光刻调焦调平测量系统算法比较研究

摘要

调焦调平测量系统是光刻机对焦控制的核心部件,调焦调平测量系统的数据处理精度影响光刻机的对焦控制性能,计算速度影响光刻机产能.论文通过仿真与实验对比分析了多项式拟合算法(polynomial fitting)、RF(random forest)算法和XGBoost(extreme gradient boosting)算法在调焦调平测量系统中的测量精度与计算耗时.仿真与实验结果表明,多项式拟合算法精度随时间变化不敏感,RF算法和XGBoost算法精度随计算时间的增加而迅速提升.对于不存在噪声的仿真数据,7阶多项式拟合的3σ值为0.001nm;RF算法在2ms时可对仿真数据完全拟合;XFBoost算法在5ms时,拟合精度基本趋于稳定,为0.6nm.对于存在噪声的实验数据,RF算法与XGBoost算法对噪声有较好的鲁棒性,随计算时间的增加,RF算法与XGBoost算法拟合精度不断提升并分别于3ms和5ms超越多项式拟合算法,但精度提升有限.在光刻机中,为了兼顾对焦精度和产能,必须兼顾算法的拟合精度与拟合时间,因此调焦调平测量系统选用多项式拟合算法较为合适.