【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学，特别涉及一种获取理论光谱的方法、电子装置及介质。
技术介绍
1、芯片良品率是半导体工业中至关重要的一个指标，而精确地获取待检测样品的关键光学尺寸（ocd）可以有效地保证芯片良品率。通过求解麦克斯韦方程组可以得到光在特定结构中的场分布和传播特性，其中所述麦克斯韦方程组用于描述电磁波传播的基本物理定律。
2、常见的麦克斯韦方程组有多种求解方法，例如时域有限差分法（fdtd）、有限元法（fem）以及严格耦合波分析法（rcwa）等。其中，严格耦合波分析法精确度高、可扩展性强、物理直观、适于周期性电磁场，因此被广泛地应用于麦克斯韦方程组的求解中。但是采用严格耦合波分析法时，由于需要求解多个耦合波方程，因此计算复杂度高，求解成本大，这就使得在一些多层大规模结构的检测中，需要较长的计算时间，而过长的计算时间会影响最终软件产品的整体效率。
3、针对严格耦合波分析法的时间成本问题，目前存在一些既有的解决方案。较为常见的方法是采用图形处理单元（gpu），通过加速严格耦合波分析模型中大量的矩阵运算部分，进而缩短整个系统的运行时间，矩阵运算一般包括矩阵乘法、特征值求解、逆矩阵求解等。但是gpu与cpu存在较大差别，其需要采用特定的编程语言cuda进行开发，增大了程序的开发成本。同时采用gpu需进行异构计算的数据传输、同步、通信等，而异构计算的数据传输、同步、通信的固有问题也增大了代码的潜在风险。此外，采用gpu进行运算仅关注了矩阵计算部分，纯数学计算层面优化了算法，并未涉及物理层面的并行，即并未对模型的大量复
技术实现思路
1、针对现有技术中的部分或全部问题，本专利技术第一方面提供一种获取理论光谱的方法，其基于并行计算的思想，在严格耦合波分析方法的基础上，使用多核中央处理器（cpu）对麦克斯韦方程组的数值求解过程进行改进、优化，进而缩短光学模型的计算时间，提高计算效率。所述方法包括：
2、对样品的不同光特性参量进行傅里叶级数展开，并代入至麦克斯韦方程组中；
3、在多核中央处理器上，通过运算组件计算每个波长点的反射、透射系数，所述运算组件包括多个并行的运算模块，其中一个运算模块一次计算一个波长点的反射、透射系数；以及
4、根据所有波长点的反射、透射系数确定所述样品的理论光谱。
5、进一步地，所述样品的光特性参量包括几何形状、边界条件、以及入射光的特性参量。
6、进一步地，所述几何形状、边界条件包括所述样品的尺寸、形状、层数以及表面周期性。
7、进一步地，所述入射光的特性参量包括波长、角度、偏振态。
8、进一步地，所述傅里叶级数展开的项数根据所需的计算精度和/或预期计算时长确定。
9、进一步地，所述运算模块的数量大于或等于所述波长点的数量，各个运算模块同时进行计算。
10、进一步地，所述运算模块的数量m小于所述波长点的数量n，每个运算模块计算⌊n/m⌋个波长点的反射、透射系数，优先完成计算的一个或多个运算模块计算剩余的n-m⌊n/m⌋个波长点的反射、透射系数。
11、进一步地，每个波长点的反射、透射系数的计算包括：
12、求解麦克斯韦方程组，计算反射和透射的电磁场分布，得到散射矩阵；以及
13、通过矩阵运算获取反射系数及透射系数。
14、进一步地，所述运算组件基于openmp实现并行计算。
15、基于如前所述的获取理论光谱的方法，本专利技术第二方面提供一种获取理论光谱的电子设备，其包括存储器以及处理器，其中所述存储器被配置为存储计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行如前所述的获取理论光谱的方法。
16、本专利技术第三方面还提供一种获取理论光谱的计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行如前所述的获取理论光谱的方法。
17、本专利技术提供的一种获取理论光谱的方法、电子装置及介质，采用多线程并行计算的方法对严格耦合波分析法中的麦克斯韦方程组进行求解，具体而言，是通过多个并行的线程同步计算多个波长点的光学参数，从物理意义的层面优化了严格耦合波分析的算法流程，将串行逻辑改为并行计算，使其能够同时求解多个波长区间，有效地提高而计算效率，缩短了计算时间。此外，所述方法仅需采用多核cpu即可实现，无需额外配置显卡、图形处理单元，一方面可避免异构计算带来的风险，同时还可节约成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种获取理论光谱的方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述样品的光特性参量包括几何形状、边界条件、以及入射光的特性参量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述几何形状、边界条件包括所述样品的尺寸、形状、层数以及表面周期性；和/或
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述傅里叶级数展开的项数根据所需的计算精度和/或预期计算时长确定。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算模块的数量大于或等于所述波长点的数量，各个运算模块同时进行计算。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算模块的数量M小于所述波长点的数量N，每个运算模块计算⌊N/M⌋个波长点的反射、透射系数，优先完成计算的一个或多个运算模块计算剩余的N-M⌊N/M⌋个波长点的反射、透射系数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个波长点的反射、透射系数的计算包括步骤：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算组件基于openMP实现并行计算。
9.一种用
10.一种用于获取理论光谱的计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行如权利要求1至8任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种获取理论光谱的方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述样品的光特性参量包括几何形状、边界条件、以及入射光的特性参量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述几何形状、边界条件包括所述样品的尺寸、形状、层数以及表面周期性；和/或
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述傅里叶级数展开的项数根据所需的计算精度和/或预期计算时长确定。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算模块的数量大于或等于所述波长点的数量，各个运算模块同时进行计算。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算模块的数量m小于所述波长点的数量n，每个运算模块计算⌊...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈思元，赵礼，
申请(专利权)人：上海诺睿科半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。