光学参数测量方法及装置与流程

1.本发明涉及精密光学测量设备数据分析领域，尤其涉及一种光学参数测量方法及装置。


背景技术：

2.薄膜厚度、光学关键尺寸(optical critical dimension，ocd)等光学参数的测量普遍应用于精密光学测量设备数据分析领域，光学测量的主要目的是为了获取薄膜厚度、结构的宽度和侧壁角等关键尺寸、光学常数等信息。在半导体制造行业中，常常需要较快的测量速度、精确的测量结果等等。
3.目前对薄膜厚度、ocd等光学参数的测量方式是：通过膜厚仪、椭偏仪等设备得到样品的反射率、透过率、椭偏参数、穆勒光谱等光谱数据；根据待测参数的初值创建理论光谱库，并通过一定的算法(根据待求参数搜索光谱库、对光谱数据进行解析等方法)得到待求参数的初值，通常会计算仿真光谱与实验光谱的均方误差(mean squared error，mse)，且在均方误差最小时，理论光谱上所对应的待求参数的值才是所求的结果。
4.上述对薄膜厚度、ocd等光学参数的测量方式存在诸多缺点：1、对初值依赖性很强，因为实验光谱为高频振荡信号，同时由于每次测量都存在误差，导致实验光谱的峰高之间的差异较大，如果得到的初值偏差较大(例如初值偏差大于50nm)，那么依赖初值所创建的理论光谱与实验光谱之间的均方误差会偏大；2、理论光谱在测量过程中存在误差，也会导致理论光谱和实验光谱之间的均方误差会偏大。
5.因此，本发明提出了一种光学参数测量方法及装置来提高对薄膜厚度、ocd等光学参数测量的准确度。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供了一种光学参数的测量方法及装置，综合考量同一待测样品的不同类型光谱曲线的特性，可以基于多个标准确定待测参数初值的最优解，提高了对薄膜厚度、ocd等光学参数测量的准确度；本发明实施例还通过依据稳定性较强的光谱曲线建立预设数学关系库，可以缩短建库的时间以及在库中搜索算法的时间，提高了光学测量的效率。
7.第一方面，本发明提供一种光学参数测量方法，包括：获取待测样品的测量光谱s，对所述s进行j种谱线变换，并获得优化谱线t，记录所述t的最高峰峰位，j为正整数；根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1；以所述x为变量，并在所述x1的预设变化范围内创建与所述x相对应的仿真光谱s和所述s的若干优化谱线t，所述t和所述t的优化谱线类型一致；计算所述s和所述s之间的特征差值m0，并设置所述m0的权重k0，计算所述t和所述t之间的特征差值ma，并设置所述ma的权重ka，所述m0和所述ma是跟随所述x变化的变量，且ka≥
k0》0；获取第一预期特征差值m，为正整数，且p≤j；计算所述第一预期特征差值m的最小值m
min
，当所述m取m
min
时，所述待测参数x对应的参数值x2为所述待测参数x的最优解。
8.其有益效果在于：本发明通过计算所述s和所述s之间的特征差值m0并设置所述m0的权重k0，以及计算所述t和所述t之间的特征差值ma并设置所述ma的权重ka，来计算第一预期特征差值的最小值，即所述m的最小值。所以在所述m取最小值m
min
的时候，所述m
min
所对应的所述待测参数x的参数值x2为所述待测参数x的最优解，此时，仿真光谱最接近测量光谱。通过本发明所获得的所述待测参数的最优解比较准确。
9.可选地，所述方法还包括：建立待测参数x的优化区间及特征差阈值mc，其中，m≤mc，所述待测参数x的优化区间为：h1×
x2≤x≤h2×
x2，0《h1《1，h2》1；以所述待测参数x为变量，且在所述优化区间内，创建与所述待测参数x的具体值相对应的仿真光谱s1和所述s1的优化谱线t1，所述t1和所述t的优化谱线的类型一致；计算所述s和所述s1之间的特征差值m
00
，并设置所述m
00
的权重k
00
，计算所述t和所述t1之间的特征差值m
0a
，并设置所述m
0a
的权重k
0a
，所述m
00
和所述m
0a
是跟随所述x变化的变量，且k
0a
≥k
00
》0；获取第二预期特征差值m0，计算所述第二预期特征差值m0的最小值当所述m0取时，所述待测参数x对应的参数值为所述待测参数x的全局最优解。
