Измерение толщины пленок с использованием собственного внимания нейронных сетей с низким отношением сигнала к шуму в спектре

WANG Chen ,  

WANG Zizheng ,  

LIU Zhaoran ,  

YAO Chengyuan ,  

HU Chunguang ,  

摘要

Для повышения стабильности измерений толщины пленки для данных спектров с низким отношением сигнала к шуму предлагается метод измерения на основе нейронной сети с автовниманием (SANN). Поскольку традиционные методы преобразования Фурье могут заслонить основную составляющую шума при снижении отношения сигнала к шуму, трудно точно извлечь информацию о толщине, поэтому построена модель нейронной сети с автовниманием, использующая данные спектра в качестве входных данных и толщину пленки в качестве выходных данных, и используя адаптивный механизм внимания, чтобы назначать динамические веса различным волнам спектра, для улучшения аналитической способности для данных спектров с низким отношением сигнала к шуму. Экспериментальные данные собирались с помощью системы измерения толщины пленки методом оптического интерферометра и с использованием стратегии динамического сдвига длины волны и нормализации световой интенсивности для увеличения набора обучения и повышения обобщающей способности модели. Этот система оптимизировала количество слоев кодировщика с автовниманием и количество скрытых узлов, и в конечном итоге была выбрана модель, содержащая 8 слоев кодировщика и 128 скрытых узлов на каждый слой. В качестве проверки применяется кремниевый диск и проверяется набор данных спектров, содержащий аномальные значения. Результаты показывают, что эта модель достигает максимальной относительной ошибки измерения толщины на тестовом наборе с низким отношением сигнала к шуму в размере 3,62%, что доказывает, что этот метод может эффективно подавлять воздействие шума, избегать общих отклонений аномальных значений в методах преобразования Фурье и значительно повышать устойчивость измерений. Этот метод может быть расширен до более широкого применения в измерении толщины пленок.

关键词

Интерферометрическое измерение; толщина кремния; спектральная интерференция; нейронные сети с автовниманием; Способность к подавлению шума; Стабильность измерения

阅读全文