[發(fā)明專(zhuān)利]一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510217110.8
• 申請(qǐng)日: 2015-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104833679B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊甬英;劉東;李陽(yáng);曹頻;王世通
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué);杭州晶耐科光電技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/88
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/88
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 杜軍

1.一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、仿真模型樣本庫(kù)建立；

所述的仿真模型樣本庫(kù)包括仿真缺陷模型、近場(chǎng)電磁場(chǎng)分布以及缺陷光強(qiáng)分布和光強(qiáng)分布的多維特征參數(shù)；

步驟2、超光滑元件表面缺陷檢測(cè)；

步驟3、基于特征匹配的三維尺度逆向識(shí)別；

步驟3所述的基于特征匹配的三維尺度逆向識(shí)別，具體如下：

3-1.建立相似度評(píng)價(jià)函數(shù)；

3-2.利用基本順序搜索算法搜尋仿真模型樣本庫(kù)中特征參數(shù)向量；

3-3.判斷相似度是否達(dá)到要求；

實(shí)際中考慮到系統(tǒng)誤差、光照影響、缺陷自身誤差的因素，即使I_PSF(p)和I_DF(p)分別是參數(shù)完全相同缺陷的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)I_DF(p)為缺陷垂直于長(zhǎng)度方向?qū)嶋H灰度所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)分布，I_PSF(x)是加入光學(xué)成像系統(tǒng)彌散的光強(qiáng)分布，I_PSF(p)和I_DF(p)不可能完全一致，即r₁₂不可能剛好等于1，因此設(shè)定一個(gè)小量ε，并作如下判斷：

|1-r₁₂|＜ε 公式(4)

當(dāng)r₁₂滿(mǎn)足公式(4)時(shí)，判斷I_PSF(p)和I_DF(p)之間是相關(guān)的，則提取對(duì)應(yīng)的仿真缺陷模型的三維尺度，并將其作為實(shí)際缺陷三維尺度；此時(shí)，認(rèn)為電磁仿真建模時(shí)預(yù)設(shè)的缺陷參數(shù)與檢測(cè)中實(shí)際缺陷的真實(shí)參數(shù)是接近的，將缺陷建模參數(shù)作為缺陷參數(shù)的檢測(cè)參考值輸出；ε取值為0-0.2，具體的取值則需要計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定；否則返回步驟3-2。

2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法，其特征在于步驟1所述的仿真模型樣本庫(kù)的建立具體如下：

1-1.通過(guò)FDTD仿真軟件建立仿真缺陷模型；

1-2.通過(guò)FDTD仿真軟件建立仿真缺陷暗場(chǎng)散射模型；

1-3.基于FDTD仿真軟件對(duì)缺陷進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真；

1-4.基于FDTD仿真軟件外推獲得仿真缺陷模型在光學(xué)成像系統(tǒng)像面上的理想光強(qiáng)分布；

1-5.基于理想光強(qiáng)分布利用數(shù)據(jù)處理提取理想光強(qiáng)分布特征；

1-6.在理想光強(qiáng)分布中加入光學(xué)系統(tǒng)像差模型，具體如下：

1-7.利用最大光強(qiáng)、極值點(diǎn)數(shù)量、閾值處灰度梯度及光強(qiáng)分布曲線(xiàn)構(gòu)建多維特征參數(shù)向量；

1-8.通過(guò)多維特征參數(shù)向量創(chuàng)建仿真模型樣本庫(kù)。

3.如權(quán)利要求書(shū)2所述的一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法，其特征在于步驟1-6所述的在理想光強(qiáng)分布中加入光學(xué)系統(tǒng)像差模型，具體如下：

加入點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)仿真顯微散射暗場(chǎng)成像系統(tǒng)的高斯型光學(xué)系統(tǒng)像差模型，利用高斯退化函數(shù)作為光學(xué)成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF，其表達(dá)式為：

式(1)中，K是歸一化常數(shù)，μ,σ是常數(shù)，C是孔徑區(qū)域；在電磁仿真得到的像面散射光強(qiáng)分布結(jié)果中，使用高斯型擴(kuò)展函數(shù)對(duì)理想仿真結(jié)果進(jìn)行卷積，能夠模擬得到缺陷經(jīng)過(guò)存在像差的光學(xué)系統(tǒng)后的散射成像結(jié)果；定義I_FDTD(x)是FDTD仿真得到的遠(yuǎn)場(chǎng)散射成像理想光強(qiáng)分布，I_FDTD(x)和I_PSF(x)存在以下關(guān)系表達(dá)式：

式(2)中是卷積符號(hào)，PSF是點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，I_BG表示背景光強(qiáng)，由CCD的背景噪聲因素決定；通過(guò)對(duì)理想的缺陷光強(qiáng)與高斯型退化函數(shù)做卷積，就能夠盡可能接近實(shí)際缺陷在像面上的光強(qiáng)分布。

4.如權(quán)利要求書(shū)1所述的一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法，其特征在于步驟2所述的超光滑元件表面缺陷的檢測(cè)，具體如下：

2-1.元件缺陷暗場(chǎng)散射成像；

2-2.顯微成像系統(tǒng)CCD采集缺陷圖像；

2-3.對(duì)采集得到的缺陷圖像利用灰度分布統(tǒng)計(jì)的方法提取缺陷圖像中垂直于待測(cè)缺陷長(zhǎng)度方向的灰度分布；

2-4.基于理想光強(qiáng)分布利用數(shù)據(jù)處理提取灰度分布中的灰度分布特征。

5.如權(quán)利要求書(shū)1所述的一種微觀(guān)缺陷三維尺度逆向標(biāo)定及檢測(cè)方法，其特征在于步驟3-1所述的建立相似度評(píng)價(jià)函數(shù)，具體如下：

在實(shí)際檢測(cè)中，超光滑元件表面微觀(guān)缺陷經(jīng)過(guò)顯微暗場(chǎng)散射成像能夠在光學(xué)系統(tǒng)像面上采集得到缺陷的灰度圖像，然后提取垂直待測(cè)缺陷長(zhǎng)度方向?qū)Φ幕叶确植迹渲谢叶扰c光強(qiáng)成正比，則能夠?qū)⒒叶确植汲艘员壤禂?shù)作為實(shí)際缺陷在像面上的光強(qiáng)分布；對(duì)得到的缺陷實(shí)際光強(qiáng)與仿真得到的缺陷光強(qiáng)分布進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)；并將I_PSF(p)和I_DF(p)轉(zhuǎn)換到光強(qiáng)-像素空間，將I_PSF(p)和I_DF(p)看作兩個(gè)一維離散信號(hào)；參考信號(hào)處理中兩個(gè)一維離散信號(hào)間的相關(guān)性運(yùn)算，定義r₁₂為I_PSF(p)和I_DF(p)之間的相似度，如下式，

式(3)中，Q為缺陷的像素寬度值，為整數(shù)；像素變量p＝0,1,2,...,Q-1，p₀為像素位移量；r₁₂的意義在于能夠通過(guò)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果考察I_PSF(p)和I_DF(p)之間相似程度；若I_PSF(p)和I_DF(p)完全相同，則r₁₂＝1；若I_PSF(p)和I_DF(p)完全不同，則r₁₂＝0。