10.其有益效果在于：当第一预期特征差值，即所述m存在范围时，根据反向思维，通过已知的所述m的范围推导出所对应的所述待测参数x的范围，即所述x的优化区间，并根据所述优化区间进一步推导出所述仿真光谱s1和所述优化谱线t1，并计算此时的所述特征差值m
00
和m
0a
，并根据所述m
00
和所述m
0a
计算所述第二预期特征差值的最小值，即所述m0的全局最小值，在所述m0最小的时候，上述仿真光谱s1所对应的所述待测参数x的值为全局最优解。
11.可选地，所述待测参数x包括薄膜厚度、ocd中的至少一种。其有益效果在于：本发明可以用于测量薄膜厚度、ocd等光学参数，应用范围较广。
12.可选地，所述根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1，具体如下：根据所述最高峰峰位及预设数学关系库计算所述待测参数x的第一初值x1，所述预设数学关系库包括待测量参数x与基于所述测量参数x建立的优化谱线tw的最高峰峰位的若干数学关系式，所述优化谱线tw和所述t的优化谱线类型一致。其有益效果在于：因为不同类型的优化谱线tw的最高峰峰位和所述待测参数之间可以满足的数学关系式不同，所以将可能用的上的数学关系式存储于一个数学关系库中，并根据实际情况，调用相关数学关系式。
13.可选地，所述测量光谱为椭偏光谱、反射率光谱、透过率光谱、穆勒光谱中的至少一种。其有益效果在于：不同类型的光谱具有不同的特征，在计算不同的待测参数时，可以
使用不同类型的光谱来研究待测样品关于不同待测参数的变化情况。
14.可选地，所述谱线变换包括傅里叶变换频谱分析、拉普拉斯变换分析、傅里叶变换频谱分析的归一化处理、拉普拉斯变换分析的归一化处理；所述优化谱线t包括傅里叶变换频谱、拉普拉斯变换谱线、归一化的傅里叶变换频谱、归一化的拉普拉斯变换谱线。其有益效果在于：因为测量光谱是高频振荡信号，所以在测量过程中会出现误差，通过对测量光谱进行谱线变换可以获得波形相对稳定的优化谱线，以便于后续计算；对测量光谱进行傅里叶变换频谱分析或者进行拉普拉斯变换分析可以获得波形相对稳定的谱线，但是得到的变换频谱的波高之间存在差异；对变换频谱进行归一化处理可以消除波高之间的差异，重复性极好。
15.可选地，所述特征差值包括：均方误差、平均绝对误差和n次根平均绝对误差。其有益效果在于：通过计算所述测量光谱和所述仿真光谱等之间的特征差值，并拟合第一预期特征差值和第二预期特征差值(所述m和所述m0)的变化曲线。在所述第一预期特征差值和第二预期特征差值最小的时候，得到待测参数的最优初值的解。
16.第二方面，本发明提供一种光学参数测量装置，该装置包括执行上述第一方面的任意一种可能的设计的方法的模块/单元。这些模块/单元可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。
17.关于上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的描述。
附图说明
18.图1为本技术实施例提供的一种光学参数测量方法流程图；
19.图2为本技术实施例提供的一种待测样品示意图；
20.图3为本技术实施例提供的一种仿真光谱的优化谱线的最高峰峰位与硅膜厚度关系示意图；
21.图4为本技术实施例提供的一种均方误差或特征差值随待测参数变化的示意图；
22.图5为本技术实施例提供的一种特征差值的变化曲线；
23.图6为本技术实施例提供的一种待测参数的分布示意图；
24.图7为本技术实施例提供的又一种待测参数的分布示意图；
25.图8为本技术实施例提供的再一种待测参数的分布示意图；
26.图9为本技术实施例提供的一种光学参数测量装置示意图。
具体实施方式
27.下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。其中，在本技术实施例的描述中，以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一种”、“该”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本技术以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个或两个以上(包含两个)。术语“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a、b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“连接”包括直接连接和间接连接，除非另外说明。“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
