[发明专利]基于多尺度系统理论量化表征薄膜表面形貌的方法

权利要求书

1.一种基于多尺度系统理论量化表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于依次包括以下工艺步骤：

(1)首先用扫描探针显微镜通过对薄膜样品表面多级变换扫描，获取一系列不同扫描尺寸的薄膜表面形貌图像；

(2)利用多尺度系统分析工具来判定薄膜表面形貌图像是否具有多尺度特征，以及确定薄膜表面起伏结构的相应特征尺寸值；

(3)利用二维小波包分析方法对薄膜表面形貌图像执行多尺度层次分解处理，得到分解薄膜表面形貌图像组元；

(4)将步骤(3)分解的薄膜表面形貌图像组元与步骤(2)中的特征尺寸值进行尺度比对，以确定分解薄膜表面形貌图像组元的重构交割尺寸；

(5)利用二维小波包逆变换分析方法对分解薄膜表面形貌图像组元进行重构；

(6)采用表面粗糙度方法对重构薄膜表面形貌图像进行计量评价；

所述对薄膜样品表面的扫描尺寸其最小值为50～500nm；最大值应远大于薄膜表面起伏结构的最大特征尺寸，即最大值为1～100μm；而选择扫描薄膜表面形貌图像的尺寸应满足mⁿ幂指数关系，其中m、n为整数。

2.根据权利要求1所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于所述多尺度系统分析工具为高度-高度相关函数，或功率谱密度分析，或高度差函数。

3.根据权利要求1所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于所述二维小波包分析方法执行图像的多尺度层次分解处理，对于2^k像素×2^k像素的图像，其最大分解尺度层次为k。

4.根据权利要求3所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于所述分解尺度层次选择为(k-5)～(k-2)。

5.根据权利要求3所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于对于256像素×256像素的图像，其最大分解尺度层次为8。

6.根据权利要求3所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于对于512像素×512像素的图像，其最大分解尺度层次为9。

7.根据权利要求1所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于所述二维小波包逆变换分析方法对分解薄膜表面形貌图像组元的重构，是以所述重构交割尺寸点为界限，将两个临近的交割尺寸点之间的分解薄膜表面形貌图像组元进行叠加，由此得到不同特征尺度的重构图像。

8.根据权利要求1所述的表征薄膜表面形貌的方法，其特征在于所述的表面粗糙度方法执行的对象是重构薄膜表面形貌图像组元，由此得到的是薄膜表面上不同特征尺度起伏结构的计量信息。