資源描述：
《光學(xué)散射測(cè)量中的儀器測(cè)量條件配置優(yōu)化方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)學(xué)每舉棹代：碼密級(jí)專肀科技太牙博士學(xué)位論文光學(xué)散射測(cè)量中的儀器測(cè)量條件配置優(yōu)化方法研究學(xué)位申請(qǐng)人：董正瓊學(xué)科專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：劉世元教授答辯日期年月日ADissertationSubmittedtoAcademicDegreesEvaluationCommitteeofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchonInstrumentMeasurementConfigurationO
2、ptimizationinOpticalScatterometryPh.DCandidate:DongZhengqiongMajor:MechatronicEngineeringSupervisor:Prof.LiuShiyuanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074，獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢
3、獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：‘日期：年月從日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本論文屬于保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。不保密。請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“十’）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：冰年月曰：年月乂日
4、日期華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文摘要相比于掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡等傳統(tǒng)測(cè)量手段，光學(xué)散射測(cè)量技術(shù)在滿足納米級(jí)尺度測(cè)量要求的同時(shí)具有快速、低成本、非破壞性和易于集成等優(yōu)點(diǎn)，因而在納米制造等先進(jìn)工藝監(jiān)測(cè)及優(yōu)化領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高精度和更快速度的納米結(jié)構(gòu)測(cè)量是光學(xué)散射測(cè)量技術(shù)的研究重點(diǎn)之一。由于光學(xué)散射測(cè)量在本質(zhì)上是一種基于模型的測(cè)量方法，通過(guò)將實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與模型仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配來(lái)反演提取出納米結(jié)構(gòu)參數(shù)值，故待測(cè)參數(shù)的測(cè)量精度主要取決于模型仿真數(shù)據(jù)對(duì)待測(cè)參數(shù)的靈敏度，其反演提取速度則在很大程度上受到所選測(cè)量數(shù)據(jù)集的大
5、小影響。其中，納米結(jié)構(gòu)參數(shù)的靈敏度可以通過(guò)改變測(cè)量條件配置進(jìn)行改善，即調(diào)整入射波長(zhǎng)、入射角和方位角等測(cè)量條件的組合；測(cè)量條件配置中所選取波長(zhǎng)的數(shù)目越多，其對(duì)應(yīng)需分析的測(cè)量數(shù)據(jù)越多，但在理論上僅采用極大線性無(wú)關(guān)的最少量包含豐富待測(cè)結(jié)構(gòu)信息的測(cè)量數(shù)據(jù)即可反演出待測(cè)結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此，可以通過(guò)選擇合適的測(cè)量條件配置使得納米結(jié)構(gòu)待測(cè)參數(shù)的靈敏度最高且反演分析所需測(cè)量數(shù)據(jù)最少，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)測(cè)量精度和速度的提高。本學(xué)位論文以此為出發(fā)點(diǎn)，開展了光學(xué)散射測(cè)量中測(cè)量條件配置優(yōu)化方法的探索性研究。首先，本文利用組建的基于矩陣橢偏儀的納米結(jié)構(gòu)測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)典型
6、納米結(jié)構(gòu)測(cè)量過(guò)程展開了靈敏度特性分析，分析結(jié)果表明了通過(guò)選擇合適的測(cè)量條件配置可實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的納米結(jié)構(gòu)測(cè)量。然后針對(duì)單個(gè)納米結(jié)構(gòu)和尺寸差異較大的批量納米結(jié)構(gòu)，分別就局部和全局靈敏度分析法對(duì)測(cè)量條件配置中入射角和方位角的優(yōu)化問(wèn)題展幵研究。最后，在優(yōu)化入射角和方位角爐基礎(chǔ)上，利用線性相關(guān)分析法進(jìn)一步研究了入射波長(zhǎng)的優(yōu)化問(wèn)題。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：基于局部靈敏度法分析了納米結(jié)構(gòu)待測(cè)參數(shù)與測(cè)量數(shù)據(jù)之間的不確定度傳遞規(guī)律，結(jié)合納米結(jié)構(gòu)實(shí)際測(cè)量過(guò)程推導(dǎo)得到將測(cè)量數(shù)據(jù)與待測(cè)參數(shù)之間的誤差傳遞公式，進(jìn)而得到待測(cè)參數(shù)的不確定度估計(jì)公式。針對(duì)單個(gè)納米結(jié)構(gòu)，提
7、出了一種以待測(cè)參數(shù)的相對(duì)不確定度之和為目標(biāo)函數(shù)的測(cè)量條件配置優(yōu)化方法，以實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)所有待測(cè)參數(shù)的統(tǒng)一最優(yōu)測(cè)量條件配置。基于方差分析法推導(dǎo)了光學(xué)特性模型中輸入結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定度影響模型輸出的全方差公式，得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)的主效應(yīng)這一全局靈敏度衡量指標(biāo)表達(dá)式，通過(guò)結(jié)合華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文不同測(cè)量條件配置下待測(cè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的主效應(yīng)與實(shí)際測(cè)量噪聲量級(jí)，定義了“不確定度指數(shù)”這一精度衡量指標(biāo)，并結(jié)合傅里葉幅度靈敏度檢驗(yàn)擴(kuò)展法給出了其計(jì)算公式。針對(duì)尺寸差異較大的批量納米結(jié)構(gòu)，提出了一種以待測(cè)結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定度指數(shù)為目標(biāo)函數(shù)的測(cè)量條件配置優(yōu)化方法，從而實(shí)現(xiàn)批量
8、待測(cè)納米結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一最優(yōu)測(cè)量條件配置。在優(yōu)化入射角和方位角的基礎(chǔ)上，針對(duì)納米結(jié)構(gòu)實(shí)際值與設(shè)計(jì)值對(duì)應(yīng)光譜之間的偏差數(shù)據(jù)展幵了線性相關(guān)度分析，通過(guò)考慮實(shí)際測(cè)量過(guò)程中的隨機(jī)誤差得到了對(duì)應(yīng)
