CN101968350A - 二维线间隔的正交角度提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种二维线间隔的正交角度提取方法，其特征在于包含如下步骤：确定纵向为待测方向；将二维线间隔看成沿纵向重复结构的一维线间隔；以任意参考方向为基准，分别沿纵向以很小偏转角度a1和a2获取线间隔的采样曲线；用傅立叶变换提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度a1和a2上的长度l1和l2；按照公式计算出的角度a就是纵向与参考方向的夹角。确定横向为待测方向，以上述相同步骤计算出角度b就是横向与述参考方向的夹角，按照公式c＝|b-a|确定二维线间隔的正交方向夹角，完成测量。本发明能够快速准确的确定二维线间隔的正交方向，降低由于角度偏差带来的二维线间隔节距和两轴夹角的测量值的误差。

Description

二维线间隔的正交角度提取方法

技术领域

本发明涉及一种两维线间隔测量领域中正交角度提取方法，特别是公开一种二维线间隔的正交角度提取方法。

背景技术

作为一种在半导体、精密加工领域常用的标准片，线间隔主要用于微纳米节距和线宽的测量和控制，以及相关微纳米测量仪器长度和角度的校准和溯源。线间隔样板在正交方向均匀地分布着相同的结构，如图1所示，应用时主要是相邻两个相同结构间的平均距离。阿贝理论指出当测量方向与待测方向的角度偏差越小，测量结果就越接近真实值。如果不能获取尽可能准确的测量方向，那么线间隔的节距的测量值和真实值就会存在一定的误差，二维线间隔的和两轴夹角也会有一定的偏差。一旦线间隔节距和两轴夹角的测量值不准确，那么各种用于精加工行业和半导体产业的测量仪器的工作就会产生不必要的误差。而随着工业的发展，目前这些行业的精度要求不断提高，1纳米的误差就有可能会导致相关产品不合格，带来不必要的经济损失。

为了满足精加工工艺和半导体工艺的要求，必须精确测量二维线间隔的平均节距，必须尽可能准确提取二维线间隔的正交角度。

目前一维线间隔已经有成熟的方法提取其正交角度，方法如下：

如图2所示，相对于同一起始方向，使用测量设备分别沿角度A1和角度A2测量线间隔的采样曲线，用傅立叶变换提取采样曲线的频率，频率的倒数就是线间隔在这两个角度上的平均长度L1和L2，一维线间隔的正交角度计算方法如下：

$A=\arctan \left[\frac{L1\×\cos \left(A1\right)-L2\×\cos \left(A2\right)}{L1\×\sin \left(A1\right)-L2\×\sin \left(A2\right)}\right]$

二维线间隔在两个方向均匀地分布着相同的结构，如图3。由于二维线间隔的长宽比大，因此直接使用多角度扫描法提取正交角度是不合适的。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，公开一种二维线间隔的正交角度提取方法，把两维线间隔当作一维线间隔看待，通过多角度扫描确定两维线间隔正交角度。

本发明是这样实现的：一种二维线间隔的正交角度提取方法，其特征在于包含如下步骤：

1、确定待测二维线间隔正交方向中纵向为待测方向；

2、将二维线间隔看成二维线间隔沿纵向的重复结构组成的一维线间隔；

3、使用测量设备以任意参考方向为基准，分别沿二维线间隔纵向多角度扫描法方向以很小偏转角度a1和a2获取线间隔的采样曲线，为二维线间隔纵向多次扫描曲线；

4、用傅立叶变换提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度a1和a2上的长度l1和l2；

5、按照如下公式计算角度a，就是步骤1线间隔待测正交方向的纵向与步骤3中所述参考方向的夹角，

$a=\arctan \left[\frac{l1\×\cos \left(a1\right)-l2\×\cos \left(a2\right)}{l1\×\sin \left(a1\right)-l2\×\sin \left(a2\right)}\right]$

6、确定待测二维线间隔正交方向中横向为待测方向；

7、将二维线间隔看成二维线间隔沿横向的重复结构组成的一维线间隔；

8、使用测量设备以步骤3中参考方向为基准，分别沿二维线间隔横向多角度扫描法方向以很小偏转角度b1和b2获取线间隔的采样曲线，为二维线间隔横向多次扫描曲线；

9、用傅立叶变化提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度b1和b2上的长度l3和l4；

10、按照如下公式计算角度b，就是步骤1线间隔待测正交方向的横向与步骤8中所述

参考方向的夹角，

$b=\arctan \left[\frac{l3\×\cos \left(b1\right)-l4\×\cos \left(\mathrm{b2}\right)}{l3\×\sin \left(b1\right)-l4\×\sin \left(b2\right)}\right]$

