光刻机照明系统光瞳特性参数的评估算法

针对光刻机照明系统的实际应用需求,提出了一种光瞳特性参数的评估算法。该算法通过对光瞳强度分布进行转换,可以在不同照明模式下同时计算光瞳椭圆度、X方向光瞳极平衡性、Y方向光瞳极平衡性和四象限光瞳极平衡性等多种光瞳特性参数。以一种28 nm节点扫描光刻机照明系统的中继镜组为实例,对其在传统照明模式下进行光瞳特性参数计算分析。仿真结果显示,全视场光瞳椭圆度最大值为0.95%,X方向和Y方向光瞳极平衡性最大值分别为0.18%和0.19%,四象限光瞳极平衡性最大值为0.66%,均满足28 nm节点扫描光刻机实际指标需求。所提算法在光学设计阶段能快速评估光瞳性能。     

光刻机照明光瞳测量用傅里叶变换物镜光学设计

浸液光刻投影物镜的数值孔径目前已经达到1.35,这对与之匹配的照明系统光瞳测量提出了十分苛刻的需求,为此设计了一种用于照明光瞳测量的傅里叶变换物镜。分析了傅里叶变换物镜应该满足的畸变要求,并针对照明光瞳测量实际需求分析了傅里叶变换物镜的正弦条件偏离的阈值,采用对不同视场角预留不同负畸变值的方法,实现了一种傅里叶变换物镜光学设计,采用5块透镜、1种光学材料,满足照明光瞳测量对正弦条件偏离阈值的要求,成像质量接近衍射极限,并对傅里叶变换物镜逆向光路也进行了分析计算。通过傅里叶变换物镜光学设计的具体实例,证实了通过对不同视场角预留不同负畸变值设计方法的有效性,利用该方法可以获得满足实际照明光瞳测量要求的傅里叶变换物镜。     

产生空心高斯光束的改进型菲涅耳波带片

空心高斯光束是一种不携带轨道角动量的空心光束，它的暗斑尺寸较小，函数公式简单，在原子引导、粒子操控、光通信等领域具有潜在应用价值。近年来，关于波带片的研究不断深入，通过使用等效光瞳函数理论，说明了波带片的焦平面复振幅分布函数正比于其等效光瞳函数的傅里叶-贝塞尔变换，可以通过此关系设计产生空心高斯光束的波带片。作为一个应用，分别计算了用来产生一阶、三阶、六阶空心高斯光束的波带片的等效光瞳函数，据此设计了这三个波带片的结构参数，并研究了改变波长和焦距对波带片结构参数和暗斑尺寸的影响。基于瑞利-索末菲衍射积分对这三个改进型菲涅耳波带片的焦平面光场进行仿真模拟，仿真结果与预期相符，验证了使用等效光瞳函数法设计波带片的可靠性和精确性。     

光纤脉冲相干激光测风雷达光学天线特性分析

为了提高光纤脉冲相干激光测风雷达性能,采用数学建模的方法来分析光学天线特性。利用后向传播本振原理,讨论光学天线口径对系统载噪比的影响,以及光瞳截断比对天线效率的影响; 提出光学接收耦合效率的定义,研究不同大气折射率结构常数条件对耦合效率和测程的影响;通过搭建实验平台,测量不同距离门内的载噪比和频谱强度等参数,验证了仿真结果。结果表明,当远场探测距离在7km~10km范围内变化时,天线最优口径为100mm,光瞳截断比最优值为0.8;相较弱湍流情况,强湍流会使同一系统测程下降近30%。此研究为光学天线的优化设计提供了理论依据。     

高分辨率投影光刻机光瞳整形技术

在高分辨光学光刻技术中,光瞳整形技术针对不同的掩模图形产生特定的光瞳光强分布模式,从而实现分辨力增强,获得更好的成像性能。概述了高分辨率投影光刻机照明系统中基于衍射光学元件(DOE)、微透镜阵列(MLA)和微反射镜阵列(MMA)的3种光瞳整形技术,并对这些技术的工作原理、设计制作方法和性能特点进行了归纳与总结。     

基于Bose-Einstein凝聚腔光力学系统的可调控相干完美吸收

研究了基于Bose-Einstein凝聚(BEC)腔光力学系统中的相干完美吸收现象,阐述了诱导相干完美吸收产生的条件,分析了强耦合BEC光力学腔发生相干完美吸收时的能量转换.通过控制泵浦场功率可以有效调制相干完美吸收.当相干完美吸收产生时,输入探测场能量完全转化为机械振子和腔场能量而不产生任何透射和反射,并且通过改变腔的品质因子可实现能量萃取.强耦合BEC腔光力学系统为基于相干完美吸收的换能器、调制器及光开关等潜在应用提供了理论基础.     

