[发明专利]一种同时表征微纳米成像测量仪器多种性能的方法

说明书

本发明提供了一种同时表征微纳米成像测量仪器多种性能的方法。首先，预备参考样块，该参考样块表面具有预先设定的三维尺寸的二维非周期编码光栅结构和渐变节距的栅线结构；随后，通过微纳米成像测量仪器对该参考样块表面进行扫描成像；最后，对扫描成像的结果进行分析处理，获得该微纳米成像测量仪器随时间的漂移值、分辨力以及xyz三个坐标方向上尺寸测量的校准系数。根据本发明的上述方法，能够方便的利用单个参考样块上实现对微纳米成像测量仪器的分辨力、xyz尺寸测量精度、时间稳定性等关键性能的表征和校准标定，并且具有漂移测量范围大、对比度高、不易受干扰等优点。

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，具体涉及微纳米成像测量仪器技术领域，尤其涉及一种基于特殊设计加工的参考样块结构来实现微纳米成像测量仪器的分辨力、xyz尺寸测量精度、时间稳定性等多种仪器性能的同时校准表征的方法。

背景技术

微纳米成像测量仪器，如扫描激光共焦显微镜、激光干涉显微镜、扫描探针显微镜等，在定量形貌结构测量应用中通常需要进行分辨力、xyz尺寸测量精度、长时间应用稳定性等仪器性能的校准标定。此类仪器性能的测试多采用具有确定特性值的参考样块结构来实施。然而，现有的微纳米参考样块结构多为用于xy尺寸/节距测量表征的周期二维光栅结构或用于z尺寸的测量表征的台阶式结构，在功能上较为单一，仅能表征微纳米成像测量仪器在单个维度上尺寸测量的特性。除此以外，在长时间测量应用时仪器漂移普遍存在，直接影响着各种微纳米成像测量仪器的使用。因此，仪器时间稳定性即漂移特性的分析极为重要，能便于用户了解仪器的稳定性，以便有效设计应用实验。基于现有的参考样块结构难以进行分辨力、xyz尺寸测量精度和时间稳定性等性能参数的同时表征。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于特殊设计的集成多种微纳米结构的多功能参考样块来实现各种微纳米成像测量仪器的分辨力、xyz尺寸测量精度、时间稳定性等重要性能同时表征的方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种同时表征微纳米成像测量仪器多种性能的方法，包括：

(1)预备参考样块，该参考样块表面具有预先设定的三维尺寸的二维非周期编码光栅结构和渐变节距的栅线结构；

(2)获得微纳米成像测量仪器对所述参考样块表面进行扫描而得到的扫描成像的结果；

(3)对所述扫描成像的结果进行分析处理：通过对所述二维非周期编码光栅结构在不同时刻进行扫描测量，获得该微纳米成像测量仪器的时间稳定性表征；通过对所述渐变节距的栅线结构扫描测量，获得所述微纳米成像测量仪器的分辨力；通过对所述二维非周期编码光栅结构的光栅单元的宽度及高度，和/或所述栅线结构的节距及高度的扫描测量，并通过将实测尺寸和标称尺寸进行比较，获得xyz三个坐标方向上尺寸测量的校准系数。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明同时表征微纳米成像测量仪器多种性能的方法至少具有以下有益效果其中之一：

(1)在单个参考样块上集成能实现微纳米成像测量仪器的分辨力、xyz尺寸测量精度、时间稳定性等关键性能表征的微纳结构，通过对单一参考样块的成像测试，实现包括分辨力、xyz尺寸测量精度和时间稳定性等仪器性能的同时测量表征。

(2)二维非周期编码光栅结构使其扫描图像互相关分析峰值对比度大，利于漂移表征，具有漂移测量范围大、对比度高、不易受干扰等优点。

(3)所述参考样块具有渐变节距的栅线结构能方便地实现仪器水平、垂直方向分辨能力表征。

(4)通过精确控制所述二维非周期编码光栅结构的光栅单元宽度/高度和/或所述栅线结构的节距/高度，即可以作为尺寸参考值用于xyz尺寸测量精度的校准表征，操作简便。