11、按照如下公式确定二维线间隔的正交方向夹角；

c＝|b-a|

12、确定了正交方向横向纵向分别与参考方向的夹角a和b，计算出正交方向夹角c，完成测量。

本发明的有益效果是：本发明能够快速准确的确定二维线间隔的正交方向，降低由于角度偏差带来的二维线间隔节距和两轴夹角的测量值的误差。

附图说明

图1是一维线间隔示意图；

图2是一维线间隔多角度扫描法；

图3是二维线间隔示意图；

图4是二维线间隔沿纵向的重复结构；

图5是二维线间隔纵向多角度扫描法；

图6是二维线间隔纵向一次扫描曲线；

图7是二维线间隔纵向二次扫描曲线；

图8是二维线间隔沿横向的重复结构；

图9是二维线间隔横向多角度扫描法；

图10是二维线间隔横向一次扫描曲线；

图11是二维线间隔横向二次扫描曲线；

图12是二维线间隔夹角示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明方法作进一步说明。

本发明为一种二维线间隔的正交角度提取方法，包含如下步骤：

1、确定待测二维线间隔正交方向中纵向为待测方向；

2、将二维线间隔看成由图4所示结构组成的一维线间隔；

3、使用测量设备以任意参考方向为基准，分别沿图5所示结构方向以很小偏转角度a1和a2获取线间隔的采样曲线，如图6、7所示；

4、用傅立叶变换提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度a1和a2上的长度l1和l2；

5、按照如下公式计算角度a，就是步骤1线间隔待测正交方向的纵向与步骤3中所述参考方向的夹角，

$a=\arctan \left[\frac{l1\×\cos \left(a1\right)-l2\×\cos \left(a2\right)}{l1\×\sin \left(a1\right)-l2\×\sin \left(a2\right)}\right]$

6、确定待测二维线间隔正交方向中横向为待测方向；

7、将二维线间隔看成由图8所示结构组成的一维线间隔；

8、使用测量设备以步骤3中参考方向为基准，分别沿图9所示结构方向以很小偏转角度b1和b2获取线间隔的采样曲线，如图10、11所示；

9、用傅立叶变化提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度b1和b2上的长度l3和l4；

10、按照如下公式计算角度b，就是步骤1线间隔待测正交方向的横向与步骤8中所述参考方向的夹角，

$b=\arctan \left[\frac{l3\×\cos \left(b1\right)-l4\×\cos \left(\mathrm{b2}\right)}{l3\×\sin \left(b1\right)-l4\×\sin \left(b2\right)}\right]$

11、按照如下公式确定二维线间隔的正交方向夹角；

c＝|b-a|

12、确定了正交方向横向纵向分别与参考方向的夹角a和b，计算出正交方向夹角c，完成测量。

Claims (1)

1.一种二维线间隔的正交角度提取方法，其特征在于包含如下步骤：

1)确定待测二维线间隔正交方向中纵向为待测方向；

2)将二维线间隔看成二维线间隔沿纵向的重复结构组成的一维线间隔；

3)使用测量设备以任意参考方向为基准，分别沿二维线间隔纵向多角度扫描法方向以很小偏转角度a1和a2获取线间隔的采样曲线，为二维线间隔纵向多次扫描曲线；

4)用傅立叶变换提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度a1和a2上的长度l1和l2；

5)按照如下公式计算出的角度a就是步骤1线间隔待测正交方向的纵向与步骤3中所述

-参考方向的夹角，

$a=\arctan \left[\frac{l1\×\cos \left(a1\right)-l2\×\cos \left(a2\right)}{l1\×\sin \left(a1\right)-l2\×\sin \left(a2\right)}\right]$

6)确定待测二维线间隔正交方向中横向为待测方向；

7)将二维线间隔看成二维线间隔沿横向的重复结构组成的一维线间隔；

8)使用测量设备以步骤3中参考方向为基准，分别沿二维线间隔横向多角度扫描法方向以很小偏转角度b1和b2获取线间隔的采样曲线，为二维线间隔横向多次扫描曲线；

9)用傅立叶变化提取采样曲线的频率，计算线间隔在角度b1和b2上的长度l3和l4；

10)按照如下公式计算出的角度b就是步骤1线间隔待测正交方向的横向与步骤8中所述参考方向的夹角，

$b=\arctan \left[\frac{l3\×\cos \left(b1\right)-l4\×\cos \left(\mathrm{b2}\right)}{l3\×\sin \left(b1\right)-l4\×\sin \left(b2\right)}\right]$

11)按照如下公式确定二维线间隔的正交方向夹角；

c＝|b-a|

12)确定了正交方向横向纵向分别与参考方向的夹角a和b，计算出正交方向夹角c，完成测量。

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