CN114236181A

CN114236181A - Afm探针测量方法、装置、控制设备及存储介质

Info

Publication number: CN114236181A
Application number: CN202111476926.4A
Authority: CN
Inventors: 韩志国; 李锁印; 邹学峰; 张晓东; 赵琳; 吴爱华; 许晓青
Original assignee: CETC 13 Research Institute
Current assignee: CETC 13 Research Institute
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2041-12-02
Also published as: CN114236181B

Abstract

本发明提供一种AFM探针测量方法、装置、控制设备及存储介质。该方法包括：利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线；以待测曲线的顶点为中心，确定待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；以AFM的横向分辨率为步进，分别求解待测线条的左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，并根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。本发明能够提高AFM探针测量的准确性。

Description

AFM探针测量方法、装置、控制设备及存储介质

技术领域

本发明涉及AFM探针技术领域，尤其涉及一种AFM探针测量方法、装置、控制设备及存储介质。

背景技术

原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是一种具有原子分辨率的表面形貌、电磁性能分析的重要仪器。由于AFM探针不可能无限尖锐，会使得测量的图像会包含一部分AFM探针信息，会导致图像失真。由于图像失真，会导致AFM测量线条宽度时，会出现较大的测量偏差。

现有技术会根据AFM厂家提供的探针参数对测量结果进行补偿。然而，多次使用的AFM探针会出现磨损，其实际探针参数与厂家提供的探针参数不一致，最终导致AFM测量结果会出现较大测量偏差，不能满足AFM探针的正常使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种AFM探针测量方法、装置、控制设备及存储介质，以解决现有技术会导致AFM测量结果会出现较大测量偏差，不能满足AFM探针的正常使用的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种AFM探针测量方法，包括：

利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线；

以待测曲线的顶点为中心，确定待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；

以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和左侧待测曲线的坐标集确定待测线条的左侧AFM探针曲线；

以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和右侧待测曲线的坐标集确定待测线条的右侧AFM探针曲线；

根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。

在一种可能的实现方式中，以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和左侧待测曲线的坐标集确定待测线条的左侧AFM探针曲线，包括：

以AFM的横向分辨率为步进值，将预先确定的AFM探针左侧关系式中的横坐标进行步进；

针对每一次步进，将左侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针左侧关系式，得到对应的左侧步进坐标集；计算左侧步进坐标集中的纵坐标和对应左侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的左侧平方和；

根据所有步进的左侧平方和确定待测线条的左侧AFM探针曲线。

在一种可能的实现方式中，根据所有步进的左侧平方和确定待测线条的左侧AFM探针曲线，包括：

确定所有步进的左侧平方和中最小值；

将左侧待测曲线的坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针左侧关系式，得到待测线条的左侧AFM探针曲线。

在一种可能的实现方式中，以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和右侧待测曲线的坐标集确定待测线条的右侧AFM探针曲线，包括：

以AFM的横向分辨率为步进值，将预先确定的AFM探针右侧关系式中的横坐标进行步进；

针对每一次步进，将右侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针右侧关系式，得到对应的右侧步进坐标集；计算右侧步进坐标集中的纵坐标和对应右侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的右侧平方和；

根据所有步进的右侧平方和确定待测线条的右侧AFM探针曲线。

在一种可能的实现方式中，根据所有步进的右侧平方和确定待测线条的右侧AFM探针曲线，包括：

确定所有步进的右侧平方和中最小值；

将右侧待测坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针右侧关系式，得到待测线条的右侧AFM探针曲线。

在一种可能的实现方式中，根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓，包括：

将左侧待测曲线减去左侧AFM探针曲线，得到待测曲线的左侧真实轮廓；

将右侧待测曲线减去右侧AFM探针曲线，得到待测曲线的右侧真实轮廓；

根据左侧真实轮廓和右侧真实轮廓得到待测线条的真实轮廓。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

确定AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式；

利用AFM探针扫描标准线条，确定标准线条的标准曲线；

以标准曲线的顶点为中心，确定标准线条的左侧标准坐标集和右侧标准坐标集；

将左侧标准坐标集输入第一预设三次多项式进行求解，确定第一预设三次多项式的系数，将确定系数的第一预设三次多项式作为AFM探针左侧关系式；

将右侧标准坐标集输入第二预设三次多项式进行求解，确定第二预设三次多项式的系数，将确定系数的第二预设三次多项式作为AFM探针右侧关系式。

第二方面，本发明实施例提供了一种AFM探针测量装置，包括：

扫描模块，用于利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线；

划分模块，用于以待测曲线的顶点为中心，确定待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；

第一步进模块，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和左侧待测曲线的坐标集确定待测线条的左侧AFM探针曲线；

