[發(fā)明專利]微納米散斑的制備方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410054817.7
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103808440A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝惠民;朱榮華;吳丹
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01B11/16;B82Y40/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光測力學(xué)、變形測量領(lǐng)域，特別涉及一種微納米散斑的制備方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著微納米技術(shù)的快速發(fā)展，微納米器件和結(jié)構(gòu)的性能指標和可靠性評估要求變形測量尺度達到了微納米量級。微區(qū)域的變形測量對變形測量載體的尺度提出了更高的要求。散斑是數(shù)字圖像相關(guān)變形測量領(lǐng)域最基本的元素，物體表面變形散斑圖的優(yōu)劣直接影響了變形測量的精度。目前，常規(guī)的微納米散斑的制備方法主要包括：人工噴漆法、接觸式紫外曝光法、電子束光刻法、化學(xué)氣相沉積法、納米顆粒噴涂法、聚焦離子束刻蝕法等。

但以上幾種制備方法均存在一定程度的問題：人工噴漆法制得的散斑顆粒較大，尺寸最小為亞毫米量級，只能滿足宏觀的變形測量要求；電子束光刻法和接觸式紫外曝光法的制備工藝復(fù)雜，費時且成本昂貴；化學(xué)氣相沉積法是在試件表面化學(xué)氣相沉積不同的金屬薄膜，通過濕熱條件得到微納米散斑，但該方法嚴重依賴于基底和薄膜的性質(zhì)，且制備過程可能會影響到所測試件的物理化學(xué)性質(zhì)；納米顆粒噴涂法制得的散斑不能具體定位，散斑的位置取決于基底試件表面的性質(zhì)，且不易得到重復(fù)性結(jié)果；聚焦離子束刻蝕法會對試件表面造成損傷，尤其是對薄膜結(jié)構(gòu)的試樣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。

為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種微納米散斑的制備方法。該方法能夠制備高質(zhì)量微納米散斑，提升散斑制備的精確度和可重復(fù)性，操作簡單快捷，且對試件無損，通用性強。

為達上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種微納米散斑的制備方法，包括以下步驟：生成預(yù)設(shè)數(shù)量的散斑顆粒大小和/或散斑數(shù)目不同的數(shù)字散斑圖，并從中選取至少一幅所述數(shù)字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數(shù)字散斑圖為二值圖；對待處理試件和目標試件的待處理區(qū)域進行預(yù)處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質(zhì)相同；將所述散斑模板導(dǎo)入散斑沉積設(shè)備；對所述待處理試件的待處理區(qū)域進行對焦，以獲取當前放大倍數(shù)下的最優(yōu)參數(shù)組；根據(jù)所述最優(yōu)參數(shù)組調(diào)節(jié)所述散斑沉積設(shè)備，并根據(jù)所述散斑模板在所述目標試件的待處理區(qū)域沉積散斑。

本發(fā)明實施例的微納米散斑的制備方法，通過選取散斑模板導(dǎo)入散斑沉積設(shè)備，并在待處理試件上對焦，從而得到當前放大倍數(shù)下的最優(yōu)參數(shù)組，然后在目標試件的待處理區(qū)域沉積散斑，得到的微納米散斑質(zhì)量好，制作簡單，可重復(fù)性高，且對試件無損，提升了通用性。

本發(fā)明第二方面實施例提出了一種微納米散斑的制備系統(tǒng)，包括：模板生成模塊，用于生成預(yù)設(shè)數(shù)量的散斑顆粒大小和/或散斑數(shù)目不同的數(shù)字散斑圖，并從中選取至少一幅所述數(shù)字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數(shù)字散斑圖為二值圖；預(yù)處理模塊，用于對待處理試件和目標試件的待處理區(qū)域進行預(yù)處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質(zhì)相同；模板導(dǎo)入模塊，用于將所述散斑模板導(dǎo)入散斑沉積設(shè)備；對焦模塊，用于對所述待處理試件的待處理區(qū)域進行對焦，以獲取當前放大倍數(shù)下的最優(yōu)參數(shù)組；沉積模塊，用于根據(jù)所述散斑模板和所述最優(yōu)參數(shù)組在經(jīng)過所述預(yù)處理的目標試件的待處理區(qū)域沉積散斑。

本發(fā)明實施例的微納米散斑的制備系統(tǒng)，通過選取散斑模板導(dǎo)入散斑沉積設(shè)備，并在待處理試件上對焦，從而得到當前放大倍數(shù)下的最優(yōu)參數(shù)組，然后在目標試件的待處理區(qū)域沉積散斑，得到的微納米散斑質(zhì)量好，制作簡單，可重復(fù)性高，且對試件無損，提升了通用性。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的微納米散斑的制備方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的微納米散斑的制備方法的流程圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的對待處理試件的待處理區(qū)域進行對焦，以獲取當前放大倍數(shù)下的最優(yōu)參數(shù)組的流程圖；

圖4（a）為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的散斑模板的示意圖；

圖4（b）為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在硅片試件表面沉積的Pt散斑圖；

圖4（c）為根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的在硅片試件表面沉積的Pt散斑圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在高溫鎳基合金GH4169表面沉積的Pt散斑圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的微納米散斑的制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的微納米散斑的制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式