Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0027

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0027
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Акционерное общество "Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума"
Название доклада
Разработка количественных методов трехмерной реконструкции нанорельефа и рентгеноспектрального микроанализа наноматериалов и нанообъектов, включая метрологическое обеспечение
Докладчик
Митюхляев Виталий Борисович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проект направлен на решение проблемы точности трехмерной реконструкции нанорельефа по стереоизображениям, полученным в растровом электронном микроскопе (РЭМ).
Цель проекта:
-Разработка способа количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности с использованием методов фотограмметрии двух или более изображений в растровом электронном микроскопе, определение предельных значений погрешности трехмерной реконструкции.
-Установление действительных значений систематических погрешностей рентгеноспектрального микроанализа, обусловленных наличием нанорельефа на поверхности образца.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
-разработать и изготовить эталонные образцы (1-го типа), предназначенные для контроля погрешности трехмерной реконструкции по стереоизображениям, полученным в РЭМ;
-разработать и изготовить эталонные образцы (2-го типа), предназначенные для оценки систематических погрешностей рентгеноспектрального микроанализа, обусловленных наличием нанорельефа на поверхности образца.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность исследования определяется необходимостью метрологического обеспечения метода трехмерной реконструкции в РЭМ для расширения функциональных возможностей РЭМ, поскольку методы растровой электронной микроскопии широко используются как в научно-исследовательских работах, так и для контроля производственных процессов. Все способы решения поставленных задач являются новыми.
Описание исследования

Разработана методика количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности с использованием методов фотограмметрии двух или более изображений в растровом электронном микроскопе, которая обеспечивает получение воспроизводимых результатов и их прослеживаемость к Государственному первичному эталону метра. В процессе разработки методики теоретически проанализированы факторы, влияющие на погрешность результатов измерений (погрешность калибровки увеличения, погрешность определения угла наклона гониометрического столика РЭМ, неортогональность оси наклона направлению строчной развертки РЭМ).

Для реализации методики количественной трехмерной реконструкции разработана технология формирования островковой пленки золота на поверхности исследуемого объекта с заданными параметрами ( в зависимости от используемого увеличения РЭМ), которая включает нанесение пленки золота средней толщиной 1-2 нм, нагрев образца до температуры 2500-3000.

Разработана компьютерная программа обработки изображений для трехмерной реконструкции.

Разработана ЭКД и изготовлены эталонные образцы, предназначенные для:

- калибровки растровых электронных микроскопов, работающих в режиме выполнения количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности;

-установления действительных значений систематических погрешностей рентгеноспектрального микроанализа, обусловленных наличием нанорельефа на поверхности образца.

Результаты исследования

Изготовлены эталонные образцы для калибровки РЭМ, работающего в режиме получения стереоизображений при выполнении количественной трехмерной реконструкции, имеющие значения перепада высот 8 ± 2 нм, 20 ±1 нм, 50 ± 1 нм, 100 ± 2 нм, 500 ±2 нм.

Разработан проект ГОСТ Р «Методика количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности с использованием методов фотограмметрии двух или более изображений в растровом электронном микроскопе». Данная методика обеспечивает погрешность трехмерной реконструкции не более 10% в диапазоне высот от 8 нм до 10 мкм.

Разработанная методика трехмерной реконструкции применена для аттестации мер высоты ступени, используемых для калибровки профилометров и атомно-силовых микроскопов. Результаты измерений по разработанной методике (457,3±3,1 нм)  сопоставлены с данными профилометрии (457,0±3,4 нм), полученными с использованием калибровочного образца  фирмы VLSI. Совпадение результатов подтверждает правильность методики, а полученная погрешность трехмерной реконструкции (менее 1%) существенно меньше достигнутых ранее показателей, опубликованных в мировой литературе.

Для реализации разработанной методики трехмерной реконструкции разработана методика калибровки увеличения РЭМ, которая обеспечивает относительную стандартную неопределенность измерений при калибровке не более 0,1%.

Разработана компьютерная программа обработки изображений для трехмерной реконструкции.

Практическая значимость исследования
Практическое внедрение полученных результатов может быть реализовано путем:
-Производства мер высоты ступени, аттестованных в соответствии с разработанной методикой трехмерной реконструкции, обеспечивающей прослеживаемость результатов измерений к Государственному первичному эталону метра. Указанные меры высоты предназначены для калибровки различного типа профилометров и атомно-силовых микроскопов.
-Производства эталонных образцов для калибровки растровых электронных микроскопов, работающих в режиме трехмерной реконструкции
Постер

Poster_0027.ppt