发明名称 于周期性光栅内之附加材料偏差的光学轮廓量测法
摘要 本发明揭露一种周期性光栅的测量方法及其系统,其中此周期性光栅具有因为两个以上之材料产生于沿着周期性方向的至少一直线上而引起的偏差。将周期性光栅区分成复数之假设层,而各假设层则具有垂直于周期性方向的一法线向量、各假设层在平行于法线向量的任一直线之中仅具有单一材料、及至少一假设层在沿着周期性方向的直线上将具有至少三材料。沿着周期性方向而对包含有第一、第二及第三材料的各层进行介电系数ε或反介电系数1/ε的调和展开。接着,使用介电系数ε或反介电系数1/ε的调和展开与各层之中的电场及磁场的傅立叶分量而建立各层之中的傅立叶空间电磁方程式。接着,基于各层之间的边界条件而耦合傅立叶空间电磁方程式,并将其解出而得到计算所得之绕射光谱。
申请公布号 TW555955 申请公布日期 2003.10.01
申请号 TW091118632 申请日期 2002.08.16
申请人 迪伯技术股份有限公司 发明人 牛辛惠;尼可 杰克达
分类号 G01B11/24 主分类号 G01B11/24
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其比较测量目标周期性构造而得之绕射光谱与根据假设之偏差周期性构造而计算所得之绕射光谱,其中将附加材料的构造偏差施加至名定之周期性构造而定义出假设之偏差周期性构造,该假设之偏差周期性构造则具有一周期性方向x、垂直于该周期性方向x的一本质无限延伸方向y、垂直于该周期性方向x与该无限延伸方向y的法线方向z,其中该计算所得之绕射光谱的计算方法包含以下步骤:定义平行于x-y平面的复数之层、并将该周期性构造之x-z平面的横剖面离散化成复数之堆叠的矩形部,俾使仅有来自该名定之周期性构造的二材料位在该复数层之各层之内、仅单一材料位在沿着该假设之偏差周期性构造之该复数层之各层的法线方向z之各方向上、及至少三材料位在该假设之偏差周期性构造之该复数层的至少一层之内;沿着该周期性方向x而对具有该至少三材料于其中之该假设之偏差周期性构造之中的该复数层的至少一层之该复数层的各层之介电系数的一函数进行一调和展开;使用该复数层的各层之介电系数的该函数之该调和展开与电场与磁场的傅立叶分量而建立该复数层的各层之中的傅立叶空间电磁方程式;基于该复数层之间的边界条件而偶合该傅立叶空间电磁方程式;及解出该傅立叶空间电磁方程式的该偶合,俾提供该计算所得之绕射光谱。2.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中对具有该至少三材料于其中之该假设之偏差周期性构造之中的该复数层的至少一层之该复数层的各层进行沿着该周期性方向x之介电系数的函数之该调和展开而言,第零阶的分量系已知为:而第i阶的调和分量则已知为:其中D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。3.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中来自该复数层的至少单一层之内的该名定之周期性构造的该仅有二材料系一固体及一非固体。4.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中该周期性光栅为一在该周期性方向x上具有一关键尺寸的半导体光栅,及该附加材料的构造偏差为沿着该法线方向z的偏差。5.如申请专利范围第4项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中沿着该法线方向z之该附加材料的构造偏差系在该名定之周期性构造的一固体区域中造成一环境区域。6.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中该周期性光栅为一在该周期性方向x上具有一关键尺寸的半导体光栅,及由于一高分子沈积而导致该附加材料的构造偏差为沿着该法线方向z的偏差。7.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中该周期性光栅为一半导体光栅,并有目的地包含该附加材料的构造偏差,俾设置具有特定之电子特性的一构造。8.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中该复数层的一起始层为一环境区域、及该复数层的一最终层为一基材。9.如申请专利范围第1项的名定之周期性构造内的附加材料之构造偏差的量测方法,其中该计算之绕射光谱的该计算方法为一严密耦合波形计算方法。10.一种与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,用以决定该目标周期性光栅的构造特性,包含以下步骤:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,该至少一假设层系形成遍及沿着该目标周期性光栅的一周期性方向所产生之至少第一、第二及第三材料的各个,个别之假设层具有假设层之假设特性値的复数种可能组合之一;产生各组假设层资料,各组假设层资料则对应于复数之假设层的个别之一;及处理所产生之各组假设层资料,俾得以反射远离周期性光栅之电磁辐射而产生绕射后的反射率。11.如申请专利范围第10项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,更包含将该假设层细分成复数之厚层,各厚层则对应于该复数之层之一与至少第一、第二及第三材料之一的交点。12.如申请专利范围第11项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中将该目标周期性光栅区分成复数之假设层的步骤包含将该目标周期性光栅区分成平行于该目标周期性光栅之周期性方向的复数之假设层。13.如申请专利范围第10项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中产生各组假设层资料的步骤包含沿着该目标周期性光栅的周期性方向而对假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一进行一维的傅立叶转换而将其展开,俾能提供假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一的调和分量。14.如申请专利范围第10项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,产生各组假设层资料的步骤包含计算以下性质的至少之一:介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的介电系数l(x)之函数、介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及介电系数调和矩阵[El];及反介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的反介电系数l(x)之函数、反介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及反介电系数调和矩阵[Pl]。