随着半导体技术和半导体工艺制造技术的发展,工业上对半导体器件的关键尺寸的要求越来越高,这就为工艺过程中关键尺寸的正确检测提出了很高的要求。传统的尺寸测量方法包括扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、扫描探针显微镜(SPM)等,而这些测量方法有原理简单的优点,但其缺点也很明显:测量精度不高、速度慢、对样品可能造成伤害等,这些缺点为其实现在线实时测量起到了极大的阻碍作用。相比较传统测量方法,光学关键尺寸(OCD)测量有着成本更低、精度更高、速度更快、对样品无损等的优点。OCD软件平台主要包括优化模块和模拟模块,优化模块负责对样本进行建模,模拟模块负责针对样本模型进行模拟计算分析其光学响应,并与实际得到的光学信息进行对比,然后在修改样本模型,重复上述步骤,直到模拟得出的光学响应与实验光学信息数据相吻合,这时候的模型的尺寸才是真实的结构尺寸。模拟模块根据精确的光学衍射理论,采用常用的严格耦合波分析法(RCWA)算法求解得到样本模型的光学响应,模拟模块的性能好坏直接决定了OCD软件平台的性能好坏。RCWA算法其实质是麦克斯韦方程组的求解,但是通常情况下RCWA都要计算进行大量的矩阵计算(具体的计算量视所取衍射次数),尤其是其中的特征值特征向量的求解非常耗费时间,这直接制约了模拟模块的效率。本文尝试使用TI公司生产的TMS320C6678 DSP芯片来进行对特征值特征向量的加速效果实现。DSP本身并不做通用计算用,但随着DSP技术的发展,其在乘法性能和存储器访问性能上得到了很大的提升,而这两项对矩阵运算非常有帮助,这是本文进行这个工作的重要原因;再加上DSP扩展容易、功耗低等的特点,使DSP运用到本文中的加速可行。随着微电子结构尺寸的进一步缩小,还有另外一种提高测量精度的方法即是使用超分辨技术。超分辨技术可以突破传统器件的衍射极限,实现较高的分辨效果。本文最后介绍了超分辨技术,并尝试运用于本课题中。