29.在本技术实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
30.本技术实施例提供了一种光学参数测量方法，如图1所示，包括如下步骤：
31.s101，获取待测样品的测量光谱s，对所述s进行j种谱线变换，并获得优化谱线t，记录所述t的最高峰峰位，j为正整数。
32.在本步骤中，所述测量光谱s可以通过测量设备获得，且可以获取不同待测参数的测量光谱，对每个测量光谱进行不同种类的谱线变换，并得到多种优化谱线。
33.s102，根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1。
34.在本步骤中，待测参数可以是薄膜厚度、ocd等光学参数，且所述待测参数可以是一个，也可以是多个。
35.s103，以所述x为变量，并在所述x1的预设变化范围内创建与所述x相对应的仿真光谱s和所述s的若干优化谱线t，所述t和所述t的优化谱线类型一致。
36.在本步骤中，每一个所述测量光谱都会对应创建多个所述仿真光谱，所述多个仿真光谱及其优化谱线构成光谱库。因为优化谱线的类型有很多种，只有保证所述t和所述t的优化谱线的类型一致，才可以将所述t和所述t进行比较。
37.s104，计算所述s和所述s之间的特征差值m0，并设置所述m0的权重k0，计算所述t和所述t之间的特征差值ma，并设置所述ma的权重ka，所述m0和所述ma是跟随所述x变化的变量，且ka≥k0》0。
38.s105，获取第一预期特征差值m，p为正整数，且p≤j。
39.当p＝2时，可以设置k0＝1，k1＝1，k2＝3，上述计算公式就变成：m＝[(m0 m1 3m2)/(1 1 3)]＝(m0 m1 3m2)/5。
[0040]
s106，计算所述第一预期特征差值m的最小值m
min
，当所述m取m
min
时，所述待测参数x对应的参数值x2为所述待测参数x的最优解。
[0041]
在本步骤中，通过依次查询光谱库中所有不同待测参数x对应的第一预期特征差
值m，以找到特征差值的最小值m
min
，并记录m
min
对应的待测参数x2。
[0042]
由于光谱库中待测参数x的变化为网格化离散数据，离散数据的分辨率与建立光谱库时的精度有关，精度越高花费的计算成本越大，为了减少查询光谱库的时间，分辨率往往预设在1-20nm，因此上述x2的分辨率如不能达到要求，可以进一步的，通过建立待测参数x的优化区间及特征差阈值mc，其中，m≤mc，所述待测参数x的优化区间为：h1×
x2≤x≤h2×
x2，0《h1《1，h2》1。具体的，在m≤mc条件下，通过调整优化系数h1及h2获得相应优化区间，以所述待测参数x为变量，且在所述优化区间内，基于梯度下降法、牛顿法和莱文贝格-马夸特方法(levenberg
–
marquardt algorithm，lm)等回归方法，创建与所述待测参数x的具体值相对应的仿真光谱s1和所述s1的优化谱线t1，所述t1和所述t的优化谱线的类型一致；计算所述s和所述s1之间的特征差值m
00
，并设置所述m
00
的权重k
00
，计算所述t和所述t1之间的特征差值m
0a
，并设置所述m
0a
的权重k
0a
，所述m
00
和所述m
0a
是跟随所述x变化的变量，且所述k
0a
大于或等于所述k
00
；获取第二预期特征差值m0，计算所述第二预期特征差值m0的最小值当所述m0取时，所述待测参数x对应的参数值为所述待测参数x的全局最优解，所述为所述m的全局最小值。
[0043]
因为在光谱库中的m为离散待测参数x的部分曲线中可能并不存在m的全局最小值，所以可以通过设置特征差阈值mc及待测参数x的优化区间来进一步调整所述待测参数x的变化范围，进而获取m的全局最小值，由此得出待测参数x的全局最优值，提高测量精度。
[0044]
