文章來源：先進制造

原文作者：LAM新媒體

在追求高精度測量的時代，光學(xué)系統(tǒng)的像差校正顯得至關(guān)重要。通過理論分析、基于奇異值分解的像差校正和暗場數(shù)字全息顯微術(shù)的實驗研究，本文深入探討了如何提高半導(dǎo)體測量的精度和效率。

理論分析

理論部分深入分析了光學(xué)系統(tǒng)的分辨率和鏡頭設(shè)計對成像質(zhì)量的影響。特別介紹了非等面像差的性質(zhì)及其對成像準確性的影響。通過理論模型和分析，探索了如何在設(shè)計和構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)時最大限度地減少這些像差。解釋了瞳孔畸變對成像的影響，以及如何通過調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)來減少這種畸變。這些討論為實驗部分中使用的暗場數(shù)字全息顯微術(shù)提供了必要的理論基礎(chǔ)，以提高半導(dǎo)體測量的精度和效率。

圖1：球面波照射成像透鏡的點擴散函數(shù)(PSF)以及理想球面波前的PSF和非理想球面波的PSF

基于奇異值分解的像差校正

如何利用奇異值分解來校正像差，奇異值分解（SVD）校正像差的過程涉及使用SVD算法來分析和調(diào)整成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以減少或消除非等距像差。SVD能夠從成像數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，并通過數(shù)學(xué)處理分離出圖像中的誤差成分。這種方法特別適用于處理復(fù)雜的像差，如非等距像差，它們在傳統(tǒng)的像差校正方法中難以解決。通過SVD，可以優(yōu)化圖像質(zhì)量，提高半導(dǎo)體計量中的精度和效率。

暗場數(shù)字全息顯微術(shù)

接下來詳細描述了暗場數(shù)字全息顯微術(shù)的實驗設(shè)置，包括光學(xué)系統(tǒng)的配置、數(shù)據(jù)采集過程和數(shù)據(jù)處理方法。重點放在了如何使用特定的光學(xué)技術(shù)和計算算法來校正非等面像差，特別是如何利用SVD技術(shù)校正非等面像差。以提高半導(dǎo)體計量的精度。這部分還包括了對實驗結(jié)果的校驗方法，確保所得數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

圖2：實驗裝置示意圖

實驗結(jié)果

在實驗結(jié)果部分，首先展示了使用特定校準樣本進行四維PSF校準的過程及其結(jié)果。接著，展示了針對特定覆蓋目標(biāo)圖像的非等面像差校正結(jié)果。實驗結(jié)果證明了非等面像差校正方法在暗場數(shù)字全息顯微術(shù)中的應(yīng)用能夠有效提高半導(dǎo)體計量的精度和成像質(zhì)量。

圖3：可見光波段像差校正的實驗結(jié)果

審核編輯：湯梓紅