为了解决视觉检测中由光照不均引起的金属线形被测物表面亮度差异变化过大而导致的灰度图像不能正确显示的问题，提出一种用于空间高曲率金属线形被测物的均匀化照明光源优化分析方法及解决方案。首先，基于光度学理论建立照明空间内任意点的理想照明模型。之后，推导该点表面照度、反射率、空间坐标信息与图像灰度之间的数学关系模型，利用MATLAB软件进行仿真模拟，对数据进行分析获取影响被测物均匀化照明成像的主要因素，在此基础上采用穹顶光源对照明光源进行改进，改进后金属线形被测物表面均匀度达92.85%。实验结果表明，该方案可以有效地提高金属线形被测物表面均匀度，较改进前提高34.77%，可以有效解决该类型被测物视觉检测中的成像问题。

光刻光源优化作为必不可少的分辨率增强技术之一，能够提高先进光刻成像质量。在先进光刻领域，光源优化的收敛效率和优化能力是至关重要的。粒子群优化算法作为一种全局优化算法，自适应控制策略可以提高粒子的全局搜索能力，非线性控制策略可以扩大粒子搜索范围。本文提出一种基于自适应非线性控制策略的粒子群优化算法，将光刻光源优化问题转换成多变量评价函数求解。对简单周期光栅图形和不规则图形进行成像优化仿真，通过粒子群优化算法的全局迭代特性优化光源形貌。利用图形误差(PEs)作为多变量评价函数，对迭代300次的仿真结果进行评价，两种仿真图形的PEs分别降低52.2%和35%。与传统粒子群优化算法和遗传算法相比，该方法不仅能提高成像质量，而且具有更高的收敛效率。

提出一种基于差分进化算法和微反射镜阵列(MMA)光源模型的光刻机匹配方法。加入MMA光源模型,利用差分进化算法优化微反射镜光斑分布,以实现光刻机匹配。与通常用于自由照明系统的光刻机匹配方法相比,本方法能直接优化MMA参数,有效减小了在MMA产生照明光源的过程中出现的匹配误差。以一维线空掩模为匹配目标,分别对四极照明和自由照明光源进行匹配,匹配后关键尺寸误差的均方根(RMS)下降了80%以上,与基于遗传算法和粒子群优化算法相比,本方法的匹配结果更优并具有更快的收敛速度。此外,本方法还可以有效地控制生成光源的光瞳填充比例,使匹配前后光源的光瞳填充比例保持一致。

由于飞机铆钉缺陷检测系统的光照效果对缺陷检测质量发挥着关键作用, 因此本文对其照明系统进行优化。以被测零件背景图像灰度的均匀度为优化目标, 在拟合LED点光源照度分布函数的基础上, 利用菌群算法对光源系统参数进行寻优运算, 根据寻优结果对光源系统进行结构优化同时对各LED点光源进行功率控制, 并通过光学元件进一步提高优化效果。实验结果表明: 优化后光照均匀度在95%以上, 满足铆钉检测的光照要求。该方法实现了照明系统对铆钉顶圆面均匀照射的效果, 成像质量显著提高。

离轴照明(OAI)作为一种重要的分辨力增强技术(RET)，不仅可以提高光刻分辨力，而且对焦深(DOF)也有一定程度地改善。针对特定的掩模图形，采用何种离轴照明模式能最大程度地改善光刻成像性能是主要研究的内容。通过优化设计的方法来获得最佳照明模式，采用的优化算法为最速下降法，采用的评价函数为光刻工艺窗口。工艺窗口包含三个方面的信息：成像精确度、曝光度、焦深。通过空间像性能对这三个方面分别做了描述，并将这三个函数加权得到综合评价函数，这种描述方法避免了复杂的光刻胶模型，评价函数值能快速准确地被求解。求解不同权值下的最佳照明模式及该照明模式对应的实际工艺窗口大小，结果表明，空间像性能描述的评价函数能较好地反映实际工艺窗口的性能，合理选择权值，优化得到的照明模式对工艺窗口性能有较大改善作用。

提出了一种基于粒子群优化算法的光刻机光源优化方法.将光源信息编码为粒子,利用图形误差作为评价函数,通过更新粒子的速度与位置信息不断迭代优化光源图形.对周期接触孔阵列和含有交叉门的复杂掩模图形的仿真验证表明,两者的图形误差分别降低了66.1%和27.3%,有效提高了光刻成像质量.与基于遗传算法的光源优化方法相比,该方法具有更快的收敛速度.另外,还研究了像差和离焦对本方法稳健性的影响.

提出一种基于二次规划的光刻机光源优化方法。采用空间像与目标像的图形误差为目标函数，根据空间像强度与不同位置的点光源之间的线性关系，将光源优化转换成二次规划问题。将掩模图形区域分成限制区域和比较区域，对限制区域应用约束条件，对比较区域采用目标函数优化。采用一维孤立空图形和二维接触孔阵列图形对该方法进行验证，分析光刻胶阈值和离焦量对优化结果的影响。仿真表明，提出的光源优化方法获得了光源的全局最优解，提高了光刻成像质量，增大了工艺窗口。