发挥蝙蝠翼高频脉冲特性的微结构线宽超分辨测量方法
摘要
白光显微干涉是阶跃型微结构三维形貌无损测量的经典方法，但其低通滤波特性使阶跃边缘本应突变的三维形貌被平滑，导致边缘定位困难，影响线宽参数的计算提取。当微结构深度在光源相干长度内时，蝙蝠翼效应使阶跃边缘处的复原形貌产生尖锐脉冲。蝙蝠翼脉冲是三维形貌中的伪信号，但其高频特性更利于阶跃边缘的识别。微结构线宽为两阶跃边缘各自对应蝙蝠翼脉冲高度峰值位置的间距。然而，三维形貌空间采样频率受成像艾里斑和探测器像素大小限制，在线宽测量方向上通常仅有数个像素点受蝙蝠翼效应影响，通过蝙蝠翼脉冲高度峰值定位，线宽测量精度仅有像素级别。本文建立了针对蝙蝠翼效应及其离散采样特性的白光干涉信号数值仿真模型，发掘了线宽正交方向上样品阶跃边缘形貌的空域缓变特性，等效提高了蝙蝠翼脉冲在该方向的采样频率。据此提出了一种基于蝙蝠翼高度峰值位置高精度定位的微结构线宽超分辨白光干涉测量方法，并依据实测条件分析了样品位姿对测量精度的影响。以RSN标定板为样品，采用成像艾里斑半径约为0.590 μm的测量系统，利用本文方法实测标定线宽2~6 μm的光栅区域线宽结果与标定值偏差小于0.021 μm，实验结果证明，该方法可以实现远高于系统横向分辨率的线宽超分辨测量。
引用本文（GB/T 7714）
徐志毅 Xu Zhiyi, 范筱昕 Fan Xiaoxin, 张佳乐 Zhang Jiale, 等. 发挥蝙蝠翼高频脉冲特性的微结构线宽超分辨测量方法[J]. Acta Optica Sinica, 2024.
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