MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征分析、評(píng)定關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，MEMS的質(zhì)量控制日益受到重視。MEMS微結(jié)構(gòu)的測(cè)量、分析與評(píng)定是實(shí)現(xiàn)MEMS質(zhì)量保證與控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來(lái)，白光垂直掃描干涉顯微鏡等儀器為MEMS微結(jié)構(gòu)提供了高精度的測(cè)量手段。但是，對(duì)MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征的分析、評(píng)定仍然是亟待解決的問(wèn)題，面臨諸多關(guān)鍵性技術(shù)難題：現(xiàn)有的測(cè)量手段難以實(shí)現(xiàn)在高精度下得到包含完整MEMS微結(jié)構(gòu)信息的大視場(chǎng)顯微圖像，限制了對(duì)MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征的分析、評(píng)定；現(xiàn)有的表面結(jié)構(gòu)區(qū)域評(píng)

2、定參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確描述MEMS微結(jié)構(gòu)典型功能特征，為實(shí)現(xiàn)MEMS質(zhì)量控制，制定出MEMS微結(jié)構(gòu)典型功能特征的表征參數(shù)面臨迫切需求；MEMS微結(jié)構(gòu)的缺陷同樣影響MEMS的質(zhì)量，而目前人工檢測(cè)方法無(wú)法滿足MEMS大批量生產(chǎn)時(shí)的缺陷檢測(cè)需要，實(shí)現(xiàn)MEMS微結(jié)構(gòu)的典型缺陷自動(dòng)檢測(cè)與辨識(shí)面臨迫切需求。
　　 本文針對(duì)MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征測(cè)量分析、評(píng)定中高分辨率與大視場(chǎng)測(cè)量的矛盾問(wèn)題，MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征信息提取與評(píng)定參數(shù)問(wèn)題，MEMS微結(jié)

3、構(gòu)缺陷的自動(dòng)檢測(cè)、辨識(shí)與表征等關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究，主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)包括：研究并提出了一種應(yīng)用于白光垂直掃描顯微鏡的MEMS微結(jié)構(gòu)三維自動(dòng)拼接方法，來(lái)獲得包含完整MEMS信息的大視場(chǎng)、高分辨率的MEMS微結(jié)構(gòu)顯微圖像，以滿足MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征分析、評(píng)定的需要。該方法精度高且不需要超高精度的硬件，解決了任意形狀MEMS微結(jié)構(gòu)的高精度三維自動(dòng)拼接問(wèn)題。研究并提出了一種基于亞峰追蹤算子的改進(jìn)型Hough變換算法，來(lái)改善常規(guī)Hough變換對(duì)微小

4、方向擾動(dòng)敏感的問(wèn)題，將其應(yīng)用于MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征的方向特征提取。并基于方向特征，實(shí)現(xiàn)了MEMS微結(jié)構(gòu)功能特征典型參數(shù)f如微臺(tái)階/微溝槽微通道寬度、深寬比、角度等）的準(zhǔn)確表征。實(shí)驗(yàn)分析顯示了這些功能特征參數(shù)評(píng)價(jià)的魯棒性與準(zhǔn)確性。研究并提出了一種基于連通分量影響區(qū)域(IRT)的MEMS微結(jié)構(gòu)典型缺陷自動(dòng)檢測(cè)、辨識(shí)與表征方法。構(gòu)建了參考顯微圖像的IRT，將被測(cè)顯微圖像與IRT比對(duì)實(shí)現(xiàn)MEMS微結(jié)構(gòu)缺陷的定位、種類辨識(shí)與三維尺寸表征。降低了