一种光刻结构的特征尺寸提取方法及相关装置

本技术涉及半导体，特别是涉及一种光刻结构的特征尺寸提取方法及相关装置。

背景技术：

1、随着半导体制造工艺节点的不断降低，光刻结构的特征尺寸越来越小，如光刻胶线条结构宽度等特征尺寸的提取难度也越来越高。

2、目前，通常通过光刻结构电子显微图像的平均灰度值变化来检测光刻结构的边缘，进而根据提取的边缘信息对光刻结构的特征尺寸进行计算。然而，对于覆盖于金属层上的光刻结构而言，电子显微图像中光刻结构边缘位置的明暗对比度会发生偏转，导致难以准确提取光刻结构的特征尺寸。

3、由此，如何更准确地提取覆盖于金属层上方的光刻结构的特征尺寸，成为需要解决的问题。

技术实现思路

1、基于上述问题，本技术提供了一种光刻结构的特征尺寸提取方法及相关装置，可以更准确地提取覆盖于金属层上方的光刻结构的特征尺寸。

2、本技术实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种光刻结构的特征尺寸提取方法，所述方法包括：

4、获取光刻结构的电子显微图像，以及基于所述光刻结构构建的仿真结构；所述光刻结构覆盖于金属层上方；

5、基于所述仿真结构以及所述仿真结构的预设占空比集合，通过仿真得到所述占空比集合中各占空比各自对应的第一类二次电子图像的第一灰度曲线和第二类二次电子图像的第二灰度曲线；所述第一类二次电子为由入射电子束与光刻结构表面作用激发产生的二次电子，所述第二类二次电子为由背散射电子的二次激发产生的二次电子；

6、基于预设比例叠加所述第一灰度曲线和所述第二灰度曲线，得到所述占空比集合中各占空比各自对应的仿真灰度曲线；

7、基于各个所述仿真灰度曲线与所述电子显微图像的实际灰度曲线的拟合度，确定目标占空比；

8、基于所述目标占空比，计算所述光刻结构的目标特征尺寸。

9、可选地，所述基于所述目标占空比，计算所述光刻结构的目标特征尺寸之后，所述方法还包括：

10、基于所述电子显微图像对应的扫描灰度曲线，提取所述光刻结构的测量特征尺寸；

11、基于所述目标特征尺寸与所述测量特征尺寸之间的差值，计算所述光刻结构所采用光刻材料对应的偏差值；

12、基于所述光刻结构所采用光刻材料对应的偏差值，计算与所述光刻结构所采用光刻材料相同的待测结构的目标特征尺寸。

13、可选地，所述基于所述电子显微图像对应的扫描灰度曲线，提取所述光刻结构的测量特征尺寸，包括：

14、基于所述电子显微图像对应的扫描灰度曲线中相邻的第一峰值和第二峰值，以及位于所述第一峰值和第二峰值之间的谷值，确定所述第一峰值和所述第二峰值之间多个预设灰度百分比点的横坐标；

15、基于所述第一峰值和所述第二峰值之间多组相同灰度百分比点横坐标的差值平均值，提取所述光刻结构的测量特征尺寸。

16、可选地，所述基于所述光刻结构所采用光刻材料对应的偏差值，计算与所述光刻结构所采用光刻材料相同的待测结构的目标特征尺寸，包括：

17、获取与所述光刻结构所采用光刻材料相同的待测结构的电子显微图像；

18、基于所述待测结构的电子显微图像，提取所述待测结构的测量特征尺寸；

19、基于所述光刻结构所采用光刻材料对应的偏差值修正所述待测结构的测量特征尺寸，得到所述待测结构的目标特征尺寸。

20、可选地，所述获取光刻结构的电子显微图像之后，所述方法还包括：

21、计算所述电子显微图像中目标区域的实际灰度曲线；所述目标区域至少包括一个光刻结构周期；

22、所述基于所述仿真结构以及所述仿真结构的预设占空比集合，通过仿真得到所述占空比集合中各占空比各自对应的第一类二次电子图像的第一灰度曲线和第二类二次电子图像的第二灰度曲线，包括：

