灰阶掩模实现光学邻近校正及计算模拟研究

从光学邻近效应产生机理出发,提出用带灰阶衬线的灰阶掩模实现光学邻近效应精细校正的新方法,并指出掩模图形振幅信息的优化,即合理分布掩模图形的空间频谱,可以改善空间像的光强分布并获得高质量的光刻图样。计算表明,校正后的成像图样与理想像的偏差小于０．９％。     

灰阶编码掩模制作微光学元件

提出一种基于改变灰阶编码掩模的单元形状和位置的掩模设计新方法,并根据成像过程中的非线性因素,用这种方法对掩模图形进行了预畸变校正,根据部分相干光成像理论和抗蚀剂曝光显影模型,模拟计算了这种灰阶编码掩模产生的空间光强分布和光刻胶上的浮雕结构,采用电子束曝光系统制作了这种掩模,并在光刻胶上获得具有连续面形的微透镜的阵列。     

用灰阶编码掩模制作折/衍混合微光学元件

设计了消色差的折,衍混合微光学元件的灰阶掩模,该掩模对光刻过程中的畸变进行了预校正,并给出了模拟计算的的结果。     

衰减相移掩模及其编码制作方法研究

在霍普金斯理论的基础上,对方孔的传统掩模、衰减相移以及加入光学邻近效应校正的衰减相移掩模在硅片表面光强分布的计算表明,衰减相掩模有提高光刻分辨率的显著功能,提出一种制作衰减相移掩模的编码方法。理论计算表明,该编码方法能够达到预定的衰减参数。     

掩模分形提高光刻边缘锐度的研究

针对电寻址空间光调制器制作灰度掩模过程中,精缩透镜的低通滤波特性导致灰度掩模边缘锐度下降的问题,提出了掩模分形技术。对一幅高频灰阶掩模图形,按固定的或可变的低频采样。低频掩模的每个周期中,只包含原掩模图形多个周期中的一个抽样。通过实时掩模技术,将多个低频掩模按顺序曝光,从而恢复出原高频掩模图形。制作二元光栅时,分形掩模技术可使透镜造成的高频能量相对损失由35、23％降低至6．09％,同时,可将部分低频能量搬迁至中高频,较好地改善了灰阶掩模图形的边缘锐度。分形掩模还可以变多灰阶复杂掩模为简单的二元掩模,简化掩模的设计与实现,同时消除屏幕刷新率对掩模制作的影响。     

极紫外投影光刻掩模阴影效应分析

极紫外（EUV）投影光刻掩模在斜入射光照明条件下,掩模成像图形位置和成像图形特征尺寸（CD）都将随入射光方向变化,即存在掩模阴影效应。基于一个EUV掩模衍射简化模型实现了掩模阴影效应的理论分析和补偿,得到了掩模（物方）最佳焦面位置和掩模图形尺寸校正量的计算公式。掩模（物方）焦面位置位于多层膜等效面上减小了图形位置偏移;基于理论公式对掩模图形尺寸进行校正,以目标CD为22 nm的线条图形为例,入射光方向变化时成像图形尺寸偏差小于0.3 nm,但当目标CD继续减小时理论公式误差增大,需进一步考虑掩模斜入射时整个成像光瞳内的能量损失和补偿。     

误差扩散法设计用于惯性约束聚变驱动器的色分离光栅-光束采样光栅集成元件

针对多次曝光法制作集成衍射光学元件时存在的加工制作复杂,会引入较大的对位误差等问题,基于计算全息中的误差扩散编码原理及部分相干光成像理论,提出采用误差扩散编码方法来设计用于制作浮雕结构集成元件的编码掩模的新方法。给出了利用误差扩散法设计的色分离光栅-光束采样光栅(CSG-BSG)集成元件编码掩模,模拟计算了经部分相干成像系统后的空间像光强分布,并与理想的集成元件面形进行了比较。结果表明,校正后均方差为7.5%,体积偏差为10.2%。     

白光图象处理的散斑调制屏法

本文提出了白光图象处理的一种新方法——散斑调制屏法。基于漫射相干光的散斑效应,制作一种名叫散斑调制屏的光学编码元件,此屏在光学图象处理中有广泛的应用和明显的优点。文章还给出了彩色图片存储和灰阶图片的等密度假彩色编码两个实验。     

高分一号卫星多光谱遥感图像邻近效应校正研究

在遥感观测中,目标辐射信息中包含了背景辐射经过大气散射后进入传感器视场的部分,从而使地物边缘模糊,对比度降低,即邻近效应。要从遥感图像中准确获取目标信息,邻近效应校正是必不可少的环节。根据大气辐射传输模型,利用MODIS气溶胶产品并引入新的邻近效应校正系数对高分一号卫星多光谱遥感影像进行邻近效应校正。结果表明,经过校正的遥感影像对比度增强,清晰度增加,地物信息更丰富。     

