本发明涉及电子束光刻缺陷检测领域，尤其是涉及一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法及系统。
背景技术：
1、电子束光刻是通过电磁透镜对电子枪出射的电子束进行聚焦，形成高分辨率的高斯型电子束斑，对衬底上的光刻胶进行曝光的加工技术，是一种灵活、自动化程度高的无掩膜曝光技术。由于电子束光斑尺寸非常小，它可以制作特征尺寸在10纳米以下的版图。然而，由于电子在光刻胶和衬底中发生碰撞散射，使得一部分电子进入非曝光区域，导致原本应该被显影干净的光刻胶区域出现一定残留，从而对后续微纳加工工艺产生严重的影响，并最终影响器件性能。
2、由于电子束光刻的尺度极小，因此需要高精度、高灵敏度的检测方法。当前检测电子束光刻残胶的手段一般是通过扫描电子显微镜对样品表面进行定性的检测，以判断残胶的有无，从而迭代曝光参数以优化残胶。但这种方法无法准确量化电子束光刻胶的残胶结果，从而难以对不同曝光参数得到的残胶结果进行比较，这降低了迭代优化曝光参数的效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了提供一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法及系统，在现有残胶检测手段基础上，结合扫描电子显微镜和边缘检测算法来精确量化曝光后的电子束光刻胶残留物。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，该方法通过扫描电子显微镜拍摄曝光、显影后的光刻胶结构，并将扫描电子显微镜拍摄得到的带有光刻胶结构特征的原始图像通过边缘检测算法分割为光刻胶结构区域和被显影区域，并分别计算两个区域的平均灰度，获得结构间残胶定量评价结果。
4、所述方法包括以下步骤：
5、步骤1：准备电子束光刻所用的衬底并进行清洗烘干；
6、步骤2：在衬底上均匀旋涂所需的电子束光刻胶并按照对应的工艺时间前烘；
7、步骤3：依照所需光刻胶结构对应的版图，使用电子束光刻装置进行曝光；
8、步骤4：对曝光后结构按照所用光刻胶对应工艺进行显影、定影；
9、步骤5：在扫描电子显微镜下拍摄曝光后的光刻胶结构，得到含有光刻胶结构特征的扫描电子显微镜原始图像；
10、步骤6：采用边缘分割算法分割原始图像的光刻胶结构区域和被显影区域，并分别计算结构中两个区域的平均灰度，以被显影区域的灰度值与光刻胶结构区域的灰度值之比作为定量评价结构间残胶的结果。
11、所述衬底为硅晶圆片。
12、所述光刻胶包括电子束光刻正胶和负胶。
13、所述光刻胶结构对应的版图的绘制由l-edit、k-layout或cad软件实现。
14、拍摄多张光刻胶结构照片时，应保证拍摄时不改变扫描电子显微镜的成像亮度和对比度。
15、所述以被显影区域的灰度值与光刻胶结构区域的灰度值之比作为定量评价结构间残胶的结果具体为：
16、记边缘分割后被显影区域的灰度值为g1，光刻胶结构区域的灰度值为g2，则该图像对应区域的残胶量r的计算表达式为：
17、
18、一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析系统，包括电子束光刻装置、扫描电子显微镜和图像分析模块，用于实现如上述所述的方法。
19、所述电子束光刻装置包括第一电子枪、电子光学系统和第一样品台。
20、所述扫描电子显微镜包括第二电子枪、电子透镜系统、第二样品台和检测器。
21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22、本发明能在研发上显著提高优化电子束曝光参数的效率，从而更容易控制电子束光刻残胶并提升生产效率和良品率。此方法在对大多数主流的电子束光刻正胶和负胶均通用，其在微纳制造领域，特别是高精度的器件制造领域具有应用潜力。
1.一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，该方法通过扫描电子显微镜拍摄曝光、显影后的光刻胶结构，并将扫描电子显微镜拍摄得到的带有光刻胶结构特征的原始图像通过边缘检测算法分割为光刻胶结构区域和被显影区域，并分别计算两个区域的平均灰度，获得结构间残胶定量评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，所述衬底为硅晶圆片。
4.根据权利要求2所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，所述光刻胶包括电子束光刻正胶和负胶。
5.根据权利要求2所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，所述光刻胶结构对应的版图的绘制由l-edit、k-layout或cad软件实现。
6.根据权利要求2所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，拍摄多张光刻胶结构照片时，应保证拍摄时不改变扫描电子显微镜的成像亮度和对比度。
7.根据权利要求2所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析方法，其特征在于，所述以被显影区域的灰度值与光刻胶结构区域的灰度值之比作为定量评价结构间残胶的结果具体为：
8.一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析系统，其特征在于，包括电子束光刻装置、扫描电子显微镜和图像分析模块，用于实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
9.根据权利要求8所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析系统，其特征在于，所述电子束光刻装置包括第一电子枪、电子光学系统和第一样品台。
10.根据权利要求8所述的一种基于边缘检测的电子束光刻胶残胶定量分析系统，其特征在于，所述扫描电子显微镜包括第二电子枪、电子透镜系统、第二样品台和检测器。
