基于光学与电子成像技术的通用核心模块与泛工业量测技术装备

本项目创新性地将具有完全自主知识产权的“振幅-相位-偏振-频率四元调制”成像技术与高速位移、一体化采样测量技术相结合，提出了新的工业测量和半导体量测解决方案并开发对应的原理样机，实现多类工业产品的高速、高精度几何物理量、光学物理量测量。

本项目发展了混合二元光栅集成干涉方案，并通过自主研发的高精度对准技术、高鲁棒性光场重构算法、高稳定性系统误差矫正等多项核心技术，开发高度集成化的、可见光波段系统纳米成像与检测设备，几何量测量精度达到纳米量级，采样速度达到目前业界最高量级（可进一步提升）。项目团队根据多年在工业测量和集成电路前道量测的研究成果，成功开发出高灵敏度、宽光谱、消色差、高动态范围的波场相机、薄膜测量仪、微区间三维测量仪等多种创新技术与原型系统，能实现对反射式，透射式样件的高速、高分辨率、高精度量测，可满足多种样件实时场景的量测。与此同时，本项目创新性地提出基于衍射相位与光强结合的新技术路线，不依赖于高亮度等离子体光源等卡脖子核心零部件，通过与高速位移扫描系统的深度结合，并基于自主开发的高性能相场测头、高速缺陷检测算法、时频同步抽样采集等多项关键技术，实现对光刻过程、刻蚀过程等多个集成电路制造工艺步骤中缺陷的高速、高精度、高鲁棒性缺陷检测。

本项目产品量测精度高，应用范围广，可模块化设计，快速安装，与国外同类别竞争对手产品相比，性价比高，拥有核心自主知识产权，可有效避免“卡脖子”难题。同时，核心测头可以单独销售，既能应用在半导体量测环节，也可以拓展到大工业测量场景。

图1 本项目四项核心产品

1.高速高分辨波场相机：基于自主设计的二元混合衍射-干涉光栅模组及配套的高效波场重构算法，大幅提升光场采样分辨率、灵敏度和动态范围，在像方采样分辨率上达到目前国际最高的19.5微米量级，未来可进一步提升至6微米以内。

2.高速晶圆缺陷检测技术：基于自主开发的宽光谱、多模态衍射成像显微系统，实现反射式、透射式样件的高速、高分辨率、高精度缺陷检测，检测灵敏度目前已实现目前业界最高的1/45波长量级。

3.集成式光学量检测技术：通过将自主开发的多通道光学散射/衍射测量头与高精度位移台原位集成，实现高速薄膜厚度、纳米量级三维形貌测量，大幅缩短量测与检测时间；

4.面向IC测量的AI深度学习算法：基于卷积神经网路，开发高速缺 陷分类识别与结构尺寸映射算法包。