23、基于所述仿真结构以及所述仿真结构的预设占空比集合，通过仿真得到在所述目标区域中，所述占空比集合中各占空比各自对应的第一类二次电子图像的第一灰度曲线和第二类二次电子图像的第二灰度曲线。

24、可选地，所述计算所述电子显微图像中目标区域的实际灰度曲线之后，所述方法还包括：

25、对所述实际灰度曲线进行插值，使所述实际灰度曲线中的数据点与所述仿真灰度曲线中的数据点数量一致。

26、可选地，所述基于所述目标占空比，计算所述光刻结构的目标特征尺寸，包括：

27、基于所述目标占空比以及所述光刻结构的理想周期，计算得到所述光刻结构的目标特征尺寸。

28、第二方面，本技术实施例提供了一种光刻结构的特征尺寸提取装置，所述装置包括：获取模块，仿真模块，叠加模块，拟合模块以及第一计算模块；

29、所述获取模块，用于获取光刻结构的电子显微图像，以及基于所述光刻结构构建的仿真结构；所述光刻结构覆盖于金属层上方；

30、所述仿真模块，用于基于所述仿真结构以及所述仿真结构的预设占空比集合，通过仿真得到所述占空比集合中各占空比各自对应的第一类二次电子图像的第一灰度曲线和第二类二次电子图像的第二灰度曲线；所述第一类二次电子为由入射电子束与光刻结构表面作用激发产生的二次电子，所述第二类二次电子为由背散射电子的二次激发产生的二次电子；

31、所述叠加模块，用于基于预设比例叠加所述第一灰度曲线和所述第二灰度曲线，得到所述占空比集合中各占空比各自对应的仿真灰度曲线；

32、所述拟合模块，用于基于各个所述仿真灰度曲线与所述电子显微图像的实际灰度曲线的拟合度，确定目标占空比；

33、所述第一计算模块，用于基于所述目标占空比，计算所述光刻结构的目标特征尺寸。

34、第三方面，本技术实施例提供了一种光刻结构的特征尺寸提取设备，所述设备包括：存储器和处理器；

35、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

36、所述处理器用于根据所述程序代码执行如第一方面中任一实施方式所述的光刻结构的特征尺寸提取方法的步骤。

37、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在光刻结构的特征尺寸提取设备上运行时，所述光刻结构的特征尺寸提取设备执行如第一方面中任一实施方式所述的光刻结构的特征尺寸提取方法的步骤。

38、相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：

39、本技术实施例提供了一种光刻结构的特征尺寸提取方法，该方法中，首先，获取光刻结构的电子显微图像，以及基于光刻结构构建的仿真结构；光刻结构覆盖于金属层上方；而后，基于仿真结构以及仿真结构的预设占空比集合，通过仿真得到占空比集合中各占空比各自对应的第一类二次电子图像的第一灰度曲线和第二类二次电子图像的第二灰度曲线；第一类二次电子为由入射电子束与光刻结构表面作用激发产生的二次电子，第二类二次电子为由背散射电子的二次激发产生的二次电子；继而，基于预设比例叠加第一灰度曲线和第二灰度曲线，得到占空比集合中各占空比各自对应的仿真灰度曲线；接着，基于各个仿真灰度曲线与电子显微图像的实际灰度曲线的拟合度，确定目标占空比；最后，基于目标占空比，计算光刻结构的目标特征尺寸。

40、由此，通过仿真构建了多占空比的图像库，融合了反映表面形貌的第一类二次电子的信号和与材料相关的第二类二次电子的信号，得到仿真灰度曲线，通过对仿真灰度曲线与实际灰度曲线进行拟合来确定目标占空比，进而计算得到光刻结构的特征尺寸。该特征尺寸提取方法无需基于电子显微图像对光刻结构的特征尺寸进行直接测量，可以有效克服金属层高背散射干扰，更准确地提取覆盖于金属层上方的光刻结构的特征尺寸。