第二步进模块，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和右侧待测曲线的坐标集确定待测线条的右侧AFM探针曲线；

计算模块，用于根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。

第三方面，本发明实施例提供了一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式AFM探针测量方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式AFM探针测量方法的步骤。

本发明实施例提供一种AFM探针测量方法、装置、控制设备及存储介质，通过利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线；根据待测曲线得到待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；利用步进法，分别求解待测线条的左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线；最终，根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。整个过程可以消除AFM探针带来的偏差，准确得到待测线条的真实轮廓，可以满足AFM探针的正常使用，提高AFM探针测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的AFM探针对线宽测量的影响示意图；

图2是本发明实施例提供的AFM探针测量方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的AFM探针曲线参数化的示意图；

图4是本发明实施例提供的待测线条的线宽扫描曲线图；

图5是本发明实施例提供的左侧边界匹配示意图；

图6是本发明实施例提供的右侧边界匹配示意图；

图7是本发明实施例提供的图4所示待测线条的真实轮廓；

图8是本发明实施例提供的AFM探针测量装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的控制设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的AFM探针对线宽测量的影响示意图。

如图1所示，对AFM而言，由于AFM探针的针尖不可能无限尖锐，导致使用其测量得到的线宽形貌将探针的形貌信息包含在内，存在“探针效应”。探针对样片表面的扫描过程实际上是探针针尖的轮廓与被测样片表面特征的卷积过程，如公式(1)所示：

其中，P_m表示测量轮廓，P_r表示真实结构轮廓，S_t表示AFM探针形貌。

本发明为解决产生的“探针效应”，保证AFM探针测量的可靠性，提出如下方案：

参见图2，其示出了本发明实施例提供的AFM探针测量方法的实现流程图。如图2所示，一种AFM探针测量方法，可以包括：

S101，利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线。

可选的，待测线条可以为利用半导体平面工艺制作的线条结构，利用AFM扫描待测线条后，得到的曲线可能不平，需要进行调平处理，将调平后的曲线作为待测线条的待测曲线，待测曲线即为待测线条的测量轮廓。

S102，以待测曲线的顶点为中心，确定待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线。

待测线条是一条有宽度和高度的线条结构，待测曲线存在顶点，至少包括如下两种划分方式：

第一种，以待测曲线的顶点为中心，将待测线条划分为两部分，即左侧待测曲线和右侧待测曲线。其中，左侧待测曲线和右侧曲线均为待测线条的测量轮廓。

第二种，以待测曲线的顶点为中心，左右两侧各延伸预设宽度，左侧取除左侧延伸宽度以外的曲线作为左侧待测曲线，右侧取除右侧宽度以外的曲线作为右侧待测曲线。对于待测曲线中间的水平部分，其基本不受AFM探针测量的影响，因此，预设宽度可以为待测曲线水平部分的半宽。预设宽度可以根据实际需要进行设置。

此外，除上述两种划分方式外，还可以根据实际需要对待测曲线进行划分，以得到左侧待测曲线和右侧待测曲线。

S103，以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和左侧待测曲线的坐标集确定待测线条的左侧AFM探针曲线。

AFM作为一种测量设备，其分辨率可调，例如分辨率为0.1nm或者0.1μm，以AFM的横向分辨率为步进即以0.1nm或者0.1μm为单次调整值，进行步进，具体的值可以根据待测曲线的横向宽度确定。

预先确定的AFM探针左侧关系式即为对标准线条的左侧标准曲线进行拟合和计算，得到的用于表示AFM探针左侧的有效针尖形状的三次多项式的关系式。

可以对左侧待测曲线进行采样，得到左侧待测曲线的坐标集，该坐标集中包括左侧待测曲线各采样点的横坐标和纵坐标。

可选的，确定待测线条的左侧AFM探针曲线的过程可以为：

将AFM探针左侧关系式以AFM的横向分辨率为间距进行步进，每次将左侧待测曲线的坐标集中的横坐标输入步进后的AFM探针左侧关系式，得到对应的纵坐标，根据计算得到的纵坐标和左侧待测曲线的坐标集中的纵坐标确定待测线条的左侧AFM探针曲线。

