基于倾斜照明的反射式交叠衍射成像技术研究

论文摘要

无缺陷掩膜板的制作是极紫外光刻技术的重要环节,因此对掩膜板的缺陷检测十分关键。由于掩膜基底对极紫外光有强吸收特性,极紫外掩膜缺陷检测一般采用反射式系统。受限于极紫外苛刻的实验条件,本文在可见光波段开展基于倾斜照明的反射式交叠衍射成像技术研究,为将反射式交叠衍射成像技术移植到极紫外光刻掩膜的缺陷检测中奠定了理论和实验基础。本文基于平行平面间光场衍射传输理论,推导了非平行平面间光场倾斜角谱传输理论,建立了反射式交叠衍射成像技术的理论模型。仿真验证了光场倾斜角谱传输理论的正确性,并分别以二维图像和相位元件作为样品,验证了反射式交叠衍射成像技术复原样品振幅和相位信息的可行性。进一步地,研究了反射角对复原结果质量的影响,为实验中反射角的选取提供理论依据。分析了影响反射式交叠衍射成像技术复原精度的因素,包括扫描位置误差、轴向距离误差和反射角误差。为抑制各因素对复原质量的影响,引入模拟退火算法校正扫描位置误差、引入迭代自聚焦算法校正轴向距离误差、引入MSE值函数校正反射角误差,并对各校正方法的可行性进行了仿真验证。在可见光照明条件下,搭建了反射式交叠衍射成像光学系统,以分辨率板为振幅型样品,以台阶板为相位型样品开展实验。得到分辨率板线对复原值与标准值(1.4cycles/mm)误差为0.63%,台阶板高度复原值与标准值(90.5 nm)误差为1.15%,验证了本文方法可用于复原样品的振幅和相位,获得样品的缺陷信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 课题研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 极紫外光刻掩膜缺陷检测发展状况
•     1.2.2 交叠衍射成像技术发展状况
•   1.3 本文主要研究内容
• 2 反射式交叠衍射成像技术理论基础
•   2.1 倾斜角谱衍射传输理论研究
•     2.1.1 角谱衍射传输理论
•     2.1.2 菲涅尔衍射传输理论
•     2.1.3 夫琅禾费衍射传输理论
•     2.1.4 倾斜角谱衍射传输理论
•   2.2 缺陷对光场衍射的调制模型
•   2.3 反射式交叠衍射成像技术模型
•   2.4 反射式交叠衍射成像技术复原精度影响因素分析
•   2.5 本章小结
• 3 反射式交叠衍射成像技术仿真研究
•   3.1 缺陷调制模型仿真
•   3.2 反射式交叠衍射成像算法可行性验证
•     3.2.1 倾斜传输过程仿真
•     3.2.2 样品复原结果分析
•   3.3 反射式与透射式交叠衍射成像技术对比
•   3.4 反射角对复原结果的影响分析
•   3.5 本章小结
• 4 反射式交叠衍射成像技术误差校正研究
•   4.1 扫描位置误差校正
•     4.1.1 扫描位置误差校正理论
•     4.1.2 基于模拟退火法的扫描位置误差校正方法仿真分析
•   4.2 轴向距离误差校正
•     4.2.1 轴向距离误差校正理论
•     4.2.2 基于迭代自聚焦的轴向距离误差校正方法仿真分析
•   4.3 反射角误差校正
•     4.3.1 反射角误差校正理论
•     4.3.2 基于MSE值函数的反射角误差校正方法仿真分析
•   4.4 本章小结
• 5 反射式交叠衍射成像技术实验验证
•   5.1 实验系统及成像过程
•     5.1.1 光路系统
•     5.1.2 实验器件
•     5.1.3 成像过程
•   5.2 实验结果分析
•     5.2.1 振幅型样品复原结果
•     5.2.2 相位型样品复原结果
•   5.3 本章小结
• 6 总结与展望
•   6.1 全文总结
•   6.2 创新点
•   6.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄嘉铃

导师: 高志山

关键词: 缺陷检测,反射式,交叠衍射,无镜成像,误差校正

来源: 南京理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 南京理工大学

基金: 国家自然科学基金项目“双焦波带片干涉显微成像实现极紫外位相型掩膜缺陷探测方法研究(61377015)”

分类号: O436.1;TP391.41

DOI: 10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.001646

总页数: 78

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