close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 16535

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 16535
(13) C1
(19)
G 01Q 10/00
G 01Q 20/00
(2010.01)
(2010.01)
СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ОБРАЗЦА В ВИДЕ ПОДЛОЖКИ
С ПОКРЫТИЕМ НА СКАНИРУЮЩЕМ ЗОНДОВОМ МИКРОСКОПЕ
(21) Номер заявки: a 20101320
(22) 2010.09.13
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена имени А.В.Лыкова
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Чижик Сергей Антонович;
Худолей Андрей Леонидович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) МИРОНОВ В.Л. Основы сканирующей
зондовой микроскопии. - Нижний
Новгород: Институт физики микроструктур, 2004. - С. 8-9, 27-39.
BY 5271 U, 2009.
RU 2329465 C1, 2008.
JP 2006/138655 A.
JP 11094847 A, 1999.
BY 16535 C1 2012.12.30
(57)
Способ сканирования образца в виде подложки с покрытием на сканирующем зондовом микроскопе, в котором зонд или образец перемещают сканером, измеряют расстояние
зонд-образец без переустановки последнего отдельно для поверхности подложки и поверхности покрытия, определяют величину постоянного наклона для поверхности подложки, формируют изображение поверхности покрытия, вычитают из него указанный
постоянный наклон, а затем корректируют получившееся изображение путем его фильтрации и вычитания из него постоянной составляющей.
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу сканирования
образца в виде подложки с покрытием на сканирующем зондовом микроскопе, и может
быть использовано для определения рельефа, линейных размеров и физических характеристик поверхностей тонких пленок и покрытий с монотонно изменяющейся толщиной,
наклонных участков интегральных схем, элементов микроустройств и срезов биологических структур на микро- и наноуровне в режимах атомно-силового, туннельного и ближнепольного оптического микроскопа.
Известен способ сканирования объекта [1], при котором датчик сканирования перемещают относительно объекта и для каждого положения датчика сканирования измеряют
и регистрируют параметр объекта. Перемещение датчика сканирования осуществляют
циклически. В начале каждого цикла вокруг положения датчика сканирования строят замкнутую окрестность, на границе которой определяют максимальное изменение параметра объекта относительно значения параметра в точке положения датчика, перемещают
датчик сканирования с определенным шагом из указанного положения в направлении
максимального изменения параметра в его новое положение. Если разность между пара-
BY 16535 C1 2012.12.30
метрами в указанных двух положениях не превышает заданную величину, продолжают
перемещение датчика в том же направлении, а при превышении разности параметров заданной величины цикл заканчивают, причем последнее положение датчика сканирования
в цикле является его начальным положением в новом цикле. Основное достоинство способа заключается в обеспечении возможности распознавания образов различного назначения в автоматическом режиме. Указанный способ практически не применим для
сканирования наклонных поверхностей образцов на сканирующем зондовом микроскопе,
так как, например, возрастание высоты может быть обусловлено лишь погрешностью
установки образца в сканирующем зондовом микроскопе и не связано с направлением
максимального изменения параметра (высоты).
Также известен способ сканирования объектов с помощью сканирующего зондового
микроскопа [2], согласно которому для сканирования поверхности объекта используют
взаимное перемещение двух пьезосканеров, при этом объект устанавливают на первом
пьезосканере, зонд (кантилевер) закрепляют на втором пьезосканере и располагают над
исследуемой поверхностью, кантилевер сближают с поверхностью объекта, производят
сканирование пьезосканерами в противофазе по каждой из координат сканирования и с
использованием системы регистрации измеряют полезный сигнал, являющийся функцией
взаимного положения кантилевера и поверхности объекта. Основное достоинство способа
заключается в расширении технических возможностей метода сканирующей зондовой
микроскопии - увеличении полей сканирования и высот измеряемого рельефа, в том числе
наклонных поверхностей объекта, за счет применения двух сканеров. Однако существенным недостатком указанного способа являются значительные сложности определения параметров корректировки и фильтрации для формирования изображений поверхностей
объекта, обусловленные наложением погрешностей двух пьезосканеров, работающих в
противофазе.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ сканирования образца в виде подложки с покрытием на сканирующем зондовом микроскопе [3], согласно которому при сканировании зонд или образец перемещают
сканером, измеряют расстояние зонд-образец для различных точек поверхности образца, а
формирование изображения поверхности производят путем определения и вычитания постоянного наклона и постоянной составляющей, корректировки и фильтрации данных,
полученных с помощью сканирующего зондового микроскопа. Существенным недостатком известного способа является отсутствие возможности формирования достоверного
изображения поверхности образца, имеющей наклон, например, вследствие монотонного
изменения толщины покрытия, из-за неоднозначности в определении постоянного наклона (обусловленного погрешностью установки образца в сканирующем зондовом микроскопе, температурным дрейфом и нелинейностью перемещений пьезосканера) и реального
наклона поверхности образца.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений, выполняемых с помощью сканирующего зондового микроскопа.
