[发明专利]一种微纳米尺度平面周期性结构的反演方法

摘要

一种微纳米尺度平面周期性结构的反演方法，属于显微镜成像分析、平面结构检测、光测力学技术领域。本发明以扫描电子显微镜的扫描线为参考栅，微纳米表面周期性结构为试件栅，通过两栅发生几何叠加形成云纹，再通过微小的沿着与扫描线相垂直的方向随机平移扫描电镜的试件平台，即产生相移几何云纹。将得到的云纹图，根据随机相移算法求出云纹条纹相位图，通过该方法的反演得到其试件周期性结构。此方法综合了云纹法灵敏度高、测量视场大，及扫描电子显微镜分辨率高、空间定位方便等优点。该方法可用到其它带扫描线的显微镜下，用于平面周期性结构的反演及全面检测，测量精度高，操作简单，检测成本低，操作自动化，方法灵敏简单有效。

主权项

1.一种微纳米尺度平面周期性结构的反演方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：1)将带有微纳米尺度平面周期性结构的试件置于扫描电子显微镜的试件平台上，进行扫描得到试件栅图像，并利用该图像计算试件栅的平均栅距p_r，调整试件平台，使得扫描线与试件栅线平行；2)调整扫描电子显微镜的放大倍数和区域内的扫描线的线数，使得扫描线的间距与试件栅间距相同，这时试件栅与扫描线叠加出现几何云纹条纹图，该几何云纹条纹图作为初始云纹条纹图，记录下初始云纹条纹图，并通过旋转电镜扫描线，确定云纹图条纹的级数；3)沿垂直于扫描线的方向微小移动试件平台，产生相移云纹条纹，经过至少两次平移之后，记录得到扫描相移云纹条纹图，包括初始云纹图总共得到至少三幅相移云纹条纹图；4)从相移云纹条纹图中，在每幅图中选择相同的区域作为研究区域，得到所有相移云纹图中的相同区域的相移云纹条纹图，利用随机相移的算法，计算得到相移云纹条纹的包络相位图；5)得到包络相位图之后，对包络相位图进行解包络，得到解包络相位φ；6)根据得到的φ和试件的平均栅距p_r，利用公式，可以求得结构特征位置场v(x，y)；7)对最后所得到的结构特征位置场进行插值，得到放大的试件栅的全场，反演得到最后一个方向试件的周期性结构，其结构特征可以表征为；其中，C₀为背景光强，C₁为图像幅值，可以为任意值，并不影响特征结构的分布；8)将扫描电镜平台旋转90°，重复1)～7)，最后得到试件另一方向的周期性结构。