[发明专利]光刻机空间像噪声评估及滤波方法

摘要

一种光刻机空间像噪声评估及滤波方法，包括下列步骤：采集测试标记的空间像；建立空间像噪声标准差和空间像理想光强；对所述的空间像噪声标准差进行主成分分析；利用最佳平滑因子对空间像进行二维样条平滑滤波，得到滤除噪声的空间像。本发明简单方便的滤除了空间像的噪声，提高了基于空间像求解波像差的求解精度及求解重复性。

主权项

1.一种光刻机空间像噪声评估及滤波方法，该方法利用的测量系统包括照明光源、照明系统、掩模台、投影物镜、六维扫描工件台、安装在六维扫描工件台上的空间像传感器及与该空间像传感器相连的计算机，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采集测试标记的空间像：采集选定光刻机照明系统的照明方式及其的部分相干因子，投影物镜的数值孔径NA，在掩模台上的安置测试掩模，该测试掩模的视场点数为P，每个视场点对应测试掩模上的一个测试标记，该测试标记由一组图形位于0°方向和图形位于90°方向的孤立空组成，每个视场点的空间像采样次数为T；空间像采集范围：X方向采集范围为[-L，L]，Z方向采集范围为[-F，F]；空间像采样点数：X方向采样点数为M，Z方向采集采样点数为N；启动光源，调整照明系统，使光源发出的光经照明系统得到相应的照明方式，照射在掩模台上的测试掩模上，所述的空间像传感器采集测试掩模上的测试标记经投影物镜所成的空间像并能输入所述的计算机；利用空间像传感器对每个测试标记孤立空图形位于0°方向和90°方向时分别各采集T幅空间像；将采集的空间像送入所述的计算机储存；(2)建立空间像噪声标准差和空间像理想光强：计算机对0°方向P个视场点的空间像，按常规方法求得每个视场点的空间像0°方向噪声标准差STD₀^p，p＝1，2，3，…，P，以及每个视场点的空间像0°方向光强平均值，记为0°方向理想光强I₀^p，p＝1，2，3，…，P；对90°方向P视场点数的空间像，同样按常规方法求得每个视场点的空间像90°方向噪声标准差STD₉₀^p，p＝1，2，3，…，P和每个视场点对应的空间像90°方向理想光强I₉₀^p，p＝1，2，3，…，P；(3)对所述的空间像噪声标准差进行主成分分析：对所述的空间像0°方向噪声标准差STD₀^p安常规方法进行主成分分析，得到空间像0°方向噪声标准差STD₀^p的主成分i＝1，2，3，…，P，根据空间像0°方向噪声标准差主成分的组成，得出空间像0°方向噪声源，主要包括：空间 像传感器对空间像0°方向理想光强I₀^p，p＝1，2，3，…，P的响应噪声，空间像0°方向理想光强I₀^p，p＝1，2，3，…，P沿X方向快速变化时引进的梯度噪声p＝1，2，3，…，P，及空间像0°方向理想光强I₀^p，p＝1，2，3，…，P沿Z方向快速变化时引进的梯度噪声p＝1，2，3，…，P，依此建立空间像0°方向噪声标准差分布模型为：其中：a₀为空间像传感器对0°方向理想光强I₀^p的响应噪声权重系数，b₀为0°方向理想光强I₀^p沿X方向快速变化时引进的梯度噪声的权重系数，c₀为0°方向理想光强I₀^p沿Z方向快速变化时引进的梯度噪声的权重系数；对上式采用线性回归拟合，得到0°方向权重系数a₀，b₀，c₀；；对所述的空间像90°方向噪声标准差STD₉₀^p，同样建立空间像90°方向噪声标准差分布模型为：其中：a₉₀为空间像传感器对90°方向理想光强I₉₀^p的响应噪声权重系数，b₉₀为90°方向理想光强I₉₀^p沿X方向快速变化时引进的梯度噪声的权重系数，c₉₀为90°方向理想光强I₉₀^p沿Z方向快速变化时引进的梯度噪声的权重系数；对上式采用线性回归拟合的方式求取90°方向的权重系数a₉₀，b₉₀，c₉₀；(4)利用最佳平滑因子对空间像进行二维样条平滑滤波，得到滤除噪声的空间像：掩模上孤立空图形位于0°方向时，对视场点p，p＝1，2，3，…，P采样得到的 T幅空间像选用常规的二维样条平滑方法进行滤波，由于用二维样条平滑方法进行滤波需要确定平滑因子，首先任意给定一个平滑因子，对含噪声的空间像进行样条平滑，滤除的空间像噪声记为Ns_t^p，t＝1，2，…，T，按常规方法求其标准差为STD_Ns^p，p＝1，2，3，…，P，求得的标准差STD_Ns^p，p＝1，2，3，…，P与(1)式得到的噪声标准差相减，取差的绝对值的平均值有E_ij代表矩阵E中各元素，E_s为矩阵E中所有元素求和的结果，不断改变平滑因子的取值，重复上述步骤，当E_s取最小值时的平滑因子即为要寻找的最佳平滑因子；掩模上孤立空图形位于90°方向时计算方法相同；得到最佳平滑因子后，利用最佳平滑因子对空间像进行二维样条平滑滤波，即可滤除空间像的噪声，得到滤除噪声的空间像。