1 中国科学院微电子研究所光电技术研发中心，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
基于使用气体放电等离子体（DPP）极紫外（EUV）光源自研的小型反射率测试装置，分析了DPP光源参数及不同型号探测器对反射率测试的影响，提出了一种能量归一化的反射率测试方法，并测试了13.5 nm波长下Mo/Si多层膜反射镜的反射率特性。研究结果表明：在相同光源参数下，SXUV100型探测器的极紫外能量探测性能优于AXUV100G型；通过归一化使光能量波动对反射率测试光束的影响因子从6.2%降低到0.64%，多层膜反射镜的峰值反射率的测量重复性从4.34%提高到0.69%，与国外同等实验装置精度相当，实现了高精度反射率测试，可为极紫外光刻机的光学元件提供反射率测试。
极紫外 气体放电等离子体光源 反射率 能量探测 归一化
中国科学院微电子研究所光电技术研发中心，北京 100029
离轴照明技术是光刻工艺中提高成像分辨率的关键技术之一。本文提出了一种基于傅里叶合成技术的照明系统，该系统能够实现任意照明模式，并可以提高成像数值孔径，同时具有灵活高效、能量利用率高、易于实现等优点。本课题组通过计算仿真和搭建的实验装置验证了傅里叶合成技术实现任意照明模式的可行性，掌握了傅里叶照明系统所需的数值孔径合成方法，实现照明所需的发散度。基于优化的照明程序版图在实验中实现了圆盘、二级、四极、环形等照明模式，这些照明模式光强分布较均匀且照明形状无畸变。当MEMS二维振镜的扫描角度为±1°且选用收集镜成像倍率为10时，在收集镜上可以实现最大扫描照明尺寸超过30 mm，焦点面上的4×NA值超过0.6，这一结果可以匹配当前及下一代光刻工艺及掩模检测应用的照明需求。
傅里叶光学 傅里叶合成 光刻工艺 离轴照明 椭球收集镜 角度扫描
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司技术中心, 北京 100176
准分子激光器的放电过程是一个复杂的非线性过程,从而导致基于放电动力学建立的激光器放电能量模型的精度很难达到仿真研究和控制算法设计的需求。通过深度学习的方法,利用门控循环网络辨识准分子激光器放电能量模型。首先基于准分子激光器出光能量特性,选定所建立的门控循环网络的输入。然后根据门控循环神经网络的输入特性和输出特性建立适用于准分子激光器能量模型辨识的神经网络,并介绍了门控循环神经网络训练方法。最后利用实际采集的激光器的能量数据对门控循环神经网络进行训练。实验结果证明,本文所设计的门控循环神经网络收敛,辨识出来的能量模型的最大误差小于1.5%。该方法可以应用于准分子激光器能量模型的辨识。
激光器 门控循环单元网络 准分子激光器 模型辨识
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司技术中心，北京 100176
能量稳定性和剂量精度是半导体光刻用高重频准分子激光器的重要指标，必须采用高精度的控制算法对其进行控制。针对准分子激光器，首先对准分子激光器的单脉冲能量特性进行了分析，并在分析的基础上建立了准分子激光器的出光能量仿真模型。然后，分别设计了能量稳定性控制算法，基于PID的双闭环剂量精度控制算法和基于决策算法的剂量精度控制算法，并通过在仿真模型上实验对于算法控制效果进行了分析，证明了基于决策算法的剂量精度控制算法的适应性更强。最后，将基于决策的控制算法在一台重频为4 kHz的KrF准分子激光器上进行了验证。该激光器在基于决策的控制算法的控制下，能量稳定性的3σ小于5%，剂量精度小于0.4%，满足半导体光刻的需求。在仿真实验和实际实验中都证明了研究中设计的能量特性控制算法的有效性。
能量控制 剂量控制 准分子激光器 决策控制 energy control dose control excimer laser decision control 红外与激光工程
2020, 49(11): 20200043
1 中国科学院微电子研究所光电研发中心, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
