微納特征結(jié)構(gòu)及表面形貌表征方法研究.pdf

1、微納米技術(shù)與超精密加工技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)微納米幾何量測(cè)量提出了更高的要求。微納米標(biāo)準(zhǔn)樣板作為一種實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)，其高精度、溯源性測(cè)量是微納米尺度幾何量量值準(zhǔn)確傳遞的重要保障，在微納米幾何量測(cè)量中具有重要作用。本文針對(duì)微納米測(cè)量領(lǐng)域?qū)μ卣鹘Y(jié)構(gòu)及表面形貌的測(cè)量需求，對(duì)微納米尺度的縱向（臺(tái)階高度）、橫向（一維線間隔）特征結(jié)構(gòu)及表面形貌表征方法進(jìn)行了研究。論文的主要研究工作如下：
　　1.設(shè)計(jì)開發(fā)了白光干涉測(cè)頭，基于納米測(cè)量機(jī)（NMM）、原子力

2、顯微鏡及白光干涉測(cè)頭，搭建了微納米坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)；在深入研究白光顯微干涉術(shù)測(cè)量原理與測(cè)量過程的基礎(chǔ)上，對(duì)白光顯微干涉術(shù)中的相干峰定位算法進(jìn)行了理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
　　2.研究了臺(tái)階高度的評(píng)價(jià)方法，針對(duì)原子力顯微鏡在測(cè)量大尺寸臺(tái)階中存在的不足以及CCD相機(jī)視場(chǎng)限制等問題，提出了用于大尺寸臺(tái)階的單邊臺(tái)階評(píng)價(jià)方法。針對(duì)傳統(tǒng)固定步長(zhǎng)掃描法存在的信號(hào)利用率低、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)等問題，提出了用于大尺寸臺(tái)階測(cè)量的白光變速掃描法。
　　3.研究了

3、一維線間隔的評(píng)價(jià)方法，提出在測(cè)量時(shí)通過多次迭代尋找正交掃描方向的方法。針對(duì)快速傅里葉變換法頻率分辨率有限的問題，使用二分法對(duì)頻譜進(jìn)行局部細(xì)化，以獲取更真實(shí)的線間隔值；針對(duì)重心法評(píng)價(jià)結(jié)果受采樣間距、雜質(zhì)污染、探針抖動(dòng)等影響較大的情況，對(duì)輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)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(píng)價(jià)精度。
　　4.研究了表面粗糙度的評(píng)價(jià)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(jì)算時(shí)