基于白光干涉超精密表面形貌測量方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著超精密加工技術(shù)、半導體工業(yè)、MEMS和NEMS 技術(shù)的發(fā)展，在納米尺度內(nèi)進行超精密表面形貌測量的需求越來越迫切。超精密表面形貌測量儀器必須具備垂直、水平方向上的高分辨率和較大的測量范圍。文中系統(tǒng)論述了縱、橫向分辨率均可達到納米量級、測量范圍可達到毫米量級的超精密表面形貌測量系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新如下：
　　 提出了基于白光顯微干涉的原子力探針掃描測量方法，該方法利用白光干涉零級條紋的特點，采用白光干涉零

2、級條紋的移動量測量探針微懸臂的變形量。研究了白光干涉零級條紋中心線的提取算法以及白光干涉零級條紋中心線移動量算法，推導了探針微懸臂變形量與條紋移動量的關(guān)系，提出了微懸臂變形量檢測非線性誤差修正方法。研究了原子力探針掃描測量的基本理論，根據(jù)本測量系統(tǒng)的特點，提出了一種融合垂直掃描系統(tǒng)的位移量和微懸臂變形量得到被測表面形貌的原子力探針接觸式工作方法，實現(xiàn)了原子力探針的可溯源跟蹤測量。
　　 提出了基于同一顯微鏡基體實現(xiàn)非接觸光學測量

3、與原子力探針掃描測量兩種功能的超精密表面形貌測量方法。該方法可以針對超精密表面不同的測量要求采用不同的測量方法，并可以對同一表面進行互補測量?；谏鲜龀鼙砻嫘蚊矞y量方法和測量原理，研制了具有顯微干涉測量與原子力探針測量兩種功能的超精密表面形貌測量系統(tǒng)。研制了包括大量程計量型納米級垂直掃描系統(tǒng)和大量程計量型納米級共運動平面二維精密工作臺的納米驅(qū)動系統(tǒng)。研制了激光干涉位移計量系統(tǒng)，分析了采用四象限光電管接收激光干涉條紋時兩路正弦信號滿足