基于白光掃描干涉術的微結(jié)構大范圍表征方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)、微電子、微機電系統(tǒng)(MEMS)以及納米技術的應用發(fā)展，對微結(jié)構的測量要求越來越高，其中MEMS陣列器件、MEMS多層結(jié)構器件、超精密加工器件對測試系統(tǒng)的測量范圍、測量速度和測量精度有著更高要求?；诎坠鈷呙韪缮嫘g的光學方法具有非接觸、無損傷、高精度和全視場等特點，可以滿足這些要求。
　　 本課題通過在納米測量機(NMM)上安裝光學干涉測量系統(tǒng)，搭建了基于NMM的微結(jié)構大范圍白光掃描干涉測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了25mm×2

2、5mm×5mm范圍內(nèi)的高精度測量。本課題完成的具體工作主要有：
　　 1.通過對國內(nèi)外微結(jié)構幾何量測量技術和方法的充分調(diào)研，為實現(xiàn)微結(jié)構的大范圍高精度測量，在本系統(tǒng)中采用了白光掃描干涉技術。
　　 2.分析了大范圍測量的實現(xiàn)原理。首先分析了白光垂直掃描干涉的測量原理，在此基礎上提出了實現(xiàn)大范圍測量的兩種方法：白光垂直掃描干涉&圖像拼接和白光水平掃描干涉，并對兩種方法的測量原理和處理算法進行了分析。
　　 3.搭建

3、了基于NMM的大范圍高精度白光掃描干涉測量實驗系統(tǒng)。其中相應的硬件包括：Mirau干涉物鏡、光學成像結(jié)構、圖像采集部分(CCD攝像機和圖像采集卡)、NMM以及系統(tǒng)的支撐結(jié)構等；相應的軟件包括：使用LABVIEW編寫的用于完成掃描干涉測量的控制界面，以及與之相結(jié)合的用于后續(xù)數(shù)據(jù)處理分析的MATLAB程序。
　　 4.利用搭建的系統(tǒng)實現(xiàn)大范圍測量實驗。先利用單色光相移干涉和白光垂直掃描干涉實驗對系統(tǒng)的性能和精度進行了評價，再利用白光