1.一種基于雙目標(biāo)遺傳算法的寬角度EUV多層膜魯棒性膜系設(shè)計(jì),其特征在于,該方法包括如下步驟:
步驟一:輸入適用于寬角度極紫外多層膜膜系設(shè)計(jì)的實(shí)數(shù)編碼非支配排序遺傳算法(NSGA-II)的初始參數(shù)值,其中包括種群規(guī)模N、多層膜優(yōu)化設(shè)計(jì)的膜層數(shù)2p、變異概率pm、交叉概率pc、交叉算子ηc、變異算子ηp、進(jìn)化代數(shù)j以及多層膜中膜層厚度參數(shù)的搜索區(qū)間;
步驟二:生成適用于寬角度極紫外多層膜膜系設(shè)計(jì)的NSGA-II的初始化父代種群Q,種群Q表示為
Q=[a1,a2,a3,…,ai,…,aN-1,aN], (1)
其種群中任意個(gè)體ai的參數(shù)個(gè)數(shù)為2p,而p為設(shè)計(jì)的EUV多層膜的周期數(shù),即
ai=[d1,d2,d3,…,di,…,d2p-1,d2p]。 (2)
步驟三:評(píng)估父代種群中個(gè)體的雙目標(biāo)適應(yīng)度,第一個(gè)適應(yīng)度為表征多層膜膜系的個(gè)體的光學(xué)性能;第二個(gè)適應(yīng)度為膜層厚度存在高斯分布的隨機(jī)誤差下,表征膜系的個(gè)體的主動(dòng)魯棒性膜系設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)系數(shù);
步驟四:對(duì)表征多層膜膜系的種群進(jìn)行非支配排序,得出每個(gè)個(gè)體的非支配排序;對(duì)于同序列的非支配個(gè)體,采用擁擠度距離進(jìn)一步排序;
步驟五:采用輪賽選擇機(jī)制,對(duì)表征多層膜膜系的個(gè)體進(jìn)行交叉操作,以此生成子代種群;
步驟六:對(duì)表征多層膜膜系的子代種群進(jìn)行變異操作;
步驟七:將表征多層膜膜系的父代和子代種群進(jìn)行合并;
步驟八:對(duì)合并種群的個(gè)體的兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行雙目標(biāo)適應(yīng)度計(jì)算;
步驟九:對(duì)表征多層膜膜系的合并種群進(jìn)行非支配排序,對(duì)同序列的非支配個(gè)體再依據(jù)擁擠度距離進(jìn)一步排序,進(jìn)而基于非支配排序和擁擠度篩選出新的父代種群,返回步驟三,直到進(jìn)化到要求的代數(shù);
步驟十:通過NSGA-II算法的進(jìn)化,獲得EUV多層膜膜系以寬角度反射譜的光學(xué)性能和主動(dòng)性魯棒設(shè)計(jì)性能為雙目標(biāo)的接近Pareto前沿的非支配解集,優(yōu)化的非支配解集中的個(gè)體提供了一系列可供選擇的寬角度EUV多層膜膜系,其中主動(dòng)魯棒性膜系設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)系數(shù)較小的膜系即為魯棒性膜系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟一的過程中,種群規(guī)模N為50-200,變異概率pm為0.1-1.0,交叉概率pc為0.1-1.0,交叉算子ηc為1-50,變異算子ηp為1-50,進(jìn)化代數(shù)j為1000-3000。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟一的過程中,種群規(guī)模N為100;變異概率pm為0.1;交叉概率pc為0.9;交叉算子ηc為2;變異算子ηp為2;進(jìn)化代數(shù)j為3000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟三的過程中,雙目標(biāo)適應(yīng)度的評(píng)價(jià)函數(shù)為
其中θ為入射角,寬入射角帶寬為θmin=0°和θmax=16°(或θmax=18°)。評(píng)價(jià)函數(shù)f1為表征多層膜膜系的個(gè)體的光學(xué)性能的適應(yīng)度,R(θ)為膜系計(jì)算反演的理論反射率,而為膜系設(shè)計(jì)的反射率目標(biāo);評(píng)價(jià)函數(shù)f2為膜層厚度經(jīng)膜厚誤差多次擾動(dòng)后評(píng)價(jià)函數(shù)f1的統(tǒng)計(jì)平均值,而δd,i為第i層膜層的幾何厚度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟五的交叉操作中,采用對(duì)個(gè)體的全部基因參數(shù)進(jìn)行交叉操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟六的過程中,在變異操作中,僅對(duì)表征多層膜膜系的個(gè)體的單一基因參數(shù)進(jìn)行變異操作,以此進(jìn)一步更新子代種群。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,在所述步驟七的過程中,在父代和子代種群的合并中,對(duì)合并種群中的個(gè)體逐一進(jìn)行對(duì)比操作。如果兩個(gè)個(gè)體的基因完全相同,則保留其一,而對(duì)另一個(gè)體的基因參數(shù)重新進(jìn)行隨機(jī)賦值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,所述的寬角度極紫外多層膜包括Mo/Si、Rh/Si、Ni/C和Ru/C中任一組合或兩種以上組合的交替層疊結(jié)構(gòu)。