S104，以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和右侧待测曲线的坐标集确定待测线条的右侧AFM探针曲线。

可以对右侧待测曲线进行采样，得到右侧待测曲线的坐标集，该坐标集中包括右侧待测曲线各采样点的横坐标和纵坐标。

可选的，确定待测线条的右侧AFM探针曲线的过程可以为：

将AFM探针右侧关系式以AFM的横向分辨率为间距进行步进，每次将右侧待测曲线的坐标集中的横坐标输入步进后的AFM探针右侧关系式，得到对应的纵坐标，根据计算得到的纵坐标和右侧待测曲线的坐标集中的纵坐标确定待测线条的右侧AFM探针曲线。

S105，根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。

可选的，由公式(1)可知，要得到真实结构轮廓，需要采用减法运算，将探针形貌从测量轮廓中减去，即P_r＝P_m-S_t。

左侧待测曲线即为左侧测量轮廓，左侧AFM探针曲线即为左侧AFM探针形貌，二者进行相减可以得到待测曲线的左侧真实轮廓；右侧待测曲线即为右侧测量轮廓，右侧AFM探针曲线即为右侧AFM探针形貌，二者进行相减可以得到待测曲线的右侧真实轮廓；根据左侧真实轮廓和右侧真实轮廓可以得到待测线条的真实轮廓。

本发明通过将待测图像划分为左侧待测曲线和右侧待测曲线，基于步进法，利用预先确定的AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式，确定测线条的左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，最终得到待测线条的真实轮廓。整个过程可以消除AFM探针带来的偏差，准确得到待测线条的真实轮廓，可以满足AFM探针的正常使用，提高AFM探针测量的准确性。

在本发明的一些实施例中，上述S103可以包括：

可选的，AFM的横向分辨率可以为0.1nm或者0.1μm。每一次步进，AFM探针左侧关系式的横坐标都会变化。对应是指针对左侧待测曲线的横坐标对应的纵坐标，与左侧待测曲线的横坐标输入AFM探针左侧关系式计算得到的纵坐标相对应。

示例性的，针对第一次步进，假设左侧待测曲线的坐标集表示为{(x₁，y₁)，......，(x_m，y_m)}，输入AFM探针左侧关系式计算得到的左侧步进坐标集表示为{(x₁，Y₁)，......，(x_m，Y_m)}，计算左侧步进坐标集中的纵坐标和对应左侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，为：

计算每次步进后的差值平方和，得到E_L1，E_L2，......，E_Lp。可以根据差值平方和的值确定待测线条的左侧AFM探针曲线，例如可以选取差值平方和满足要求的坐标集，将该坐标集中的坐标输入AFM探针左侧关系式得到左侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，根据所有步进的左侧平方和确定待测线条的左侧AFM探针曲线，包括：

确定所有步进的左侧平方和中最小值；

可选的，所有步进的左侧平方和中最小值即代表该处为待测曲线的左边界，将左侧待测曲线的坐标集中的坐标输入该处步进的AFM探针左侧关系式，即可以得到左侧AFM探针曲线，也即在测量该待测线条时的左侧AFM探针形貌。

在本发明的一些实施例中，上述S104可以包括：

可选的，AFM的横向分辨率可以为0.1nm或者0.1μm。每一次步进，AFM探针右侧关系式的横坐标都会变化。对应是指针对右侧待测曲线的横坐标对应的纵坐标，与右侧待测曲线的横坐标输入AFM探针右侧关系式计算得到的纵坐标相对应。

示例性的，针对第一次步进，假设右侧待测曲线的坐标集表示为{(x0₁，y₀₁)，......，(x_0n，y_0n)}，输入AFM探针左侧关系式计算得到的右侧步进坐标集表示为{(x₀₁，Y₀₁)，......，(x_0n，Y_0n)}，计算右侧步进坐标集中的纵坐标和对应右侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，为：

计算每次步进后的差值平方和，得到E_R1，E_R2，......，E_Rq。可以根据差值平方和的值确定待测线条的右侧AFM探针曲线，例如可以选取差值平方和满足要求的坐标集，将该坐标集中的坐标输入AFM探针右侧关系式得到右侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，根据所有步进的右侧平方和确定待测线条的右侧AFM探针曲线，可以包括：

确定所有步进的右侧平方和中最小值；

可选的，所有步进的右侧平方和中最小值即代表该处为待测曲线的右边界，将右侧待测曲线的坐标集中的坐标输入该处步进的AFM探针右侧关系式，即可以得到右侧AFM探针曲线，也即在测量该待测线条时的右侧AFM探针形貌。