15.如申请专利范围第14项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中处理所产生之各组假设层资料的步骤更包含以下步骤:将该目标周期性光栅之各假设层的电场之一级数展开与介电系数调和矩阵[El]及反介电系数调和矩阵[Pl]的至少之一加以组合而计算一波数向量矩阵[Al];及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征向量的第i项wl,i,m及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征値l,m,俾形成一特征向量矩阵[Wl]及一根特征値矩阵[Ql]。16.如申请专利范围第10项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中产生各组假设层资料的步骤包含对形成遍及该目标周期性光栅的至少第一、第二及第三材料的各个之介电系数l(x)之函数与反介电系数l(x)=1/l(x)之函数的至少之一进行一维之傅立叶转换而将其展开,沿着该目标周期性光栅的周期性方向所进行之展开则根据以下各者的至少之一:其中及其中其中D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。17.如申请专利范围第10项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中处理所产生之各组假设层资料的步骤更包含以下步骤:从对应于该目标周期性光栅之假设层的中间资料建立一矩阵方程式;及解出所建立之矩阵方程式,俾决定各调和阶数i的绕射后之反射率的数値Ri。18.一种与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,用以决定该目标周期性光栅的构造特性,包含以下步骤:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;就具有形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之复数层的至少之一,而对一介电系数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之一函数进行一调和展开;使用各假设层之介电系数的该函数之调和展开与电场及磁场的傅立叶分量,而建立各假设层之中的傅立叶空间电磁方程式;基于各假设层之间的边界条件,而偶合傅立叶空间电磁方程式;及解出该傅立叶空间电磁方程式的偶合,俾提供一绕射后之反射率。19.如申请专利范围第18项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,更包含将该复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层,各假设厚层则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的该等假设厚层的至少之一的一交点。20.如申请专利范围第19项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中将该复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层的步骤更包含将至少一假设层细分成复数之假设厚层,俾使仅单一材料位在沿着垂直于该目标周期性光栅之周期性方向及正交于该目标周期性光栅的任一直线上。21.如申请专利范围第18项之与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关之绕射后的反射率之产生方法,其中就形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之假设层的至少之一而言,对介电系数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之函数所进行之调和展开已知为:其中,为第零阶之分量,及为第i阶的调和分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。22.一种目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生方法,在一周期性方向上具有两个以上之材料的该目标周期性光栅系用于决定该目标周期性光栅的一绕射后之反射率的一光学轮廓量测法形式当中,包含以下步骤:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;将复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层而产生复数之假设边界,各假设边界则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的复数之假设层的至少之一的一交点;决定各假设层之一介电系数函数;藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开,俾能提供至少一介电系数函数的调和分量;及定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵。23.如申请专利范围第22项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生方法,其中藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开的步骤更包含根据以下方程式而完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。24.如申请专利范围第23项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生方法,其中该介电系数调和矩阵El为具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中为调和分量的阶数。25.