案例315(3.1) "4Wp>B rU2YMghE 该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化,紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能,如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 xPn'yo
Lk8W&|;0| 1. 线栅偏振片的原理 hPEp0(" YI? C-, 带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 }]Gi@Nh|o
2. 建模任务 R9|2&pfm(M
2f}K#i8
*'AS^2'
全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 3& fIO
偏振元件的重要特性: {m*V/tX
偏振对比度
01UR
透射率 Npf7 p
效率一致性 tehI!->l
线格结构的应用(金属) D~i@. k Wzf1-0t 3. 建模任务: ~T p8>bmSR
x-z方向(截面) x-y方向(俯视图)
XeIUdg4>R 4. 建模任务:仿真参数 6|"!sW`%N
b[&,%Sm+6 偏振片#1: U`8^N.Snrp 偏振对比度不小于50@193nm波长 I]WeZ,E 高透过率(最大化) 7/U<\(V!g 光栅周期:100nm(根据加工工艺) N8MlT \+r 光栅材料:钨(适用于紫外波段) 3Q!J9t5dc 偏振片#2: q|]0on~] 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 +{=_|3( 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 n.)[MC} 光栅周期:100nm /v;)H#; 光栅材料:钨 EZwdx
-'p@ lk 5. 偏振片特性 "o5gQTwb
l:5CM[mZ 偏振对比度:(要求至少50:1) 057G;u/ nTlv'_Y(
u8k{N
k,*#I<($ 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 5[j!\d}U
0Z);.l^
%&=(,;d mZ0oa-Iy 6. 二维光栅结构的建模 ;MRC~F=
pJ*#aH[ySP
:?:j$
=nWN
该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 v<J;S9u=
通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 gt t$O
通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 N;`[R>Z~
g0:4zeL
!qw=I( ch,Zk )y:_ 7. 偏振敏感光栅的分析 :!iPn%
?lwQne8/
可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 EDidg"0p
偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 3!oQmG_T
此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 :@@A 8. 利用参数优化器进行优化 va/4q+1GfH
I\uB"Z{9 )Y,?r[4{
利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 `2mbF^-4
如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 3Llj_lf
在该案例种,提出两个不同的目标: [ls ?IFg
#1:最佳的优化函数@193nm )x:j5{>(
#2:在300nm至400nm间一致性优化函数 !{ESeBSCG C}P
\kDM 9. 优化@193nm sQw`U{JG ATmqq)\s
~h^}W$pO 初始参数: AIxBZt7{b 光栅高度:80nm <sCq
x/L 占空比:40% 7+!7]'V 参数范围: xE-c9AH 光栅高度:50nm—150nm !
7*_Z= 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) (jE:Q2" 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ~!d)J
+-!|%jG`%v
?6YUb; 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 kdMS"iN8x 通过改变参数的权重,以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 BfE-s< “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 WKIiJ{@L 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 +l?ro[#6&. ,f0g|5yDf 10. 优化@193nm结果 \y )4`A oJJk
rD
U6 5j 优化结果: (F
' 光栅高度:124.2nm i`nw"8 占空比:31.6% Q%VR@[`\ Ex透过率:43.1% qddT9U|8~ 偏振度:50.0 kq.h\[ 优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求。 ^\kHEM|5v -%V-'X5 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性,对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 ^21f^>k( 由于在小于300nm波长时材料参数的变化,透射表现出较差的一致性。 x(zZqOed 因此,在第二个步中,将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ODvpMt:+ $~@096`QL< 11. 300nm到400nm波长范围的优化 e, 0I~:
xOyL2 @$yYljP 初始参数: $F()`L{Tj 光栅高度:80nm *n_4Rr 占空比:40% f uNXY-; 参数范围: $z,DcO.vz 光栅高度:50nm—150nm 27 TZ+? 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) <$6'Mzf 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外,透射一致性偏差不超过5% kBT}Siw A}Dpw[Q2@8
yW(+?7U 优化结果: ~rX6owBq 光栅高度:101.8nm J+NK+,_*M 占空比:20.9% LqsJHG Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) ~d `4W<1a 偏振对比度:50.0 "3 oU
(RA 优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求,尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 6Oba}`)q9
yi;t 12. 结论 LbbQ3$@WD
i6:yNb =' 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围) j"u)/A8* VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式,用以改善提高光学元件的性能 _O,ZeES (如Downhill-Simplex-algorithm) hsO.521g 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化,并满足独立的要求。 +mOtYfW <slq1
JsEEAM:w QQ:2987619807 _1c_TM h}9