在又一种可能的实施例中，所述待测参数x包括薄膜厚度、ocd中的至少一种。
[0045]
在还一种可能的实施例中，所述根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1，具体如下：根据所述最高峰峰位及预设数学关系库计算所述待测参数x的第一初值x1，所述预设数学关系库包括待测量参数x与基于所述测量参数x建立的优化谱线tw的最高峰峰位的若干数学关系式，所述优化谱线tw和所述t的优化谱线类型一致，且所述tw与待测量参数x具体值相对应。示例性的，所述数学关系库包括薄膜厚度与所述优化谱线tw的最高峰峰位的数学关系、ocd与所述优化谱线tw的最高峰峰位的数学关系。
[0046]
在再一种可能的实施例中，采用最小二乘法获取所述若干数学关系式。
[0047]
在一种可能的实施例中，所述测量光谱为椭偏光谱、反射率光谱、透过率光谱、穆勒光谱中的至少一种。
[0048]
在又一种可能的实施例中，所述谱线变换包括傅里叶变换频谱分析、拉普拉斯变换分析、傅里叶变换频谱分析的归一化处理、拉普拉斯变换分析的归一化处理；所述优化谱线t包括傅里叶变换频谱、拉普拉斯变换谱线、归一化的傅里叶变换频谱、归一化的拉普拉斯变换谱线。
[0049]
在还一种可能的实施例中，所述特征差值包括：均方误差、平均绝对误差和n次根平均绝对误差。
[0050]
为了更加详细的说明上述实施例，在此进行举例说明。待测样品为硅基底上沉积的两层膜(硅膜和二氧化硅膜)，所述待测参数x为这两层膜的厚度，即硅膜厚度x1和二氧化
硅膜厚度x2。如图2所示，第一层21(即最上层)为硅膜，第二层22为二氧化硅膜，第三层23为基底层，起支撑作用。接着通过测量设备，获取待测样品的测量光谱，并对所述测量光谱进行变换以获取所述测量光谱的优化谱线。在本实施例中，该测量光谱为待测样品的反射率光谱s1，该优化谱线包括该测量光谱的傅里叶变换频谱t1和归一化的傅里叶变换频谱t2。
[0051]
示例性的，将二氧化硅膜的厚度x2设为定值，创建不同硅膜厚度所对应的仿真光谱sw，并获取该仿真光谱sw的优化谱线tw，该优化谱线tw与所述优化谱线t的谱线类型一致。优选的，所述优化谱线tw为傅里叶变换频谱通过最小二乘法建立所述傅里叶变换频谱的最高峰峰位与所述硅膜厚度的数学关系，如图3所示，该傅里叶变换频谱的最高峰峰位和待测参数硅膜的厚度x1之间成线性关系。因此，基于测量光谱的傅里叶变换频谱t1的最高峰峰位及所述数学关系，可求得待测参数硅膜的厚度的第一初值该方法避免了现有的回归拟合大量计算，可以大大提升初值的计算速度，但是因为该优化谱线t2的最高峰峰位的位置还会受到下层二氧化硅膜厚度x2的影响，所以此时计算得到的初值存在一定误差，误差的变化范围大约为
±
2％。
[0052]
进一步的，基于待测参数硅膜厚度的预设变化范围建立待测样品的仿真光谱s1以及该仿真光谱的傅里叶变换频谱t1，和归一化的傅里叶变换频谱t2。
[0053]
如图4所述，通过将所述二氧化硅膜的厚度x2设为定值340nm，可以得到所述测量光谱s1与所述仿真光谱s1之间的均方误差m0跟随待测参数硅膜厚度x1变化的分布曲线41，可以看到该曲线41随着待测参数x1的变化呈现周期性振荡，所以存在多个局部最小值的解。曲线42为测量光谱s1的傅里叶变换频谱t1和仿真光谱s1的傅里叶变换频谱t1之间的均方误差m1跟随待测参数硅膜厚度x1变化的分布曲线，可以看到曲线42仅存在一个最小值的解。由于曲线41的多个局部最小值之间的差异较小，所以直接采用梯度下降方法拟合测量光谱s1与仿真光谱s1之间的均方误差m0跟随待测参数变化的曲线，会找到多个最小值的解，导致求解错误。因为测量光谱的傅里叶变换频谱t1和仿真光谱的傅里叶变换频谱t1之间的均方误差m1分布曲线42的波形是相对稳定的，也即曲线42不会随着硅膜厚度的变化呈现周期性振荡，仅存在一个最小值的解，所以通过采用梯度下降等方法能够快速找到唯一的最小值的解，并且不会发生跳变，使得多次测量后的优化光谱之间的重复性较好。因为测量光谱s1为高频振荡信号，同时由于每次测量都存在误差，所以通过傅里叶变换频谱分析处理测量光谱，并获取所述测量光谱的傅里叶变换频谱t1，其波峰的位置几乎不变，但是波高的变化差异较大，即导致重复测量获得的其优化谱线t1的最高峰峰位之间的差异较大。通过对测量光谱的傅里叶变换频谱t1进行归一化处理，得到归一化的傅里叶变换频谱t2，相应的，获取仿真光谱s1的归一化的傅里叶变换频谱t2，并计算t2与t2之间的均方误差m2，由此得的m2不仅去除了经过重复测量的测量光谱的强度误差，还使得多次测量的频谱之间的重复性极好，进一步提高了多次测量后的优化谱线之间的重复性。
