微納特征結構及表面形貌表征方法研究.pdf

1、微納米技術與超精密加工技術的快速發(fā)展，對微納米幾何量測量提出了更高的要求。微納米標準樣板作為一種實體標準，其高精度、溯源性測量是微納米尺度幾何量量值準確傳遞的重要保障，在微納米幾何量測量中具有重要作用。本文針對微納米測量領域對特征結構及表面形貌的測量需求，對微納米尺度的縱向（臺階高度）、橫向（一維線間隔）特征結構及表面形貌表征方法進行了研究。論文的主要研究工作如下：
　　1.設計開發(fā)了白光干涉測頭，基于納米測量機（NMM）、原子力

2、顯微鏡及白光干涉測頭，搭建了微納米坐標測量系統(tǒng)；在深入研究白光顯微干涉術測量原理與測量過程的基礎上，對白光顯微干涉術中的相干峰定位算法進行了理論分析和數學推導。
　　2.研究了臺階高度的評價方法，針對原子力顯微鏡在測量大尺寸臺階中存在的不足以及CCD相機視場限制等問題，提出了用于大尺寸臺階的單邊臺階評價方法。針對傳統(tǒng)固定步長掃描法存在的信號利用率低、測量時間長等問題，提出了用于大尺寸臺階測量的白光變速掃描法。
　　3.研究了

3、一維線間隔的評價方法，提出在測量時通過多次迭代尋找正交掃描方向的方法。針對快速傅里葉變換法頻率分辨率有限的問題，使用二分法對頻譜進行局部細化，以獲取更真實的線間隔值；針對重心法評價結果受采樣間距、雜質污染、探針抖動等影響較大的情況，對輪廓數據進行插值，使用小波降噪和波紋濾波法去除噪聲和輪廓的波紋度，提高了重心法的評價精度。
　　4.研究了表面粗糙度的評價方法。提出二維、三維表面粗糙度的快速高斯濾波卷積算法，通過迭代方式縮短了計算時