硅底表面单粒子光散射研究

论文摘要

缺陷及其所带来的影响是IC芯片失效的主要原因。因此，在集成电路生产过程中迫切需要对晶圆表面质量进行严格的检测与控制，而激光缺陷检测是一种无损检测。为提高激光探测系统对晶片上微粒缺陷的检测能力，本文建立了表面上粒子散射的数理模型，通过对此模型下的散射理论研究，获得微分散射截面图，来解决表面缺陷诊断系统研究发展实施中的关键技术，从而为工程师设计出灵敏而有效的诊断工具提供了有力的帮助。 在粒子的光散射计算中，由maxwell方程出发，在边界条件下，基于矢量波函数的加法定理，将入射场和散射场用球矢量波函数展开，求得散射场和入射场展开式系数之间的传输矩阵-T矩阵。对T矩阵的计算，我们引入一种新的方法-微元法来代替传统计算所用的扩张边界法。引入超椭球函数来摸拟粒子的各种形貌，通过对超椭球表面的三角形剖分获取表面的几何信息。将几何信息导入零场方程得到任意粒子的散射的T矩阵。将T矩阵方法应用到表面上的粒子的散射问题，通过无限表面上T操作形式，求出无限表面的散射特性，并在此基础上引出无限表面上粒子的散射计算，对表面上粒子散射情况，它的入射场有三部分组成，一是直接作用到粒子的入射场；二是在平面发生反射后再作用粒子的入射场；三是粒子和平面之间存在的相互作用场。引入反射矩阵来研究相互作用场的影响，通过对平面波和球矢量波函数的相互展开来求解反射矩阵。这样就得到平面上粒子的光散射的T矩阵。最后，本文给出该模型的仿真结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 国内外理论简介
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 研究内容和主要工作
• 1.3 本文的结构
• 第二章 空间粒子的散射特性
• 2.1 Maxwell方程与表面积分方程
• 2.2 基于微元法的T矩阵求解
• 2.2.1 波动方程与球矢量波函数
• 2.2.2 粒子散射T矩阵的求解
• 2.2.3 电磁散射的角函数
• 2.3 小结
• 第三章 无限表面上任意粒子光散射的研究
• 3.1 表面上粒子散射的数理模型
• 3.2 无限非光滑表面的散射特性的研究
• 3.2.1 散射问题的数学表达式
• 3.2.2 T操作形式
• 3.3 无限非光滑表面上粒子散射
• 3.3.1 任意界面上T矩阵的形式解
• 3.3.2 光滑平面的精确解
• 3.4 小结
• 第四章 数学建模及数值计算结果
• 4.1 超椭球函数
• 4.2 超椭球三维网格化
• 4.3 微元法计算T矩阵流程
• 4.4 数值计算
• 4.4.1 空间粒子散射
• 4.4.2 平面上粒子的散射
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 改进及对研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读期间研究成果
• 一 科研
• 二.论文