[發(fā)明專利]一種單幅封閉條紋相位提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010593074.2
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102073220A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐鋒;胡松;羅正全;周紹林;陳旺富;李金龍;謝飛;李蘭蘭;盛壯
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 盧紀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻對準中單幅封閉條紋相位提取方法，屬于干涉測量范圍。

背景技術(shù)

近年來，納米技術(shù)得到快速發(fā)展并已被廣泛應用，正日益成為本世紀備受關(guān)注的前沿領(lǐng)域。作為納米技術(shù)的基礎(chǔ)，納米器件的制造對高分辨力光刻技術(shù)的需求越來越迫切。另外，隨著高集成度電路以及相關(guān)器件的研發(fā)，IC特征尺寸愈來愈小，對光刻分辨力要求也越來越高。如何提高光刻的分辨力成為業(yè)界關(guān)注的熱點問題。光刻對準技術(shù)作為光刻的三大核心技術(shù)之一，是影響光刻分辨力的重要因素之一，提高對準精度是提高光刻分辨力的一個重要途徑。基于光柵調(diào)制空間相位成像的納米級對準方法，理論上能達到較高的對準精度且具有最好的抗干擾能力，條紋圖像空間相位差信息的提取是該方法一個必需且重要的環(huán)節(jié)，也是直接影響系統(tǒng)對準精度和效率的關(guān)鍵因素。

針對光學干涉條紋圖像，相移法、歸一化相位跟蹤(RPT)方法、傅里葉變換方法、窗口傅里葉變換方法等是幾種比較典型的相位分析方法。其中相移法通過幾幅與原圖像有關(guān)的相移圖像來提取相位信息，算法簡單、速度快，然而相移過程常常引入的較大誤差及實際應用中難以獲取相移圖像的弱點限制了該方法的廣泛應用；RPT方法則是將條紋圖看作一個具有特定分布的相位場，建立相應的關(guān)于每個像素處相位和頻率值的能量函數(shù)模型，根據(jù)該模型用迭代方法逼近、估計圖像的相位和頻率信息，可獲取平滑的相位場，然而復雜的模型及參數(shù)人為控制成為該方法的不足；傅立葉變換方法對圖像作整體頻域處理和恢復，速度較快，但在噪聲濾除的同時引起條紋圖的局部信息的損失，且難以提取局部相位信息；窗口傅里葉變換通過窗口函數(shù)對干涉條紋圖選取一部分進行傅里葉變換，再移動窗口函數(shù)對整個條紋圖進行掃描，從而獲得整個條紋圖的相位該方法結(jié)合了空間相移法和傅里葉變換法的優(yōu)點，既考慮了局部細節(jié)，又考慮到整體關(guān)系，獲得較好的精度和較廣的應用范圍。但其窗口尺寸一旦確定就無法改變，不適合于條紋頻率變化的情況。一維連續(xù)小波變換則是利用特定的小波基函數(shù)與圖像做卷積或相關(guān)，得到的小波系數(shù)幅值最大之處被稱為‘小波脊’，再通過小波脊可以計算出各點的相位等其他信息，具有較強的自適應能力。但其易受到噪聲的影響，且噪聲對相位提取精度有較大影響。本發(fā)明提出了一種單幅封閉條紋相位提取方法，針對光刻對準中圓光柵產(chǎn)生的單幅封閉條紋圖，能夠在有效抑制噪聲的同時將相位完整的提取出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對光刻對準中產(chǎn)生的單幅封閉條紋圖，提供提取相位的方法，該方法只需單幅條紋就能實現(xiàn)相位的自動化提取，能同時識別提取不同頻率情況下的相位，獲得更高的精度，也同時能夠更好的抑制噪聲對相位提取的影響。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

1、一種單幅封閉條紋相位提取方法，其特征在于包括：圖像濾波、相位提取和移除符號不確定性三個步驟，其中圖像濾波與相位提取可同時進行，所述的圖像濾波與相位提取步驟如下：

(1)采用具有多個尺度和多個方向的二維解析小波，通過尺度與角度方向進行組合，對歸一化后的條紋圖像進行小波變換，獲得小波變換系數(shù)；

(2)通過對步驟(1)中所述小波變換系數(shù)求取幅值再進行比較，取幅值最大處的值，即小波脊，在獲得小波脊的同時，也完成了圖像濾波；

(3)對步驟(2)中所述小波脊所處的點求取幅角，即獲得帶有符號不確定性的相位；

所述的移除符號不確定性的步驟如下：

(4)經(jīng)過步驟(3)獲得了帶有符號不確定性的相位，所述帶有符號不確定性的相位通過整個條紋圖的小波脊函數(shù)所對應的角度方向分布提取出來；

(5)找出步驟(4)中所述小波脊函數(shù)所對應的角度方向分布的不連續(xù)點并標定出來；

(6)對步驟(5)中所述角度方向分布的不連續(xù)點即相位符號不確定性的分界線的任意一邊相位乘上-1，即移除了相位符號不確定性。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幅封閉條紋相位提取方法，其特征在于：所述的二維解析小波可以為是通過實對稱的高斯函數(shù)進行偏移、擴展與旋轉(zhuǎn)而形成，也可以直接選取二維Gabor解析小波與二維Morlet解析小波函數(shù)。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幅封閉條紋相位提取方法，其特征在于：所述步驟(1)采用具有多個尺度和多個角度方向的二維解析小波，對歸一化后的條紋圖像進行小波變換，獲得小波變換系數(shù)過程如下：

a.對條紋圖像進行快速傅里葉變換；

b.對不同尺度與角度方向組合的二維解析小波進行快速傅里葉變換；

c.對步驟a與b的值進行相乘；

d.對步驟c中的乘積進行傅里葉變換即得小波變換系數(shù)。