在本发明的一些实施例中，上述S105可以包括：

可选的，得到待测曲线的左侧真实轮廓和右侧真实轮廓后，将二者合并即可得到待测线条的真实轮廓。

在本发明的一些实施例中，该方法还包括：

确定AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式；

利用AFM探针扫描标准线条，确定标准线条的标准曲线；

示例性的，参见图3，其示出了本发明实施例提供的AFM探针曲线参数化的示意图。

利用半导体平面工艺，制备一条标称值为40nm的线条结构，线条高度50nm，将该线条结构作为标准线条。确定AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式的过程如下：

第一步，利用AFM扫描标准线条买得到曲线图，将曲线图进行调平处理，并分别确定标准线条的左侧标准曲线和右侧标准曲线，分别对左侧标准曲线和右侧标准曲线进行拟合，并将对拟合后的两个曲线进行参数化，即采样，得到标准线条的左侧标准坐标集和右侧标准坐标集。拟合的目的是确定AFM探针的关系式和探针参数，进而便于在后续测量中调用AFM探针参数。

第二步，选定曲线左侧拟合范围，如图3所示。选定范围内，左侧标准曲线是由一系列采样点(x_L1，y_L1)，......，(x_Lm，y_Lm)组成。通常情况下探针针尖是金字塔形状的，所有采样点应分布在一条直线上，但是由于探针使用过程中存在磨损，所以采样点分布出现变形，因此本发明采用三次多项式的方式进行拟合，即公式(2)，如下：

Y＝a_L+b_LX+c_LX²+d_LX³ (2)

将左侧标准曲线是的采样点代入公式(2)中，可以得到方程组(3)，如下：

方程组(3)为超定方程组，求解超定方程组(3)，即可得到系数a_L、b_L、c_L、d_L。通常情况下，最左侧取样点的横坐标x_L1≠0，为了便于后续线宽测量中寻找边界，需要将左侧曲线平移到零位，即即AFM探针左侧关系式如下：

Y_L＝a_L+b_L(X+x_L1)+c_L(X+x_L1)²+d_L(X+x_L1)³ (4)

第三步，选定曲线右侧拟合范围，如图3所示。选定范围内，右侧标准曲线是由一系列采样点(x_R1，y_R1)，......，(x_Rn，y_Rn)组成。采用公式(2)进行拟合，将选定的右侧标准曲线的采样点带入到公式(2)中，得到方程组(5)，如下：

方程组(5)为超定方程组，求解超定方程组(3)，即可得到系数a_R、b_R、c_R、d_R。通常情况下，最右侧取样点的横坐标x_R1≠0，为了便于后续线宽测量中寻找边界，需要将右侧曲线平移到零位，即AFM探针右侧关系式如下：

Y_R＝a_R+b_R(X+x_R1)+c_R(X+x_R1)²+d_R(X+x_R1)³ (6)

以上利用标准线条求出了AFM探针左侧关系式(4)和AFM探针右侧关系式(6)，下面以标称值为500nm的线条作为待测线条，对利用本方法得到该待测线条的真实轮廓进行说明。

参见图4，其示出了本发明实施例提供的待测线条的线宽扫描曲线图；参见图5，其示出了本发明实施例提供的左侧边界匹配示意图；参见图6，其示出了本发明实施例提供的图4所示待测线条的真实轮廓。

具体的，待测线条的扫描曲线如图4所示，其为调平后的扫描曲线。采用步进匹配法寻找待测线条的实际边界的过程如下：

首先，寻找左边界。以图4所示的线宽扫描曲线图最左端采样点为起点，采样宽度与AFM探针曲线左侧拟合范围一致，将采样点的横坐标输入到公式(4)中，得到AFM探针在该采样位置的纵坐标数值，如图5所示位置1。按照公式(7)计算采样位置1上AFM探针曲线纵坐标与线宽轮廓曲线纵坐标的差值，并求各差值的平方和，公式(7)如下：

按照AFM的横向分辨力为步进，分别计算位置2、位置3，直至最后位置k的纵坐标差值的平方和，其中平方和最小值所对应的位置即为线宽测量轮廓曲线的左边界，如图5所示的位置i。