Задача решается следующим образом. В известном способе сканирования образца в
виде подложки с покрытием на сканирующем зондовом микроскопе при сканировании
зонд или образец перемещают сканером, измеряют расстояние зонд-образец для различных точек поверхности образца, а формирование изображения поверхности производят
путем определения и вычитания постоянного наклона и постоянной составляющей, корректировки и фильтрации данных, полученных с помощью сканирующего зондового микроскопа. Согласно предлагаемому изобретению, сканирование поверхности образца
выполняют раздельно для двух участков - поверхности подложки и покрытия (структурного элемента), находящегося на подложке, без переустановки образца, определяют величину постоянного наклона для поверхности подложки, формируют изображение
поверхности покрытия, вычитают из него указанный постоянный наклон, а затем коррек2
BY 16535 C1 2012.12.30
тируют получившееся изображение путем его фильтрации и вычитания из него постоянной составляющей.
Раздельное сканирование двух участков - поверхности подложки и покрытия, без переустановки образца отдельно для поверхности подложки и поверхности покрытия позволяет получить данные о величине постоянного наклона для двух различных участков
поверхности образца. Следует отметить, что при выполнении сканирования без переустановки образца величина постоянного наклона будет одинакова для всех участков поверхности образца: как для поверхности подложки, так и для покрытия. Величину постоянного
наклона достаточно просто определить из данных о сканировании поверхности подложки,
так как известно, что поверхность подложки совпадает с горизонтальной плоскостью. В то
же время величину постоянного наклона практически невозможно определить из данных,
полученных при сканировании поверхности покрытия, так как помимо величины постоянного наклона в данных содержатся сведения о наклоне поверхности покрытия относительно горизонтальной поверхности - поверхности подложки. Однако измерить реальный
наклон поверхности покрытия относительно поверхности подложки можно путем вычитания величины постоянного наклона, определенного из данных о сканировании поверхности подложки.
На фиг. 1 схематично показана поверхность подложки 1 с покрытием 2 (структурный
элемент), нанесенным на поверхность подложки 1.
На фиг. 2 схематично показана величина постоянного наклона поверхности подложки.
На фиг. 3 схематично показано изображение поверхности покрытия, сформированное
без вычитания постоянного наклона.
На фиг. 4 схематично показано изображение поверхности покрытия, сформированное
после вычитания постоянного наклона поверхности подложки.
Способ осуществляют следующим образом. В сканирующий зондовый микроскоп
устанавливают образец - подложку 1 с покрытием 2 (фиг. 1). Выполняют сканирование
поверхности образца раздельно для двух участков - подложки 1 и покрытия 2 - посредством перемещения сканером зонда сканирующего зондового микроскопа или образца.
Например, первоначально сканируют поверхность подложки 1 без покрытия, а затем поверхность образца с покрытием 2 без переустановки образца посредством измерения расстояния зонд-образец для различных точек поверхностей образца. Далее из данных о
сканировании поверхности подложки 1 без покрытия определяют величину постоянного
наклона (фиг. 2). Затем формируют изображение поверхности покрытия 2 (фиг. 3), далее
вычитают величину постоянного наклона (фиг. 2), определенного по результатам сканирования поверхности подложки 1. После чего сформированное изображение покрытия 2
(фиг. 4) обрабатывают путем вычитания постоянной составляющей, корректировки и
фильтрации данных, полученных с помощью сканирующего зондового микроскопа.
Таким образом, предлагаемый способ повышает точность измерений, выполняемых с
помощью сканирующего зондового микроскопа.
Источники информации:
1. Патент РФ 2099671, МПК G01C 11/00, 1997.
2. Заявка на изобретение РФ 2004133656/28, МПК G02B 21/00, 2006.
3. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. - Нижний Новгород,
2004.
3
BY 16535 C1 2012.12.30
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
694 Кб
Теги
16535, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа