文章來源：先進制造

原文作者：LAM新媒體

在追求高精度測量的時代，光學系統的像差校正顯得至關重要。通過理論分析、基于奇異值分解的像差校正和暗場數字全息顯微術的實驗研究，本文深入探討了如何提高半導體測量的精度和效率。

理論分析

理論部分深入分析了光學系統的分辨率和鏡頭設計對成像質量的影響。特別介紹了非等面像差的性質及其對成像準確性的影響。通過理論模型和分析，探索了如何在設計和構建光學系統時最大限度地減少這些像差。解釋了瞳孔畸變對成像的影響，以及如何通過調整光學系統來減少這種畸變。這些討論為實驗部分中使用的暗場數字全息顯微術提供了必要的理論基礎，以提高半導體測量的精度和效率。

圖1：球面波照射成像透鏡的點擴散函數(PSF)以及理想球面波前的PSF和非理想球面波的PSF

基于奇異值分解的像差校正

如何利用奇異值分解來校正像差，奇異值分解（SVD）校正像差的過程涉及使用SVD算法來分析和調整成像系統的數據，以減少或消除非等距像差。SVD能夠從成像數據中提取關鍵信息，并通過數學處理分離出圖像中的誤差成分。這種方法特別適用于處理復雜的像差，如非等距像差，它們在傳統的像差校正方法中難以解決。通過SVD，可以優化圖像質量，提高半導體計量中的精度和效率。

暗場數字全息顯微術

接下來詳細描述了暗場數字全息顯微術的實驗設置，包括光學系統的配置、數據采集過程和數據處理方法。重點放在了如何使用特定的光學技術和計算算法來校正非等面像差，特別是如何利用SVD技術校正非等面像差。以提高半導體計量的精度。這部分還包括了對實驗結果的校驗方法，確保所得數據的準確性和可靠性。

圖2：實驗裝置示意圖

實驗結果

在實驗結果部分，首先展示了使用特定校準樣本進行四維PSF校準的過程及其結果。接著，展示了針對特定覆蓋目標圖像的非等面像差校正結果。實驗結果證明了非等面像差校正方法在暗場數字全息顯微術中的應用能夠有效提高半導體計量的精度和成像質量。

圖3：可見光波段像差校正的實驗結果

審核編輯：湯梓紅