[0054]
进一步的，不同的光谱具备不同的特征，所以本技术实施例通过对不同类型的光谱之间的特征差值进行加权处理，能够有效改善对测量光谱进行重复测量得到的波形不稳定、跳变的问题。继续参考图4，基于综合考量两种类型的光谱之间的均方误差m0和m1，也即通过给m0加权重k0(例如k0＝1)，给m1加权重k1(例如k1＝1)，以获取加权后的第一预期特征差值m，m＝(m0 m1)/2，得到的m曲线如图4中的43所示，可以看出曲线43分布较为平坦，只有1
个最小值，也即综合考量两种类型的光谱的特性之后，可以找到唯一的最小值的解，所以可以准确的定位到最小值的解的位置，并求得待求参数的最优初值。
[0055]
随着工艺节点的进一步提高，待测样品的结构也区域复杂上述两种类型的光谱的均方误差加权方法，已经不能满足重复测量的稳定性需求。如图5所示，曲线51和曲线52为综合考量上述两种类型的光谱的均方误差，两次测量同一位置所得的第一预期特征差值的分布曲线(为便于观察，在竖直方向上将曲线51和曲线52所示的均方误差值上调了0.4的高度)，曲线51最小值的解与曲线52最小值的解发生明显偏移，导致多次测量后的最小值的解之间存在误差，影响待测参数的最优初值的求解。所以需要进一步考虑三种类型的光谱之间的均方误差m0、m1和m2，并分别设置均方误差m0、m1和m2的权重，假设给m0加权重k0(例如k0＝1)，给m1加权重k1(例如k1＝1)，给m2加权重k2(例如k2＝3)，此时m＝(m0 m1 3m2)/5，得到的m曲线如曲线53和曲线54所示，两次测量的最小值的解彼此之间都没有发生明显偏离，所以本发明最优的方式是结合至少3种类型的光谱之间的均方误差来求解待测参数的最优初值。优选的，通过加大归一化的傅里叶变换频谱的均方误差的权重，能够避多次测量中的波峰值跳变问题，大幅提高重复测量的稳定性及精度。
[0056]
当对图2中的待测样品的同一位置重复测量40次时，当只考虑一种类型的光谱之间的均方误差时，例如m0，所得到的待测参数硅厚度和二氧化硅厚度的值的分布情况如图6所示，所述待测参数的值的分布不稳定，且之间的差距较大；当考虑两种类型的光谱之间的均方误差时，例如m0和m1，所得到的待测参数硅厚度和二氧化硅厚度的值的分布情况如图7所示，有硅膜厚度的测量结果也出现了偏离真值的情况；当考虑三种类型的光谱之间的均方误差时，例如m0、m1和m2，所得到的待测参数硅厚度和二氧化硅厚度两者分布稳定，均没有出现跳变现象，情况如图8所示，且得到的硅厚度值之间的预测误差和二氧化硅厚度值之间的预测误差均在10nm以内。
[0057]
本技术实施例还提供一种光学参数测量装置，如图9所示，所述装置900包括：光学测量单元901、计算单元902、仿真单元903、拟合单元904和结果输出单元905。
[0058]
所述光学测量单元901用于获取待测样品的测量光谱s。例如：所述光学测量单元901可以通过测量设备获取待测样品的测量光谱s。
[0059]
所述计算单元902用于对所述s进行j种谱线变换以获得优化谱线t，并记录所述t的最高峰峰位，根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1，j为正整数。
[0060]
所述计算单元902可以用于计算薄膜厚度、ocd等光学参数，且所述待测参数可以是一个，也可以是多个。
[0061]
所述仿真单元903用于以所述x为变量，并在所述x1的预设变化范围内创建与所述x相对应的仿真光谱s和所述s的若干优化谱线t，所述t和所述t的优化谱线类型一致。
[0062]
每一个所述测量光谱都会对应创建多个所述仿真光谱，所述多个仿真光谱及其优化谱线构成光谱库。所述仿真单元903应该保证所述t和所述t的优化谱线的类型一致，才可以将所述t和所述t进行比较。
[0063]