光刻用准分子激光器的能量特性在集成电路的光刻过程中至关重要,直接影响光刻机曝光线条的精度。为了实现对于衡量能量特性的能量稳定性和剂量精度的精确控制,从放电电压调节的角度对激光脉冲的能量特性控制进行了研究。为了设计能量特性控制算法,首先对准分子激光器的放电特性建立了仿真模型,并验证了模型的有效性。然后,设计了基于强化学习的准分子激光器能量特性控制算法。最后在仿真模型上,分别采用Z-N(Ziegler-Nichol)参数整定的比例积分(PI)算法、粒子群优化(PSO)整定的PI算法和基于强化学习的算法对出光脉冲进行了控制,将最终的结果进行对比。实验结果证明,在基于强化学习的能量控制算法的控制下,激光器的能量稳定性小于4%,剂量精度小于0.3%,并且动态性能要优于Z-N参数整定的PI算法、PSO整定的PI算法。证明了算法的优越性,提高了光刻用准分子激光器的鲁棒性和实用性,满足了半导体光刻需求。
激光器 光刻 准分子激光器 强化学习 能量稳定性 剂量精度
1 中国科学院光电研究院光电工程部, 北京 100094
2 北京市准分子激光工程技术研究中心, 北京 100094
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100190
4 熊猫电子集团有限公司, 江苏 南京 210007
针对准分子激光器温度控制系统的大时间滞后特点,利用MATLAB对准分子激光器温度 控制系统进行模型辨识,设计了一种新型Smith-PID预估复合控制器。在此基础上分别对两种控 制器进行仿真和实验。结果表明与常规PID控制器相比, Smith-PID预估复合控制器超调量减少41%, 调节 时间减少51%。所设计控制器具有稳健性强、超调量小及调节时间短等优点,可为准分子激光器的运行提供良好的温度控制环境。
激光技术 温度控制 Smith预估补偿 准分子激光器 laser techniques temperature control Smith prediction compensation excimer laser
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 中国科学院光电研究院, 北京 100094
设计了一种应用于准分子激光器的高精度温度控制系统,可对准分子 激光器放电腔的温度进行实时采集、 显示、控制,达到维持激光器腔体温度恒定的目的,从而改善激光器的工作性能如能量稳定性和使用寿命等。 系统采用飞思卡尔单片机,以比例阀作为控温执行器件,并且设计了软硬件和优化的控制算法。实验结果 表明:在三种不同PID控制方式下,系统控制精度皆能达到±0.2°C;在改进的智能PID控制下,系统超调变小、 调节时间减少;在100 Hz和500 Hz不同重频条件下,系统采用智能PID控制时,运行稳定。因此,本系统可为激 光器的运行提供良好的温度控制环境。
激光技术 温度控制 智能PID 准分子激光器 算法 laser techniques temperature control intelligent PID excimer laser algorithm
针对速率光纤陀螺寻北仪,提出了一种倾斜补偿算法.通过采用积分滑动和最小二乘拟合滤波技术,对光纤陀螺和加速度计原始测量信号进行数据处理.试验数据表明,采用本算法解决了由倾斜角存在影响其寻北准确度的关键技术问题.同时给出了提高光纤陀螺寻北仪的准确度的可能因素.
光纤陀螺 积分滑动滤波 最小二乘
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
针对光电跟踪伺服系统提出了一种新的控制算法.该算法将模糊控制与经典滞后超前控制结合起来,在保持原有系统精度的前提下,使光电跟踪伺服系统的动态性能得到了极大的改善.仿真结果表明,采用该算法后系统的ts<0.1s,σ=0.采用经典的描述函数法对模糊控制系统进行了稳定性分析,说明系统是稳定的.
模糊控制 伺服系统 光电跟踪系统 稳定性分析
中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
光电经纬仪作为弹道的测量设备对数字视频数据的采集和存储速度有很高的要求.目前计算机体系结构的高速数字视频采集和存储系统一般只能达到40 MB/s的存储速度,无法满足100 MB/s的实际要求.基于目前的硬件条件,提出了缓冲并行预处理和SCSI硬盘直接存储技术相结合的采集和存储方案.该系统先将高速CCD图像数据进行多FIFO环形缓冲,然后利用SCSI直接存储系统进行并行存入10 000 r/min的SCSI硬盘,存储速度达到100 MB/s.该系统能够有效地对光电经纬仪高速视频数据实现无失帧采集和存储.
数字视频存储 光电经纬仪 CCD摄像机 SCSI
