针对时间调制稀疏阵列天线方向调制信号综合问题提出了一种分步迭代凸优化算法。通过对阵元开启时长和开启时刻的分析,将方向图的上下界约束转化成凸问题。通过对中心频带和边带方向图的分步优化,使期望辐射方向上只有中心频带辐射,边带信号形成零陷。稀疏线阵的仿真结果验证了所提算法的稳定性和高效性,达到了方向调制信号综合的目的。

使用分子动力学方法计算了Mo、Si原子发生反射和再溅射的概率,以及原子的反射、再溅射角度和能量分布。考虑了四种碰撞:Mo原子与Mo基底碰撞、Mo原子与Si基底碰撞、Si原子与Si基底碰撞、Si原子与Mo基底碰撞。模拟发现,当沉积原子传递给基底的能量降低时,发生反射的概率增加,但是发生再溅射的概率降低。此外,入射角度对反射概率、再溅射概率的影响与沉积原子和基底原子的种类有关;然而,入射能量越高越容易发生反射、再溅射。最后,进行了磁控溅射实验,在具有不同倾斜角度的基底上制备了Mo/Si多层膜样片,实验结论验证了仿真结果。研究结果可以用于模拟磁控溅射镀膜过程,优化镀膜工艺。

Mo/Si多层膜镀膜工艺是极紫外光刻的关键技术之一,为了优化并提升Mo/Si多层膜的镀膜工艺,研究了气压、靶-基底间距这两个工艺参数对Mo/Si多层膜表面粗糙度的影响。根据磁控溅射物理过程,建立了一个原子沉积的物理模型,分析了原子沉积到基底时的入射角度和入射能量分布对气压、靶-基底间距的影响。此外,利用直流磁控溅射镀膜机,制备了Mo/Si多层膜样片,并测量了膜表面粗糙度和功率谱密度,研究了膜表面粗糙度和功率谱密度随气压和靶-基底间距的演化规律。理论和实验的结论一致,所提模型从理论上解释了实验测量结果。

针对极紫外光刻照明系统中一块小尺寸反射镜大入射角带宽的需求，采用Si层有效厚度与公转速度关系式和多层膜周期厚度与公转速度关系式，完成了宽带Mo/Si多层膜设计膜系的制备工作。在磁控溅射镀膜机上制备了一系列不同周期厚度和G 值(Mo层厚度与多层膜周期厚度的比值)的Mo/Si多层膜规整膜系，并利用掠入射X 射线反射谱表征，分别得到多层膜周期厚度、Mo层有效厚度和Si层有效厚度与公转速度的关系式以及多层膜界面粗糙度。采用Levenberg-Marquardt 算法完成了宽带膜系设计，设计结果为在16.8°~24.8°范围内R=42%±1%。根据Mo/Si 多层膜周期厚度和Si 层有效厚度与公转速度的对应关系制备所设计的膜系，并对其极紫外波段反射率进行测量，实验结果为在16.8°~24.8°范围内R=41.2%~43.0%，实验结果与设计结果吻合得很好，进一步的制备误差反演分析表明实验结果与设计结果之间的细微偏差主要来自Mo/Si多层膜G 值及界面粗糙度标定过程中的系统误差。

为了测量光学元件多层膜膜厚均匀性指标，基于面形检测对多层膜均匀性测量方法进行了研究。分析了均匀性的测量过程以及影响因素，评估了元件面形检测复现性对测量结果的影响，建立了多层膜结构的有限元模型，计算分析膜层内应力对基底面形带来的影响。基于高复现性面形检测装置进行了测量方法的实验验证工作，实验结果表明：元件面形测量口径范围内膜厚分布均匀性优于0.1 nm[均方根(RMS)值]；将测试结果转化为沿径向的轮廓分布结果，与基于反射率计的膜厚检测数据进行了对比，表明两种方法测试数据基本吻合，验证了基于面形检测方法评估光学元件多层膜均匀性的可行性。

极紫外光刻投影系统中高反膜厚度一般约300 nm，远大于13.5 nm的工作波长，光能并不能完全穿透膜层入射到基底，从而引入数倍于波长的额外光程差，降低系统成像质量。从能量调制的角度提出了一种基于能量守恒定律的多层膜等效工作界面模型，将光学薄膜中复杂的物理光学过程等效地转换为简单直观的几何光学过程，获取可被常用光学设计软件识别的数据，进而实现对有膜光学系统的分析。利用该模型对不同系统进行了分析优化，获得了一套可实现衍射受限成像的有膜系统方案，证明了基于能量守恒的等效工作界面的有效性，指导后续系统的装调，为多次反射系统的分析提供了一种方法。

极紫外光刻(EUVL)是最有可能实现22 nm技术节点的下一代光刻技术。极紫外(EUV)光刻系统使用波长为13.5 nm，在此波段下曝光设备只能采用全反射式系统。然而，在极紫外光辐照下的光学元件，薄膜表层的碳化和氧化是导致EUV反射膜反射率下降的两种主要机制。结合EUV光学器件的表面分子动力学理论，研究碳沉积层的作用机理，以便找到抑制污染沉积的有效方法。通过针对碳污染层模型的计算研究，验证了模型和假设的有效性，从侧面证明了Boller等的“二次电子诱导分解是主要沉积过程”理论。通过迭代法模拟了控制污染的几个关键参数对沉积层的影响，得到50~80 nm的非工作波段产生的碳沉积最为严重的计算结果。

总结并讨论了极紫外光刻技术中，有关极紫外光学器件受辐照污染的"在线"检测方法。简要介绍了极紫外光刻系统的原理、反射镜膜层结构以及表面污染产生的机理; 指出光刻系统中"在线"检测的技术要求; 分析了目前几种主要表面检测技术的特点; 给出了每种方法在极紫外光学系统中的应用潜力; 最后，指出光纤椭偏仪在极紫外光学系统的“在线”表面污染检测中具有良好的应用前景。

极紫外光刻是实现22 nm技术节点的候选技术。极紫外光刻使用的是波长为13.5 nm的极紫外光，但在160~240 nm波段，极紫外光刻中的激光等离子体光源光谱强度、光刻胶敏感度以及多层膜的反射率均比较高，光刻胶在此波段的曝光会降低光刻系统的光刻质量。从理论和实验两方面验证了在传统Mo/Si多层膜上镀制SiC单层膜可对极紫外光刻中的带外波段进行有效抑制。通过使用X射线衍射仪、椭偏仪以及真空紫外(VUV)分光光度计来确定薄膜厚度、薄膜的光学常数以及多层膜的反射率，设计并制备了［Mo/Si］40 SiC多层膜。结果表明，在极紫外波段的反射率减少5%的前提下，带外波段的反射率减少到原来的1/5。

测量了Mo/Si多层膜在250 ℃下经历不同时间退火后的掠入射X射线反射谱，从中提取出特定级次衍射峰在退火过程中的相对移位，通过布拉格公式拟合，得到了Mo/Si多层膜周期厚度皮米级别的相对变化。采用扩散控制模型来描述Mo/Si多层膜界面扩散，界面厚度的平方随时间线性增加，由此拟合得到Mo和Si间的扩散系数为0.33×10-22 cm2/s。采用四层模型，对掠入射X射线反射谱进行全谱拟合，得到了Mo，Si和扩散层MoSi2的密度分别为9.3，2.5和5.4 g/cm3，据此对Mo和Si间扩散系数进行修正，最终得到在250 ℃下，Mo/Si多层膜中Mo和Si间的扩散系数为1.88×10-22 cm2/s，从而为研究Mo/Si多层膜的热稳定性提供了定量依据。