微纳特征结构评价与表面表征方法研究

【摘要】：随着超精密加工技术加工精度的不断提高和微电子器件、MEMS制造尺寸的不断减小,纳米加工技术应时而生。计量技术与工业生产技术从来都是互相促进、相互提高的,纳米计量技术也因此得到了飞速发展。针对超精密加工中对典型特征尺寸和微观表面形貌的测量需求,本课题开展了微纳特征结构评价与表面表征方法方面的研究,主要工作内容如下: 1.通过对国内外典型特征尺寸和微观表面形貌的测量技术和方法的充分调研,寻求各种方法之间的关系,在实验中采用了原子力显微术、相移扫描干涉技术和白光扫描干涉技术。 2.研究分析了微纳特征结构的评价原理,主要对台阶、栅距和线宽等微纳结构的评价算法进行了分析,并使用MATLAB编写了评价程序。应用多种方法对台阶、栅格结构进行测量,利用MATLAB编写评价程序对测量数据进行评价计算,验证了各个评价算法的可行性和可靠性;建立线宽结构的评价模型和算法,对线宽结构进行多组仿真,验证所建线宽模型和评价算法的可行性。 3.研究了加工表面包含的表面形变、波纹度和粗糙度信息的滤波分离技术,分析高斯滤波器的工作原理和近似实现方法,对高斯近似滤波器的可靠性进行仿真实验验证。 4.利用不同的测量方法:相移干涉、白光垂直扫描干涉和原子力显微镜对超精密加工表面进行了多组测量实验;针对用于超精密表面粗糙度分析的多个参数,对不同方法测量得到的数据进行分析和对比。