其次，寻找右边界。采用与寻找左边界相同的方法，以图4所示的线宽扫描曲线图最左端采样点为起点，采样宽度与AFM探针曲线右侧拟合范围一致，将采样点的横坐标输入到公式(6)中，得到AFM探针在该采样位置的纵坐标数值，如图6中所示位置l。按照公式(8)计算采样位置l上AFM探针纵坐标与线宽轮廓曲线纵坐标的差值，并求各差值的平方和，公式(8)如下：

按照上述操作可以确定待测线条轮廓曲线的边界，也即可以确定待测线条的左侧AFM探针曲线和待测线条的右侧AFM探针曲线。

最后，利用公式(1)得到P_r＝P_m-S_t，结合上述内容，利用该公式计算待测线条的左侧真实轮廓和右侧真实轮廓，进而得到待测线条的真实轮廓。

如图7所示，采用本方法的AFM测量得到的标称值为500nm的线宽量值为492.2nm。而未采用本方法，直接利用AFM测量相同的线条，测量结果为488.9nm，证明本方法可以提高AFM探针测量的准确性和可靠性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图8示出了本发明实施例提供的AFM探针测量装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图8所示，AFM探针测量装置20可以包括：

扫描模块201，用于利用AFM探针扫描待测线条，得到待测线条的待测曲线；

划分模块202，用于以待测曲线的顶点为中心，确定待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；

第一步进模块203，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和左侧待测曲线的坐标集确定待测线条的左侧AFM探针曲线；

第二步进模块204，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和右侧待测曲线的坐标集确定待测线条的右侧AFM探针曲线；

计算模块205，用于根据左侧待测曲线、右侧待测曲线、左侧AFM探针曲线和右侧AFM探针曲线，得到待测线条的真实轮廓。

在本发明的一些实施例中，第一步进模块203可以包括：

第一步进单元，用于以AFM的横向分辨率为步进值，将预先确定的AFM探针左侧关系式中的横坐标进行步进；

第一计算单元，用于针对每一次步进，将左侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针左侧关系式，得到对应的左侧步进坐标集；计算左侧步进坐标集中的纵坐标和对应左侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的左侧平方和；

左侧曲线确定单元，用于根据所有步进的左侧平方和确定待测线条的左侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，左侧曲线确定单元，还用于确定所有步进的左侧平方和中最小值；将左侧待测曲线的坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针左侧关系式，得到待测线条的左侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，第二步进模块204可以包括：

第二步进单元，用于以AFM的横向分辨率为步进值，将预先确定的AFM探针右侧关系式中的横坐标进行步进；

第二计算单元，用于针对每一次步进，将右侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针右侧关系式，得到对应的右侧步进坐标集；计算右侧步进坐标集中的纵坐标和对应右侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的右侧平方和；

右侧曲线确定单元，用于根据所有步进的右侧平方和确定待测线条的右侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，右侧曲线确定单元，还用于确定所有步进的右侧平方和中最小值；将右侧待测坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针右侧关系式，得到待测线条的右侧AFM探针曲线。

在本发明的一些实施例中，计算模块205，可以包括：

第三计算单元，用于将左侧待测曲线减去左侧AFM探针曲线，得到待测曲线的左侧真实轮廓；

第四计算单元，用于将右侧待测曲线减去右侧AFM探针曲线，得到待测曲线的右侧真实轮廓；

第五计算单元，用于根据左侧真实轮廓和右侧真实轮廓得到待测线条的真实轮廓。

在本发明的一些实施例中，该装置20还可以包括：

构建模块，用于确定AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式；

构建模块具体用于：

利用AFM探针扫描标准线条，确定标准线条的标准曲线；

图9是本发明实施例提供的控制设备的示意图。如图9所示，该实施例的控制设备30包括：处理器300、存储器301以及存储在存储器301中并可在处理器300上运行的计算机程序302。处理器300执行计算机程序302时实现上述各个AFM探针测量方法实施例中的步骤，例如图2所示的S101至S105。或者，处理器300执行计算机程序302时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8所示模块/单元201至205的功能。

示例性的，计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器301中，并由处理器300执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序302在控制设备30中的执行过程。例如，计算机程序302可以被分割成图8所示的模块/单元201至205。

控制设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。控制设备30可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是控制设备30的示例，并不构成对控制设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器301可以是控制设备30的内部存储单元，例如控制设备30的硬盘或内存。存储器301也可以是控制设备30的外部存储设备，例如控制设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器301还可以既包括控制设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器301用于存储计算机程序以及控制设备所需的其他程序和数据。存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例还提供一种扫描系统，该扫描系统包括如上的控制设备30和AFM；其中，AFM受控于控制设备30。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/控制设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/控制设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个AFM探针测量方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种AFM探针测量方法，其特征在于，包括：

