
[0059]另外，若第二次匹配后，出现第二匹配度大于第一匹配度的事件，可将第二次匹配的所有结果进行统计学分析，具体为假设检验。假设检验是指:假设在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的范围，则第一次匹配的结果是精确的，并判定第二次匹配后出现待测光学散射光谱13与叠加光学散射光谱匹配的概率很低，该小概率事件是基本不可能发生的。定义第二次匹配后出现待测光学散射光谱13与叠加光学散射光谱匹配的预设概率值，该预设概率值的范围为0.01?0.05，例如可选择0.05,0.03或
0.01，预设概率值越小，统计结果越精确。如果第二次匹配的结果显示发生了这种小概率事件，也就是，出现第二匹配度大于第一匹配度的事件的概率大于等于预设概率值，就可认为假设完全错误，真实事件为:光斑偏移出光学检测结构的范围。
[0060]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种光学量测方法，其特征在于，包括: 提供基底，在所述基底上形成有光学检测结构； 使用光斑照射所述光学检测结构，获得待测光学散射光谱； 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； 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￡1%: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； 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； 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； 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。2.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，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。3.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，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: 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； 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； 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； 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。4.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，在所述第二次匹配时，还进行统计学分析: 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； 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。5.如权利要求4所述的光学量测方法，其特征在于，所述预设概率值范围为0.01?0.05。6.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，所述第一次匹配获得的标准光学散射光谱的数量为10?1000。7.如权利要求6所述的光学量测方法，其特征在于，所述第一次匹配获得的标准光学散射光谱的数量为10?100。8.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，所述13%小于等于10%。9.如权利要求1所述的光学量测方法，其特征在于，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。
【专利摘要】一种光学量测方法，包括：获得待测光学散射光谱；获得与待测光学散射光谱匹配的多个标准光学散射光谱；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，将每个标准光学散射光谱与空白光学散射光谱进行叠加，对应每个标准光学散射光谱得到多个叠加光学散射光谱；将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；若所有第二匹配度均小于所有第一匹配度，输出匹配度最高的标准光学散射光谱对应的标准结构参数；若至少一第二匹配度大于第一匹配度，返回使用光斑照射光学检测结构的步骤。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。
【IPC分类】H01L21/66
【公开号】CN105513985
【申请号】CN201410505496
【发明人】蔡博修, 黄怡
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月26日
【公告号】US20160091436