所述拟合单元904用于计算所述s和所述s之间的特征差值m0，并设置所述m0的权重k0，计算所述t和所述t之间的特征差值ma，并设置所述ma的权重ka，所述m0和所述ma是跟随所述x变化的变量，且ka≥k0》0；还用于获取第一预期特征差值m，
p为正整数，且p≤j。
[0064]
示例性的，当p＝2时，可以设置k0＝1，k1＝1，k2＝3，上述计算公式就变成：m＝[(m0 m1 3m2)/(1 1 3)]＝(m0 m1 3m2)/5。
[0065]
所述结果输出单元905用于计算所述第一预期特征差值m的最小值m
min
，当所述m取m
min
时，所述待测参数x对应的参数值x2为所述待测参数x的最优解。
[0066]
所述结果输出单元905可以通过依次查询光谱库中所有不同待测参数x对应的第一预期特征差值m，以找到特征差值的最小值m
min
，并记录m
min
对应的待测参数x2。
[0067]
由于光谱库中待测参数x的变化为网格化离散数据，离散数据的分辨率与建立光谱库时的精度有关，精度越高花费的计算成本越大，为了减少查询光谱库的时间，分辨率往往预设在1-20nm，因此上述x2的分辨率如不能达到要求，可以进一步的，在所述装置900内设置判断单元906；所述判断单元906用于建立待测参数x的优化区间及特征差阈值mc，其中，m≤mc，所述待测参数x的优化区间为：h1×
x2≤x≤h2×
x2，0《h1《1，h2》1。具体的，在m≤mc条件下，通过调整优化系数h1及h2获得相应优化区间。
[0068]
所述仿真单元903还用于以所述待测参数x为变量，且在所述优化区间内，基于梯度下降法、牛顿法和莱文贝格-马夸特方法(levenberg
–
marquardt algorithm，lm)等回归方法，创建与所述待测参数x的具体值相对应的仿真光谱s1和所述s1的优化谱线t1，所述t1和所述t的优化谱线的类型一致。
[0069]
所述拟合单元904还用于计算所述s和所述s1之间的特征差值m
00
，并设置所述m
00
的权重k
00
，计算所述t和所述t1之间的特征差值m
0a
，并设置所述m
0a
的权重k
0a
，所述m
00
和所述m
0a
是跟随所述x变化的变量，且k
0a
≥k
00
》0；获取第二预期特征差值m0，
[0070]
所述结果输出单元905还用于计算所述第二预期特征差值m0的最小值当所述m0取m
min
时，所述待测参数x对应的参数值为所述待测参数x的全局最优解，所述为所述m的全局最小值。
[0071]
因为在光谱库中的m为离散待测参数x的部分曲线中可能并不存在m的全局最小值，所以可以通过设置特征差阈值mc及待测参数x的优化区间来进一步调整所述待测参数x的变化范围，进而获取m的全局最小值，由此得出待测参数x的全局最优解，提高测量精度。
[0072]
在又一种可能的实施例中，所述待测参数x包括薄膜厚度、ocd中的至少一种。
[0073]
在还一种可能的实施例中，所述计算单元902根据所述最高峰峰位计算待测参数x的第一初值x1，具体如下：根据所述最高峰峰位及预设数学关系库计算所述待测参数x的第一初值x1，所述预设数学关系库包括待测量参数x与基于所述测量参数x建立的优化谱线tw的最高峰峰位的若干数学关系式，所述优化谱线tw和所述t的优化谱线类型一致，且所述tw与待测量参数x具体值相对应。
[0074]
在再一种可能的实施例中，采用最小二乘法获取所述若干数学关系式。
[0075]
在一种可能的实施例中，所述测量光谱为椭偏光谱、反射率光谱、透过率光谱、穆勒光谱中的至少一种。
[0076]
在又一种可能的实施例中，所述谱线变换包括傅里叶变换频谱分析、拉普拉斯变换分析、傅里叶变换频谱分析的归一化处理、拉普拉斯变换分析的归一化处理；所述优化谱线t包括傅里叶变换频谱、拉普拉斯变换谱线、归一化的傅里叶变换频谱、归一化的拉普拉斯变换谱线。
[0077]
在还一种可能的实施例中，所述特征差值包括：均方误差、平均绝对误差和n次根平均绝对误差。
[0078]
以上所述，仅为本技术实施例的具体实施方式，但本技术实施例的保护范围并不局限于此，任何在本技术实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术实施例的保护范围之内。因此，本技术实施例的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。