面向大功率LED集成光源的反射器设计方法

分析了传统光学设计方法中将LED光源近似为理想点光源的设计方法的局限性,基于非成像光学中的边缘光线理论,提出了一种面向大功率LED集成光源的均匀照明反射器的光学设计方法,在集成光源与接收面上点的照度之间建立了一种能量对应关系,得到了可以在照明面上实现均匀照度分布的反射器光学模型,最后运用光学仿真软件进行了仿真,并与点光...     

太赫兹离轴数字全息消零级方法的像质评价及其分析北大核心CSCD

在太赫兹离轴数字全息中,因其记录及再现距离较短,零级衍射会对再现像造成严重影响。利用三种图像质量客观评价指标,对2.52THz离轴数字全息中使用复振幅复原法和拉普拉斯算子消零级方法得到的再现像进行了比较分析。以成像实验中的分辨率板为模型设计了仿真目标,根据实验获得的照明光和参考光的强度分布仿真了全息图,利用角谱法进行再现,最后对真实太赫兹数字全息图进行了相同的处理,所得结果与仿真结论基本吻合。复振幅复原法和拉普拉斯算子法均能很好的抑制零级衍射。相比拉普拉斯算子法,复振幅复原法的零级衍射亮度衰减率更高,再现像整体上峰值信噪比更高,在高分辨率的0.2mm亮竖条纹区域具有更高的信噪比,图像质量更好。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

傍轴黎曼几何光学．Ⅳ．两种光束质量因子

引用光流体模型［２］的光束径向能量的不变积分分别讨论了光束波面畸变和振幅分布不均匀对光束质量因子Ｍ２的影响；引入了光束质量因子的两种新定义，并讨论了这两个新质量因子与Ｍ２的关系。     

Even aberration measurement of lithographic projection system based on optimized phase-shifting marks

In the present paper, we propose a novel method for measuring the even aberrations of lithographic projection optics by use of optimized phase-shifting marks on the test mask. The line/space ratio of the phase-shifting marks is optimized to obtain the maximum sensitivities of Zernike coefficients corresponding to even aberrations. Spherical aberration and astigmatism can be calculated from the focus shifts of phase-shifting gratings oriented at 0°, 45°, 90° and 135° at multiple illumination settings. The PROLITH simulation results show that, the measurement accuracy of spherical aberration and astigmatism obviously increase, after the optimization of the measurement mark.     

A comparison of the optical projection lithography simulators inSAMPLE and PROLITH

This paper documents important algorithmic details not available in the open literature, and illustrates differences and similarities between the SAMPLE and PROLITH programs using representative lithography systems as examples. Numerical comparisons demonstrate that the aerial images calculated by SAMPLE and PROLITH are in generally good agreement. At high numerical resolution, the programs provide the same qualitative lithographic information, including latent images and edge profile results; however, significant degradation occurs at lower restorations. Adequate results are obtained using a vertical resolution smaller than one-twentieth of the theoretical standing-wave wavelength. Significant disagreement is found in the output of the post-exposure bake algorithms where SAMPLE predicts much lower standing-wave amplitude attenuation effects     

193 nm光刻散射条技术研究

介绍了193nm光刻中的散射条技术，并利用标量衍射和傅里叶光学理论，对掩模和光瞳平面上衍射图形的空间频率进行了深入的分析，从理论上解释了散射条的工作原理。通过商用光刻模拟软件PROLITH，对散射条的参数进行了优化，并总结出193nm光刻中孤立线散射条的优化方法。     

非均匀天线组阵SUMPLE合成相位补偿及信号强度估计

SUMPLE相关算法是深空网天线组阵中信号合成最重要的方法之一.在对SUMPLE相关算法分析的基础上,将均匀天线阵SUMPLE相位漂移补偿方法推广到了非均匀天线阵.根据权值系数的计算方法,提出一种非均匀阵各天线信号强度的估计算法.理论分析与仿真结果表明,所推导的相位补偿方法能有效消除非均匀阵合成信号的相位漂移问题;所提出的天线信号强度估计方法具有较高的估计精度.进行补偿相位估计时,应对权值系数进行低通或卡尔曼滤波,以降低权值系数的随机噪声.     