利用AFM探针扫描待测线条，得到所述待测线条的待测曲线；

以所述待测曲线的顶点为中心，确定所述待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；

以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和所述左侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的左侧AFM探针曲线；

以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和所述右侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的右侧AFM探针曲线；

根据所述左侧待测曲线、所述右侧待测曲线、所述左侧AFM探针曲线和所述右侧AFM探针曲线，得到所述待测线条的真实轮廓。

2.根据权利要求1所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和所述左侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的左侧AFM探针曲线，包括：

以AFM的横向分辨率为步进值，将所述预先确定的AFM探针左侧关系式中的横坐标进行步进；

针对每一次步进，将所述左侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针左侧关系式，得到对应的左侧步进坐标集；计算左侧步进坐标集中的纵坐标和对应左侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的左侧平方和；

根据所有步进的左侧平方和确定所述待测线条的左侧AFM探针曲线。

3.根据权利要求2所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述根据所有步进的左侧平方和确定所述待测线条的左侧AFM探针曲线，包括：

确定所有步进的左侧平方和中最小值；

将所述左侧待测曲线的坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针左侧关系式，得到所述待测线条的左侧AFM探针曲线。

4.根据权利要求1所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和所述右侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的右侧AFM探针曲线，包括：

以AFM的横向分辨率为步进值，将所述预先确定的AFM探针右侧关系式中的横坐标进行步进；

针对每一次步进，将所述右侧待测曲线的坐标集中的所有横坐标输入步进后的AFM探针右侧关系式，得到对应的右侧步进坐标集；计算右侧步进坐标集中的纵坐标和对应右侧待测坐标集中的纵坐标的差值平方和，并将该差值平方和作为该次步进的右侧平方和；

根据所有步进的右侧平方和确定所述待测线条的右侧AFM探针曲线。

5.根据权利要求4所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述根据所有步进的右侧平方和确定所述待测线条的右侧AFM探针曲线，包括：

确定所有步进的右侧平方和中最小值；

将所述右侧待测坐标集中的坐标输入该最小值对应的步进后的AFM探针右侧关系式，得到所述待测线条的右侧AFM探针曲线。

6.根据权利要求1至5任一项所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述根据所述左侧待测曲线、所述右侧待测曲线、所述左侧AFM探针曲线和所述右侧AFM探针曲线，得到所述待测线条的真实轮廓，包括：

将所述左侧待测曲线减去所述左侧AFM探针曲线，得到所述待测曲线的左侧真实轮廓；

将所述右侧待测曲线减去所述右侧AFM探针曲线，得到所述待测曲线的右侧真实轮廓；

根据所述左侧真实轮廓和所述右侧真实轮廓得到所述待测线条的真实轮廓。

7.根据权利要求1所述的AFM探针测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定AFM探针左侧关系式和AFM探针右侧关系式；

利用AFM探针扫描标准线条，确定所述标准线条的标准曲线；

以所述标准曲线的顶点为中心，确定所述标准线条的左侧标准坐标集和右侧标准坐标集；

将所述左侧标准坐标集输入第一预设三次多项式进行求解，确定所述第一预设三次多项式的系数，将确定系数的所述第一预设三次多项式作为所述AFM探针左侧关系式；

将所述右侧标准坐标集输入第二预设三次多项式进行求解，确定所述第二预设三次多项式的系数，将确定系数的所述第二预设三次多项式作为所述AFM探针右侧关系式。

8.一种AFM探针测量装置，其特征在于，包括：

扫描模块，用于利用AFM探针扫描待测线条，得到所述待测线条的待测曲线；

划分模块，用于以所述待测曲线的顶点为中心，确定所述待测线条的左侧待测曲线和右侧待测曲线；

第一步进模块，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针左侧关系式和所述左侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的左侧AFM探针曲线；

第二步进模块，用于以AFM的横向分辨率为步进，根据预先确定的AFM探针右侧关系式和所述右侧待测曲线的坐标集确定所述待测线条的右侧AFM探针曲线；

计算模块，用于根据所述左侧待测曲线、所述右侧待测曲线、所述左侧AFM探针曲线和所述右侧AFM探针曲线，得到所述待测线条的真实轮廓。

9.一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述AFM探针测量方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述AFM探针测量方法的步骤。