如申请专利范围第22项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生方法,其中藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开的步骤更包含根据以下方程式而完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。26.如申请专利范围第25项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生方法,其中该介电系数调和矩阵P1为具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中为调和分量的阶数。27.一种电脑可读取之储存媒体,其储存用以产生与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关而用以决定该目标周期性光栅的构造特性之理论的绕射后之反射率的电脑可执行码,该电脑可执行码则命令一电脑进行以下之操作:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而该至少一假设层系形成遍及沿着该目标周期性光栅的一周期性方向所产生之至少第一、第二及第三材料的各个,个别之假设层具有假设层之特性假设値的复数种可能组合之一;产生各组假设层资料,各组假设层资料则对应于复数之假设层的个别之一;及处理所产生之各组假设层资料,俾产生反射该电磁辐射远离该周期性光栅时所发生之绕射后的反射率。28.如申请专利范围第27项之电脑可读取之储存媒体,其中更命令该电脑将该假设层细分成复数之厚层,各厚层则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的复数之层之一的交点。29.如申请专利范围第28项之电脑可读取之储存媒体,其中在将该目标周期性光栅区分成复数之假设层的操作中,系命令电脑将该目标周期性光栅区分成平行于该目标周期性光栅之周期性方向的复数之假设层。30.如申请专利范围第27项之电脑可读取之储存媒体,其中在产生各组假设层资料的操作中,系命令电脑沿着该目标周期性光栅的周期性方向而对假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一进行一维的傅立叶转换而将其展开,俾能提供假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一的调和分量。31.如申请专利范围第27项之电脑可读取之储存媒体,其中在产生各组假设层资料的操作中,系命令电脑计算以下性质的至少之一:介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的介电系数l(x)之函数、介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及介电系数调和矩阵[El];及反介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的反介电系数l(x)之函数、反介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及反介电系数调和矩阵[Pl]。32.如申请专利范围第31项之电脑可读取之储存媒体,其中在处理所产生之各组假设层资料的操作中,系命令电脑进行以下之计算:将该目标周期性光栅之各假设层的电场之一级数展开与介电系数调和矩阵[El]及反介电系数调和矩阵[Pl]的至少之一加以组合而计算一波数向量矩阵[Al];及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征向量的第i项wl,i,m及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征値l,m,俾形成一特征向量矩阵[Wl]及一根特征値矩阵[Ql]。33.如申请专利范围第27项之电脑可读取之储存媒体,其中在产生各组假设层资料的操作中,系命令电脑对形成遍及该目标周期性光栅的至少第一、第二及第三材料的各个之介电系数l(x)之函数与反介电系数l(x)=1/l(x)之函数的至少之一进行一维之傅立叶转换而将其展开,沿着该目标周期性光栅的周期性方向所进行之展开则根据以下各者的至少之一:其中及其中其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。34.如申请专利范围第27项之电脑可读取之储存媒体,其中在处理所产生之各组假设层资料的操作中,将电脑设成为进行以下操作:从对应于该目标周期性光栅之假设层的中间资料建立一矩阵方程式;及解出所建立之矩阵方程式,俾决定各调和阶数i的绕射后之反射率的数値Ri。35.一种电脑可读取之储存媒体,其储存用以产生与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关而用以决定该目标周期性光栅的构造特性之理论的绕射后之反射率的电脑可执行码,该电脑可执行码则命令一电脑进行以下之操作:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;就具有形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之复数层的至少之一,而对一介电系数l(x)之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之一函数进行一调和展开;使用各假设层之介电系数l(x)的该函数之调和展开及电场及磁场的傅立叶分量,而建立各假设层之中的傅立叶空间电磁方程式;基于各假设层之间的边界条件,而偶合傅立叶空间电磁方程式;及解出该傅立叶空间电磁方程式的偶合,俾提供一绕射后之反射率。36.如申请专利范围第35项之电脑可读取之储存媒体,其中更命令电脑将该复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层,各假设厚层则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的假设层的至少之一的一交点。37.如申请专利范围第36项之电脑可读取之储存媒体,其中在将至少一假设层细分成复数之假设厚层的操作中,电脑可执行码命令电脑将至少一假设层细分成复数之假设厚层,俾使仅单一材料位在沿着垂直于该目标周期性光栅之周期性方向及正交于该目标周期性光栅的任一直线上。38.如申请专利范围第37项之电脑可读取之储存媒体,其中在就具有形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之复数层的至少之一,而对一介电系数l(x)之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之一函数进行一调和展开的操作中,电脑可执行码命令电脑进行以下之调和展开:其中,为第零阶之分量,及为第i阶的调和分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。