Simulação de aberração modulada de microestrutura baseada na combinação de campo próximo e campo distante

BAO Shuai ,  

GAO Zhishan ,  

HUO Xiao ,  

LIU Qiuyan ,  

QIAO Wenyou ,  

YANG Wenzhuo ,  

YUAN Qun ,  

GUO Zhenyan ,  

摘要

A interferometria microscópica de baixa coerência baseada no princípio de imageamento óptico pode reconstruir efetivamente a morfologia tridimensional da superfície de microestruturas. No entanto, durante a medição da morfologia da base de estruturas com alta relação profundidade-largura, a luz de detecção sofre distorção de frente de onda devido à modulação estrutural, levando ao fracasso da medição. Através de simulação, é possível obter a lei de modulação das aberrações da microestrutura, fornecendo valores prévios para sua correção e compensação. O método de simulação eletromagnética baseado na difração vetorial pode descrever com precisão a modulação não linear complexa causada por microestruturas com alta relação profundidade-largura, mas tais métodos geram grandes volumes de dados e apresentam baixa eficiência computacional, dificultando o estabelecimento de modelos de simulação 3D eficazes. Para resolver esse problema, é proposta uma metodologia de simulação de aberrações que combina campo próximo e campo distante, aumentando a eficiência do cálculo. O método das diferenças finitas no domínio do tempo baseado em simulação de onda total é usado para calcular o processo de modulação do campo de luz de detecção causado por microestruturas com alta relação profundidade-largura em simulações 3D, obtendo a distribuição do campo próximo da luz modulada e, em seguida, transferindo a distribuição do campo próximo para o campo distante por meio do método do espectro angular de banda limitada, realizando o cálculo das aberrações moduladas. Aberrações moduladas de diferentes amostras medidas por meio de dispositivo experimental verificaram a precisão do método, além disso, os resultados de simulação mostraram que o método proposto aumentou a velocidade de cálculo em mais do que o dobro para a mesma precisão.

关键词

interferometria microscópica de baixa coerência; aberração modulada por amostras; diferenças finitas no domínio do tempo; espectro angular de banda limitada; microestruturas com alta relação profundidade-largura

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