【痛點(diǎn)問(wèn)題】

跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體集成電路、新型顯示、軍事隱身、安全防偽等先進(jìn)制造領(lǐng)域的重要制造質(zhì)量特征?？绯叨任⒓{表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量，是相關(guān)產(chǎn)品制造質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。然而，跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精度高、尺度小、尺度跨度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)其高效高精度測(cè)量，是相關(guān)制造領(lǐng)域面臨的重要瓶頸和挑戰(zhàn)。

【成果介紹】

本成果創(chuàng)新性發(fā)明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量技術(shù)及系統(tǒng)。

本項(xiàng)目依托華中科技大學(xué)儀器學(xué)科在表面形貌與結(jié)構(gòu)精密測(cè)量領(lǐng)域的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)期積累的科研基礎(chǔ)，在國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金儀器研制專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等支持下，針對(duì)相關(guān)制造領(lǐng)域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)精密測(cè)量問(wèn)題開(kāi)展了系列研究。本成果技術(shù)主要包括以下方面：

1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)測(cè)量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動(dòng)態(tài)范圍微納結(jié)構(gòu)測(cè)量難題，實(shí)現(xiàn)nm-μm-mm跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高效測(cè)量；

2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測(cè)量的可溯源標(biāo)定和坐標(biāo)統(tǒng)一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標(biāo)統(tǒng)一瓶頸和漂移難題，實(shí)現(xiàn)了微納表面結(jié)構(gòu)跨尺度測(cè)量的可溯源和穩(wěn)定高精度；

3）提出了白光干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型和三維圖像噪聲區(qū)域辨識(shí)與重建方法，及二維掃描工作臺(tái)平面度誤差阿貝補(bǔ)償與二維運(yùn)動(dòng)同步計(jì)量方法，解決噪聲問(wèn)題與宏微驅(qū)動(dòng)二維工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響問(wèn)題，為跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)高精度測(cè)量提供支撐。

【技術(shù)成熟度】

本項(xiàng)目成果目前處于可量產(chǎn)階段。

【應(yīng)用場(chǎng)景】

本成果創(chuàng)新研制出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光干涉原子力探針掃描測(cè)量?jī)x器，可在我國(guó)高端光刻裝備制造企業(yè)、高端顯示面板制造企業(yè)、激光全息安全防偽企業(yè)等國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的裝備研發(fā)、工藝優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量提升中獲得重要應(yīng)用。

【市場(chǎng)前景】

跨越nm-μm-mm的跨尺度微納表面結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體集成芯片(IC)、新型顯示、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、智能傳感器、微納光學(xué)、光伏新能源、納米仿生、軍事隱身、激光全息安全防偽等國(guó)家高新先進(jìn)制造領(lǐng)域的重要制造質(zhì)量特征；其高精度測(cè)量，是相關(guān)產(chǎn)品功能質(zhì)量保證、制造工藝分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)水平創(chuàng)新突破的關(guān)鍵，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要意義。所研制的表面微納結(jié)構(gòu)測(cè)量系列儀器，在微機(jī)電系統(tǒng)、先進(jìn)光學(xué)成像、光伏新能源、仿生制造、軍事隱身等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。預(yù)估潛在市場(chǎng)規(guī)模在5-10億范圍內(nèi)。

【知識(shí)產(chǎn)權(quán)】

本成果已申請(qǐng)并授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利30余項(xiàng)。