39.一种电脑可读取之储存媒体,其储存用以产生一目标周期性光栅之介电系数的表示式之电脑可执行码,在一周期性方向上具有两个以上之材料的该目标周期性光栅系用于决定该目标周期性光栅的一绕射后之反射率的一光学轮廓量测法形式当中,该电脑可执行码则命令电脑进行以下之操作:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;将复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层而产生复数之假设边界,各假设边界则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的复数之假设层的至少之一的一交点;决定各假设层之一介电系数函数;藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开,俾能提供至少一介电系数函数的调和分量;及定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵。40.如申请专利范围第39项之电脑可读取之储存媒体,其中在完成介电系数函数之一维傅立叶转换的操作中,电脑可执行码系根据以下方程式而命令电脑完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。41.如申请专利范围第40项之电脑可读取之储存媒体,其中在定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵E1的操作中,电脑可执行码系命令电脑产生具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中为调和分量的阶数。42.如申请专利范围第39项之电脑可读取之储存媒体,其中在完成介电系数函数之一维傅立叶转换的操作中,电脑可执行码系根据以下方程式而命令电脑完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。43.如申请专利范围第42项之电脑可读取之储存媒体,其中在定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵Pl的操作中,电脑可执行码系命令电脑产生具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中为调和分量的阶数。44.一种理论之绕射后的反射率之产生系统,该理论的绕射后之反射率与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关而用以决定该目标周期性光栅的构造特性,该系统具有设成为进行以下之操作的一电脑处理器:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一假设层系形成遍及沿着该目标周期性光栅的一周期性方向所产生之至少第一、第二及第三材料的各个,个别之假设层具有假设层之特性假设値的复数种可能组合之一;产生各组假设层资料,各组假设层资料则对应于复数之假设层的个别之一;及处理所产生之各组假设层资料,俾产生反射该电磁辐射远离该周期性光栅时所发生之绕射后的反射率。45.如申请专利范围第44项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中更将该电脑处理器设成为用以将该假设层细分成复数之厚层,各厚层则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的该复数之层之一的交点。46.如申请专利范围第45项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在将该目标周期性光栅区分成复数之假设层的操作中,更将该电脑处理器设成为用以将该目标周期性光栅区分成平行于该目标周期性光栅之周期性方向的复数之假设层。47.如申请专利范围第44项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在产生各组假设层资料的操作中,系将电脑处理器设成为用以沿着该目标周期性光栅的周期性方向而对假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一进行一维的傅立叶转换而将其展开,俾能提供假设层之实数空间的介电系数函数与实数空间的反介电系数函数两者至少之一的调和分量。48.如申请专利范围第44项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在产生各组假设层资料的操作中,系将电脑处理器设成为用以计算以下性质的至少之一:介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的介电系数l(x)之函数、介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及介电系数调和矩阵[El];及反介电系数特性,其包含该目标周期性光栅之各假设层的反介电系数l(x)之函数、反介电系数l(x)之函数的调和分量l,i、及反介电系数调和矩阵[Pl]。49.如申请专利范围第48项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在处理所产生之各组假设层资料的操作中,系将电脑处理器设成为用以进行以下之计算:将该目标周期性光栅之各假设层的电场之一级数展开与介电系数调和矩阵[El]及反介电系数调和矩阵[Pl]的至少之一加以组合而计算一波数向量矩阵[Al];及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征向量的第i项wl,i,m及计算该波数向量矩阵[Al]之第m个特征値l,m,俾形成一特征向量矩阵[Wl]及一根特征値矩阵[Ql]。50.如申请专利范围第44项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在产生各组假设层资料的操作中,系将电脑处理器设成为对形成遍及该目标周期性光栅的至少第一、第二及第三材料的各个之介电系数l(x)之函数与反介电系数l(x)=1/l(x)之函数的至少之一进行一维之傅立叶转换而将其展开,沿着该目标周期性光栅的周期性方向所进行之展开则根据以下各者的至少之一:其中及其中其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。51.