【摘 要】
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半导体关键尺寸的逐渐缩小及结构的越发复杂对半导体测量技术提出了新的挑战,限制了半导体行业的发展。为了解决现有挑战性问题以提升生产良率,迫切需要新的计量技术,国际半导体路线图指出小角X射线散射测量是未来最有潜力的测量方法之一。小角X射线散射测量是传统光学散射技术缩小波长,向X射线延伸的结果,所以本质上也是一种所见非所得的测量方法,因此需要快速、准确及鲁棒的参数提取方法。为此,本文针对小角X射线散射测
【基金项目】
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国家自然科学基金优秀青年科学基金项目“纳米测量技术与仪器”（编号:52022034）； 湖北省重点研发计划“复杂IC纳米结构三维形貌测量关键技术研究”（编号:2020BAA008）；
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半导体关键尺寸的逐渐缩小及结构的越发复杂对半导体测量技术提出了新的挑战,限制了半导体行业的发展。为了解决现有挑战性问题以提升生产良率,迫切需要新的计量技术,国际半导体路线图指出小角X射线散射测量是未来最有潜力的测量方法之一。小角X射线散射测量是传统光学散射技术缩小波长,向X射线延伸的结果,所以本质上也是一种所见非所得的测量方法,因此需要快速、准确及鲁棒的参数提取方法。为此,本文针对小角X射线散射测量参数提取方法开展研究工作。本文的主要内容和创新点如下:（1）针对典型光栅面型,理论推导了其X射线散射强度同其电子密度自相关函数间的映射关系,给出了从X射线散射图谱中直接提取光栅结构形貌参数的解析公式,仿真实验验证了所推导公式的正确性。（2）研究了小角X射线散射测量的基于模型纳米结构参数提取方法,定义了基于模型的纳米结构参数提取过程中的评价函数形式,针对典型光栅结构的仿真结果表明,所提出的参数提取方法可以实现所有形貌参数的准确、鲁棒提取。（3）基于上海同步辐射光源散射线站,针对典型光栅结构开展了测量实验,利用所提出的两种参数提取方法对测量数据进行了分析,并同穆勒矩阵椭偏仪和原子力显微镜的测试结果进行了对比,验证了所提出的参数提取方法的有效性。本文所研究的两种参数提取方法可以应用于小角X射线散射测量。随着后续的发展和完善,可以为纳米结构小角X射线散射测量提供快速、准确及鲁棒的参数提取方法。
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