[发明专利]一种聚焦离子束加工曲面结构灰度图计算方法及系统

权利要求书

1.一种聚焦离子束加工曲面结构灰度图计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据预设曲面结构的轮廓形式建立相应的误差通式；

S2：利用基于连续元胞自动机的聚焦离子束灰度工艺溅射刻蚀模拟优化系统，实现灰度工艺不同轮次的轮廓仿真以及工艺参数的优化；

S3：将所述系统输出的最佳离子剂量轮廓转化为对应的灰度图；

所述S1中，从传统灰度图加工预设曲面结构误差产生的机理出发，建立误差通式F_compensation为：

其中，a为加工的结构在坐标轴上的单侧长度；α为误差量控制系数，控制着误差量的大小；N和c为误差形状控制系数，控制着误差通式的陡峭程度；x为误差通式中的自变量，表示在加工范围上的坐标值，其取值范围为[-a，a]。

2.根据权利要求1所述的聚焦离子束加工曲面结构灰度图计算方法，其特征在于，所述S3中，将程序输出的最佳离子剂量轮廓转化为对应的灰度图，根据像素尺寸和灰度图尺寸，定义好X、Y方向上的矩阵，选取其高度方向上的值，除以离子剂量轮廓高度上的最大值，再转化为0-255之间的整数得到此坐标上的灰度值，最终得到优化后的灰度图。

3.一种聚焦离子束加工曲面结构灰度图计算系统，其特征在于，应用于权利要求1所述的计算方法中，所述系统为基于连续元胞自动机的聚焦离子束灰度工艺溅射刻蚀模拟优化系统，包含三个功能模块，分别是初始化模块、轮廓仿真模块和工艺参数优化模块；

所述初始化模块用于对输入的参数进行初始化，根据设计结构的轮廓形式，确定初始离子剂量轮廓F_initial及其对应的误差通式F_compensation，误差通式作为修正量，与初始离子剂量轮廓叠加，得到修正的离子剂量轮廓F_modified：

F_modified＝F_initial+F_compensation

得到修正的离子剂量轮廓后，将离子剂量轮廓转化为能够被元胞系统识别二维离子剂量矩阵；

所述轮廓仿真模块，用于实现聚焦离子束灰度工艺加工不同轮次的轮廓仿真，系统根据程序输入的仿真轮次，输出最终的仿真轮廓；

所述工艺参数优化模块，用于对误差通式中的自适应参数进行优化，将轮廓仿真模块中的仿真轮廓与设计轮廓进行比对，得到轮廓误差，根据轮廓误差，利用遗传算法筛选出最佳的自适应参数，最终程序输出理想的离子剂量轮廓。

4.根据权利要求3所述的聚焦离子束加工曲面结构灰度图计算系统，其特征在于，所述模拟优化系统采用连续元胞自动机建立仿真模型，将模拟空间离散为一系列的元胞集合，元胞空间包括基底元胞(substrate cell)和空气元胞(vacuum cell)，每个元胞规定一定的占有量表示其中的物质含量，元胞种类的转换函数表示为：

上式中，C表示元胞，ω是占有量的最大值，ρ是当前元胞中物质的占有量，i，j，k是元胞在三维空间中的坐标。