[发明专利]一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化方法及系统，属于光刻技术领域，方法包括：步骤S1、确定纳米结构的待测形貌参数以及散射测量的参数提取过程中固定不变的参数；步骤S2、基于所述待测形貌参数和所述固定不变的参数，构建散射测量中衡量测量信号和理论信号之间拟合误差的评价函数；步骤S3、基于所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵；步骤S4、计算在不同的测量条件下，所述待测形貌参数的误差传递矩阵的条件数，条件数最小的测量条件即为最优配置。本发明还提供了一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化系统。本发明为实现高测量精度、准确度和鲁棒性好的纳米结构散射测量提供了一种新的测量配置优化方案。

技术领域

本发明属于光刻技术领域，更具体地，涉及一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化方法及系统。

背景技术

纳米结构散射测量包括基于光学散射技术与基于小角X射线散射技术等的纳米结构散射测量。测量配置优化问题是纳米结构散射测量中普遍存在的一个问题，其目的是探索诸如波长、入射角、方位角和/或偏振方向等测量条件的最佳组合，以达到对给定测量仪器更高的测量精度。纳米结构散射测量的不确定度不仅取决于被测信号的质量(如信噪比)，还取决于测量条件配置，在不同的测量条件配置下提取的待测参数的精度往往存在一定的差异。为此，需要在进行参数提取之前对测量条件进行配置优化以提高参数提取过程的准确度。

现有技术中，针对纳米结构散射测量配置优化方法主要是采用灵敏度分析，将参数的不确定度作为散射测量的优化指标，这种方法计算复杂，测量结果易受噪声扰动。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化方法及系统，其目的在于降低纳米结构散射测量配置优化的复杂度，同时提升测量结果的鲁棒性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于条件数的纳米结构测量配置优化方法，包括：

步骤S1、确定纳米结构的待测形貌参数x以及散射测量的参数提取过程中固定不变的参数a；

步骤S2、基于所述待测形貌参数x和所述固定不变的参数a，构建散射测量中衡量测量信号和理论信号之间拟合误差的评价函数；

步骤S3、基于所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵；

步骤S4、计算在不同的测量条件下，所述待测形貌参数的误差传递矩阵的条件数，条件数最小的测量条件即为最优配置。

进一步地，步骤S3中，基于所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵，包括：

计算所述理论信号对所述待测形貌参数x的一阶Taylor展开式；

将所述一阶Taylor展开式代入所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵。

进一步地，所述待测形貌参数的误差传递矩阵为：

其中，J_x为N×M阶Jacobian矩阵，元素定义为：

f(x,a)为测量信号对应的理论信号，x^*为最终提取的待测形貌参数值，W为由权值因子构成的N×N阶对角矩阵，表示J_x的转置矩阵。

进一步地，通过下述优化方法得到条件数最小的测量条件：