如申请专利范围第44项之理论之绕射后的反射率之产生系统,其中在处理所产生之各组假设层资料的操作中,系将电脑处理器设成为用以进行以下操作:从对应于该目标周期性光栅之假设层的中间资料建立一矩阵方程式;及解出所建立之矩阵方程式,俾决定各调和阶数i的绕射后之反射率的数値Ri。52.一种绕射后的反射率之产生系统,该绕射后的反射率与远离一目标周期性光栅之电磁辐射的绕射有关而用以决定该目标周期性光栅的构造特性,该系统具有设成为进行以下之操作的一电脑处理器:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;就具有形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之复数层的至少之一,而对一介电系数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之一函数进行一调和展开;使用各假设层之介电系数的该函数之调和展开与及电场及磁场的傅立叶分量,而建立各假设层之中的傅立叶空间电磁方程式;基于各假设层之间的边界条件,而偶合傅立叶空间电磁方程式;及解出该傅立叶空间电磁方程式的偶合,俾提供一绕射后之反射率。53.如申请专利范围第52项之绕射后的反射率之产生系统,其中更将电脑处理器设成为用以将该复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层,各假设厚层则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的假设层的至少之一的一交点。54.如申请专利范围第53项之绕射后的反射率之产生系统,其中在将至少一假设层细分成复数之假设厚层的操作中,系将电脑处理器设成为用以将至少一假设层细分成复数之假设厚层,俾使仅单一材料位在沿着垂直于该目标周期性光栅之周期性方向及正交于该目标周期性光栅的任一直线上。55.如申请专利范围第52项之绕射后的反射率之产生系统,其中在就具有形成遍及至少第一、第二及第三材料的各个之复数层的至少之一,而对一介电系数l(x)之沿着该目标周期性光栅的周期性方向之一函数进行一调和展开的操作中,系将电脑处理器设成为用以进行以下之调和展开:其中,为第零阶之分量,及为第i阶的调和分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。56.一种目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生系统,在一周期性方向上具有两个以上之材料的该目标周期性光栅系用于决定该目标周期性光栅的一绕射后之反射率的一光学轮廓量测法形式当中,该系统具有设成为进行以下之操作的一电脑处理器:将该目标周期性光栅区分成复数之假设层,而至少一个假设层系形成遍及沿着平行于该目标周期性光栅的一周期性方向之一直线所产生之至少第一、第二及第三材料的各个;将复数之假设层的至少之一细分成复数之假设厚层而产生复数之假设边界,各假设边界则对应于具有至少第一、第二及第三材料之一的复数之假设层的至少之一的一交点;决定各假设层之一介电系数函数;藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开,俾能提供至少一介电系数函数的调和分量;及定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵。57.如申请专利范围第56项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生系统,其中在藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开的操作中,系将电脑处理器设成为根据以下方程式而完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。58.如申请专利范围第57项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生系统,其中在定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵E1的操作中,电脑处理器系建立具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中o为调和分量的阶数。59.如申请专利范围第56项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生系统,其中在藉由计算在复数之假设边界的傅立叶分量的总和而完成各假设层的介电系数函数之沿着该目标周期性光栅的周期性方向的一维傅立叶展开的操作中,系将电脑处理器设成为根据以下方程式而完成介电系数函数l(x)的一维傅立叶转换:其中为第零阶之分量,为第i阶之分量,其中1代表复数之假设层当中的第1个、D为该假设之偏差周期性构造的间隔、nk为在xk与xk-1之处的材料边界之间的一材料之折射率、j为定义成-1之平方根的虚数、及在该假设之偏差周期性构造的各周期之内系具有r个材料边界。60.如申请专利范围第59项之目标周期性光栅之介电系数的表示式之产生系统,其中在定义具有该介电系数函数之傅立叶展开的调和分量之一介电系数调和矩阵Pl的操作中,电脑处理器系建立具有以下型态之(2+1)(2+1)的托易普利兹(Toeplitz)型矩阵:其中o为调和分量的阶数。图式简单说明:图1A显示周期性构造的横剖面图,其中在沿着周期性方向的任一直线上,存在有两材料的最大量。图1B为图1A之脊部细分成各层之后的细部横剖面图。图2A为具有蚀刻之谷部的半导体装置之横剖面图,其中在沿着周期性方向的任一直线上,存在有两材料的最大量。图2B为图2A之半导体装置的横剖面图,其中涂布在蚀刻之谷部之中的残余高分子层将导致两个以上之材料无意地产生在沿着周期性方向的任一直线上。图3A为半导体装置之横剖面图,其包含导致两个以上之材料在周期性方向的直线上产生的横切偏差。图3B为图3A之半导体装置的横剖面图,其中不具有会导致两个以上之材料在周期性方向的直线上产生的横切偏差。图4显示绕射光栅的局部,其中标示出本发明之数学分析所使用之变数。图5为图3A所示之半导体的横剖面图,其中依据本发明之方法而将其细分成各调和扩展层并离散化成矩形厚层。图6显示本发明之TE偏光化精确耦合波形分析的处理流程。图7显示本发明之TM偏光化精确耦合波形分析的处理流程。图8为半导体装置之汲极区域的横剖面图,其中间隙壁系形成在轻微掺杂的汲极构造之中且在周期性方向的直线上系具有两个以上之材料。图9显示本发明用于产生在周期性方向上具有两个以上之材料的目标周期性光栅之介电系数的表示式的流程图。图10显示用以执行本发明之计算方法的电脑系统。
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