基于人工神经网络权值优化的投影光刻机像质校正灵敏矩阵的计算方法

像质校正灵敏矩阵是像质校正算法中由像质参数计算像质校正参数的过渡矩阵。矩阵中的元素表征了像质参数随像质校正参数变化的灵敏程度。像质校正灵敏矩阵是投影光刻机像质校正算法中重要的参数集合。提出了一种投影光刻机像质校正灵敏矩阵的原位测量方法,该方法利用人工神经网络(ANN)对像质参数和像质校正参数之间的依赖关系进行建模,通过网络自学习能力优化网络的连接权值使其逐渐逼近像质校正灵敏矩阵的数值,从而实现像质校正灵敏矩阵的测量。实验结果表明该方法可以高精度、有效地获得投影光刻机像质校正灵敏矩阵。     

移动机器人中激光雷达测距测角标定方法

针对目前移动机器人对环境地图构建精度低的问题,分别提出了激光雷达测距、测角的标定方法。通过误差传播定律分析引起激光雷达的测距误差因素,可知激光雷达测距误差主要是由回波强度和测量距离引起的,推导出测距误差修正模型。通过分析激光雷达测角误差因素,针对机械扫描轴与几何旋转中心偏心引起的误差,提出了一种三角形标定方法,建立测角误差修正模型。根据激光雷达测距、测角误差修正模型修改移动机器人坐标转换系统。实验结果表明,测距标定使平面障碍物数据纵坐标差值的标准差提高了30%~60%,接近物体真实几何特征;测角标定方法使障碍物数据的重合效果提高了30%,标定方法提高了移动机器人地图构建的精度。     

一种检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过程引入误差的线性模型,根据最小二乘原理计算出干涉仪测量系统的非正交性.实验结果表明,利用该方法使用同一硅片在不同旋转角下进行测量,干涉仪测量系统非正交因子的测量重复精度优于0.01μrad,坐标轴尺度比例的测量重复精度优于0.7×10-6.使用不同的硅片进行测量,非正交因子的测量再现性优于0.012μrad,坐标轴尺度比例的测量再现性优于0.6×10-6.     

Key technology of D-InSAR at X-band for monitoring land subsidence in mining area and its application

In theory, land subsidence measurement results with high accuracy can be obtained by using the Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar （D-InSAR） at X-band. In practice, however, the measuring accuracy of D-InSAR at X-band has been seriously affected by some factors, e.g., decorrelation and high deformation gradient. In this work, the monitoring capability of D-InSAR for coal-mining subsidence is evaluated by using SAR data acquired by TerrraSAR-X system. The SAR image registration method for low coherence image pairs, the denoising phase filter for high noise level interferogram and atmospheric effects mitigation method are the key technical aspects which directly influence the measurement results of D-InSAR at X-band. Thus, a robust image registration method, an improved phase filter method and an atmospheric effects mitigation method are proposed in this paper. The proposed image registration method successfully achieves InSAR coregistration, while the amplitude cross-correlation cannot properly coregister low coherence SAR image pairs. Moreover, the time complexity of the proposed image registration method is obviously slighter than that of the Singular Value Decomposition （SVD） method. The comparing experiment results and the unwrapping phase results show that the improved Goldstein filter is more effective than the original Goldstein filter in noise elimination. The atmospheric influence correction experiment results show that the land subsidence areas with atmospheric influence correction are more clarified than that of without at- mospheric influence correction. In summary, the presented methods directly improved the measurement results of D-InSAR at X-band.     

基于地面激光强度校正数据的单木枝叶分离

由于受到角度、距离等因素影响,同种地物反射的激光强度数据存在较大的偏差,需要建立校正模型使强度数据能准确反映地物信息,并快速提取。从激光雷达测距方程出发,设计校正实验,运用多项式模型拟合强度数据校正方程,通过定义其标准值,改正距离和高度影响下的反射强度。采用阈值法和随机森林法进行立木枝叶分离。利用二次多项式对七类材质分别进行校正,校正后各材质强度数据级差均小于0.1,不受距离、高度影响,可以区分主干和叶片;活立木强度数据经过校正可以得到枝叶分离的阈值;随机森林法的最终分类效果较好,两树种叶模型校正分类精度分别为91.5%和84.3%。本研究建立的校正模型方法,对自然漫反射目标物的激光强度数据能够进行较为精确的校正,选用的自然立木验证实验校正成功,为进一步进行立木的枝叶分离提供了可能性。     

多通道干涉仪测向的相位一致性校正方法

着重对影响测向精度的因素进行误差分析,提出了一种改进的快速测向校正新方法。在分析影响多通道数字干涉仪测向通道相位测量精度的因素的同时,对自检源进行了改进设计,提高了系统校正的速度。该方法既降低了自检源的设计要求,也降低了微波通道相位一致性的设计要求。试验结果表明通过定时或实时测向通道校正,大大地缩短了系统校正时间,测向精度得到了明显提高。