[发明专利]一种统计焦平面铟柱阵列高度数据的处理方法有效

专利信息
申请号: 201210506895.7 申请日: 2012-11-30
公开(公告)号: CN103049647A 公开(公告)日: 2013-04-17
发明(设计)人: 华桦;周松敏;胡晓宁 申请(专利权)人: 中国科学院上海技术物理研究所
主分类号: G06F19/00 分类号: G06F19/00
代理公司: 上海新天专利代理有限公司 31213 代理人: 郭英
地址: 200083 *** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明公开了一种统计焦平面铟柱阵列高度数据的处理方法。本发明根据焦平面器件铟柱的形状特点对由激光共聚焦显微镜获取的焦平面表面形貌数据进行数据处理,最终获得整个器件的铟柱高度数值及其统计分布。本发明包括:1,获取焦平面器件表面形貌数据矩阵,并生成对应的坐标矩阵;2,通过计算确定铟柱高度统计分析的基本高度;3,利用基本高度分离单个铟柱的高度数据矩阵;4,计算单个铟柱的高度;5,统计所有铟柱的高度。本发明的优点是:1,利用本发明可以实现铟柱高度统计的自动化,为焦平面器件的倒焊互连工艺提供依据;2,本发明提供的数据处理方法,其统计结果客观准确,排除人工选点的数据不完整性。
搜索关键词: 一种 统计 平面 阵列 高度 数据 处理 方法
【主权项】:
一种统计焦平面铟柱阵列高度数据的处理方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一:利用激光共聚焦显微镜对焦平面表面进行扫描,获取并保存焦平面表面高度形貌数据矩阵Z=[zij],其中zij指坐标位于x=i,y=j处的高度数据,i,j的取值范围是[1,n],n为采样密度,取值512或1024;步骤二:生成高度数据矩阵Z对应的横坐标矩阵X=[xij],纵坐标矩阵Y=[yij],其中,矩阵元素满足xij=j,yij=i;步骤三:求出高度数据矩阵Z中元素的最大值zmax=max(zij),最小值zmin=min(zij),以指定的间隔Δz生成向量S=[sh],满足sh=zmin+(h‑1)·Δz,其中间隔Δz设为0.1,h取整数1,2……|(zmax‑zmin)/Δz;步骤四:求解等高线坐标矩阵CshCsh=contour(Z,[sh sh])         (1)式中,contour()为Matlab7.0中的函数,等高线坐标矩阵Csh具体表达式为: C sh = s h xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 1 ) s h xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 2 ) s h . . . dim 1 ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 1 ) dim 2 ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 2 ) dim 3 . . . - - - ( 2 ) 式中, xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . 为每条等高线所在的坐标位置,第一行为横坐标,第二行为对应的纵坐标,dim1,dim2,dim3…为每条等高线上点的数量,对向量S中所有的元素分别统计式(2)中sh的数量,统计结果记为mh,并生成等高线数量向量M=[mh];生成“等高线数量‑高度数据”关系曲线,其中横坐标为向量S,纵坐标为等高线数量向量M;结合铟柱形貌特点,选取“等高线数量‑高度数据”关系曲线中第一个峰与第二个峰之间特定的高度为铟柱高度分析的基本高度ZBasic;步骤五:求解基本高度ZBasic处的等高线坐标矩阵CzbasicCzbasic=contour(Z,[ZBasic ZBasic])          (3)等高线坐标矩阵Czbasic具体表达式为: Czbasic = ZBasic xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 1 ) ZBasic xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 2 ) ZBasic . . . dim 1 ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 1 ) dim 2 ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 2 ) dim 3 . . . - - - ( 4 ) 以式中的ZBasic元素值为标记,分离出一系列的等高线坐标矩阵: xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 1 ) ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 1 ) - - - ( 5 ) xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 2 ) ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 2 ) - - - ( 6 ) xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 3 ) ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 3 ) - - - ( 7 ) ……;步骤六:将式(5)记作: Xdata 1 Ydata 1 - - - ( 8 ) 式中,向量Xdata1,Ydata1为:Xdata1=[xdata(1) xdata(2) ... xdata(dim1)]    (9)Ydata1=[ydata(1) ydata(2) ... ydata(dim1)]     (10)分别求出向量Xdata1,向量Ydata1中元素的最大值并取整得到Xdata1max和Ydata1max,分别求其最小值并取整得到Xdata1min和Ydata1min,生成横坐标向量X1s:X1s=[xdata1min xdata1min+1xdata1min+2 ... xdata1max]       (11)纵坐标向量Y1s:U1s=[ydata1min ydata1min+1ydata1min+2 ... ydata1max]       (12)求解[X1,Y1]:[X1,Y1]=meshgrid(X1s,Y1s)           (13)生成横坐标矩阵X1,纵坐标矩阵Y1,式(13)中meshgrid()为Matlab7.0中的函数;步骤七:求出横坐标矩阵X1,纵坐标矩阵Y1对应的高度数据矩阵Z1=[z1kl],Z1中元素满足z1kl=zkl,其中k,l为下标,且有:xdata1min<k<xdata1max,ydata1min<l<ydata1max利用步骤四中的方法求出矩阵Z1对应的“等高线数量—高度数据”关系曲线,利用该关系曲线,结合铟柱表面的形貌特点,选取曲线中第二个峰附近的等高线数量为1的指定位置的高度为单个铟柱的近似高度值ZApro1;步骤八:求解单个铟柱近似高度值ZApro1处的Czapro1Czaprv1=contour(Z1,[ZApro1 ZApro1])         (14)式中Czaprol具体表达式为: Czapro 1 = ZAp ro 1 xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 1 ) dim 1 ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 1 ) - - - ( 15 ) 以式中的ZApro1值为标志,有且仅有一条等高线的坐标矩阵 xdata ( 1 ) xdata ( 2 ) . . . xdata ( dim 1 ) ydata ( 1 ) ydata ( 2 ) . . . ydata ( dim 1 ) - - - ( 16 ) 求解单个铟柱高度height1:height1=mean(z1pq)            (17)其中p,q为下标,满足xdata(1)<p<xdata(dim1),ydata(1)<q<ydata(dim1);步骤九:对式(6),式(7)……一系列的等高线坐标矩阵分别重复步骤六、七、八,得出相应的一系列铟柱高度值height1,height2,height3……,生成铟柱高度值向量H,H=[height1,height2,heitht3…]       (18)求解hist(H),获得铟柱高度的统计直方图,其中hist()为Matlab7.0中的函数。
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