基于SHDOM经验方程和基于同步实测光谱数据的遥感影像邻近效应校正算法对比研究

从背景反射率计算和真实反射率获取两个方面,以Landsat-5 TM影像、ASTER影像以及与两幅影像分别对应的沙地、草地同步实测光谱数据作为数据源,对基于三维辐射传输模型SHDOM经验方程的垂直观测光学遥感影像邻近效应校正方法和基于与影像同步实测光谱数据的遥感影像邻近效应校正方法进行了对比研究。结果表明,从辐射传输机理上,基于SHDOM经验方程的邻近效应校正算法的理论基础更为完善;而从校正后影像的目视效果上,基于同步实测光谱数据的邻近效应校正算法则更为有效。     

彩色等效灰度掩模制作方法研究

提出了一种利用彩色等效灰度理论设计掩模的新方法——数据库法.通过选取不同RGB值组合成特定颜色,由彩色胶片输出仪输出这些颜色组成的彩色掩模,获得的彩色胶片掩模用来线性调制曝光量,从而实现二元光学元件台阶深度的线性化.给出了理论计算和16阶菲涅耳透镜的实验结果,证明了数据库方法设计掩模的可行性.该方法的提出为灰度扩展提供了新途径.     

Laser processing of micro-optical components in quartz

Laser induced backside wet etching combined with the diffractive gray tone phase mask has been used for the fabrication of a micro-lens array with a single lens diameter of 1 mm and a micro-prism in quartz. The micro-lens array was tested as beam homogenizer for high power XeCl excimer laser yielding a clear improvement in the quality of the laser beam.The optimum fluence range for fabrication of micro-lenses by laser induced backside wet etching using 1.4 M pyrene in THF solution and 308 nm irradiation wavelength is 1-1.6 J/cm². The etching mechanisms of LIBWE are based on a combination of pressure and temperature jumps at quartz-liquid interface.     

Phase modulated gray-scale data pages for digital holographic data storage

We propose a method for gray level holographic digital data storage by using three-gray levels in the phase mode. Gray level data pages are displayed on a SLM operating in the phase mode to obtain a homogenized Fourier spectrum by suppressing the extremely high intensity DC component in the Fourier spectrum of conventional amplitude based binary/gray level data pages. Holographic interferometry has been used to recover the gray level amplitude data page from phase data page. Numerical simulation results are presented for three-gray level data pages. Fourier plane homogeneity, bit-error-rate, storage density, phase modulation error of the SLM, and misalignment tolerances are investigated through computer modeling. A comparison of the present method with the amplitude-modulated gray level case with and without using a phase mask in conjunction with the data page is carried out. An experimental demonstration of the proposed three-gray level phase data page method is also presented.     

用于近场集成光学头微透镜器件的灰度掩模技术

讨论了制作适用于近场集成光学头中的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜的灰度掩模技术。定性地给出了与几种典型的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜对应的灰度掩模版的设计实例 ,以及将它应用于光刻操作的情况 ,为采用灰度掩模技术制作适用于近场集成光学头中的微透镜器件奠定了基础。灰度掩模技术在微透镜器件的制作方面具有重要的应用前景 ,有助于简化制备工艺 ,降低制作成本 ,优化微透镜阵列的结构参数。     

可调谐相位板空域频域联合分析

波前编码系统采用在传统光学系统中加入相位板来扩大光学系统的景深而避免传统景深延拓技术的不利影响. 由于相位板的参数不可调, 整个系统的景深延拓扩展率也不能动态可调. 采用两相位板组合的方法可以有效克服这一点. 本文首先从光线差的角度提出了两三次相位板组合下的光线像差分布以及点扩散函数尺寸的具体关系表达式, 直观体现了系统的光线结构, 指出了光线结构和点扩散函数尺寸受两三次相位板的面型和相对位移量的影响. 其次采用稳相法从空间域给出了系统点扩散函数表达式, 依据点扩散函数的振荡性质给出了有效带宽表达式, 提出了点扩散函数在像面的位置会随两相位板面型参数以及相对于光瞳中心的位移量而发生平移. 最后利用菲涅耳积分给出两三次相位板任意面型参数和相对位移组合下的准确光学传递函数. 在得到的调制传递函数中直观体现出了面型参数和相对位移量对调制传递函数和相位传递函数以及有效带宽的影响, 并说明了此系统相位传递函数的非线性性质. 通过空间域与频率域相结合的方法分析验证了传统的两三次相位板组合具有景深可调和带宽可调的性质, 为设计可调谐波前编码系统提供了理论依据.     

Mask functions in quasi-interferometry

A general method is discussed for obtaining the function of the mask pattern in quasi-interferometry required for a desired system of coding the contours of the phase variation. This allows great flexibility in the measurements. Examples are presented for various mask functions. Experiments and possible applications are given.