一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统，方法包括：在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度；利用电子显微镜对多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；读取拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；根据周期厚度和拍摄图像中的周期膜厚度对拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。本发明专利技术在多层膜波带片上下两端增加了周期膜，修正了电子显微镜图像拍摄时引入的误差，提高了电子显微镜定位与厚度表征的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统
本专利技术涉及多层膜波带片
，特别是涉及一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统。
技术介绍
X射线波段覆盖了大部分元素的共振线，且波长短、穿透性强，可以实现无损伤测量。因此X射线显微是生物、医学、材料、物理与化学等研究领域重要的研究工具。X射线显微成像系统的分辨率由聚焦元件可获得的焦斑大小所决定，因此研制出高质量的纳米聚焦光学元件是实现高分辨率X射线显微技术的前提条件。X射线多层膜波带片是目前会聚X射线理想的新型光学元件。该方法在2004年提出，是基于X射线劳厄透镜的物理思想。首先采用溅射技术沉积几千层纳米膜层，然后对膜层横截面进行切片减薄，制备出微米深度的波带片。X射线多层膜波带片制备工艺要求极其精密，是当前微纳加工技术的极限挑战。对于多层膜波带片研究，当前国际上主要面临应力难题，纳米膜层的精确定位难题以及分辨率提高的瓶颈难题。为解决这些多层膜波带片的难题，需要使用高分辨率电子显微镜(ScanningElectronicMicroscopy,SEM)来对纳米膜层进行观测与标记。目前世界各国主要研究小组采用电子显微镜辅助已取得非常好的研究成果。然而使用SEM拍摄时，由于入射电子与样品表面的角度变化以及机械振动等因素会引起误差，对于有上千个膜层的多层膜波带片，误差的累积会导致膜层定位与厚度表征的失真。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统，以修正电子显微镜图像拍摄时引入的误差，提高电子显微镜定位与厚度表征的精确度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于X射线多层膜波带片的修正方法，包括：在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；N为大于2的正整数；对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度；利用电子显微镜对所述多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；读取所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；读取的两端镀制的N层周期膜的厚度包括第二上端厚度和第二下端厚度；根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。优选地，所述X射线反射测试中的X射线光源为Cu-Kα线，波长为0.154nm，测试模式为θ-2θ联动扫描模式。优选地，所述确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，具体为：根据布拉格公式确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度。优选地，所述布拉格公式如下：其中D为待测端的N层周期膜的周期厚度，θr为第r次布拉格峰对应的掠入射角，q为衍射级次，λ为X射线的波长，δ为多层膜的平均折射小量。优选地，所述根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正，具体为：根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度确定比例函数；根据所述比例函数对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。优选地，所述根据所述比例函数对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正的具体公式为：其中y为修正后的每层膜波带片的厚度，ΔD1＝D1-D′1，ΔD2＝D2-D′2，D1为第一上端厚度，D2为第一下端厚度，D′1为第二上端厚度，D′2为第二下端厚度，n为多层膜波带片的总膜层数，x为所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度。一种基于X射线多层膜波带片的修正系统，包括：镀制模块，用于在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；N为大于2的正整数；X射线反射测试模块，用于对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度；拍摄模块，用于利用电子显微镜对所述多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；厚度读取模块，用于读取所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；读取的两端镀制的N层周期膜的厚度包括第二上端厚度和第二下端厚度；修正模块，用于根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开了一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统，方法包括：在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度；利用电子显微镜对所述多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；读取所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；读取的两端镀制的N层周期膜的厚度包括第二上端厚度和第二下端厚度；根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。本专利技术在多层膜波带片上下两端增加了周期膜，修正了电子显微镜图像拍摄时引入的误差，提高了电子显微镜定位与厚度表征的精确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于X射线多层膜波带片的修正方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的多层膜波带片的结构图；图3本专利技术实施例提供的一种基于X射线多层膜波带片的修正系统的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于X射线多层膜波带片的修正方法及系统，以修正电子显微镜图像拍摄时引入的误差，提高电子显微镜定位与厚度表征的精确度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1图1为本专利技术实施例提供的一种基于X射线多层膜波带片的修正方法流程图，如图1所示，本方法包括：步骤101：在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；N为大于2的正整数。步骤102：对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度。在本实施例中，X射线反射测试中的X射线光源为Cu-Kα线，波长为0.154nm，测试模式为θ-2θ联动扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于X射线多层膜波带片的修正方法，其特征在于，包括：/n在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；N为大于2的正整数；/n对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度；/n利用电子显微镜对所述多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；/n读取所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；读取的两端镀制的N层周期膜的厚度包括第二上端厚度和第二下端厚度；/n根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于X射线多层膜波带片的修正方法，其特征在于，包括：
在多层膜波带片的上端和下端各镀制N层周期膜；N为大于2的正整数；
对镀制的N层周期膜进行掠入射X射线反射测试，确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，为第一上端厚度和第一下端厚度；
利用电子显微镜对所述多层膜波带片以及两端镀制的N层周期膜进行拍摄，获得拍摄图像；
读取所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度以及两端镀制的N层周期膜的厚度；读取的两端镀制的N层周期膜的厚度包括第二上端厚度和第二下端厚度；
根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下端厚度对所述拍摄图像中每层膜波带片的厚度进行修正。


2.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述X射线反射测试中的X射线光源为Cu-Kα线，波长为0.154nm，测试模式为θ-2θ联动扫描模式。


3.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度，具体为：根据布拉格公式确定两端镀制的N层周期膜的周期厚度。


4.根据权利要求3所述的修正方法，其特征在于，所述布拉格公式如下：



其中D为待测端的N层周期膜的周期厚度，θr为第r次布拉格峰对应的掠入射角，q为衍射级次，λ为X射线的波长，δ为多层膜的平均折射小量。


5.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述根据所述第一上端厚度、所述第一下端厚度、所述第二上端厚度和所述第二下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈溢祺，朱忆雪，张秀霞，金宇，朱东风，朱运平，
申请(专利权)人：苏州宏策光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32