本发明公开了一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，属于光学和电子制造精密测量领域。其以基于白光干涉的微纳跨尺度表面结构多模式测量装置为基础，结合激光干涉位移计量形成二者基准坐标统一。采用白光干涉测量模式和硅悬臂纳米探针测量模式分别测量标准器上的表征微米特征的第一台阶单元和表征纳米结构的第二台阶单元的中心坐标；结合微米特征与纳米特征实际的坐标关系获得两种测量模式下的平面校准量和垂直校准量；最后利用平面校准量实现微纳跨尺度水平坐标统一，利用垂直校准量实现微纳跨尺度垂直坐标统一。本发明有能够满足光电子、IC、MEMS、光学全息防伪等领域基于白光干涉的微纳跨尺度表面结构测量精度要求。
1.一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，包括：S1：将标准器置于微纳跨尺度表面结构的多模式测量系统的载物台，所述标准器包括晶圆和设置于所述晶圆表面的第一台阶单元和第二台阶单元；所述第一台阶单元用于表征微米特征，包括：以所述晶圆中心对称分布的多个第一台阶；所述第二台阶单元用于表征纳米特征，包括以所述晶圆中心对称分布的多个第二台阶；
S2：在白光干涉水平测量模式下，获取标准器第一台阶单元对应的白光干涉图，分析得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；在硅悬臂纳米探针测量模式下，由标准器上第二台阶单元所引起的白光干涉图将在硅悬臂纳米探针表面上呈现，通过对该干涉图样进行分析得到所述第二台阶单元的中心坐标 ；利用所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标之间的坐标偏差计算平面校准量 ；利用所述平面校准量将硅悬臂纳米探针测量模式下的纳米特征水平坐标统一到白光干涉测量坐标系；
S3：将任一所述第一台阶平移到Mirau干涉物镜的视场内，选择所述第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到所述基准点的三维坐标，切换到所述硅悬臂纳米探针测量模式下，针对平面坐标为(， )的校准点，垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探
针接触所述第一台阶表面，通过分析硅悬臂表面的测量反射光与参考光在分光板上形成的白光干涉条纹得到所述校准点的垂直坐标；将所述校准点的垂直坐标和所述基准点的垂直坐标差值作为垂直校准量，利用所述垂直校准量将硅悬臂纳米探针测量的纳米特征的垂直坐标统一到白光干涉测量坐标系。
2.如权利要求1所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S2包括：S20：将CCD视场坐标、压电纳米台坐标和激光干涉计量大范围水平平移台坐标调整为互相平行；所述多模式测量系统中激光干涉计量大范围水平平移台、压电纳米台、载物台自下而上设置，载物台用于放置标准器，硅悬臂纳米探针和白光干涉测量系统设置在标准器的上方，二者利用转台连接，且二者的视场能够观测标准器上的第一台阶单元和第二台阶单元；白光干涉测量系统利用其包含的CCD相机采集标准器对应的干涉条纹；
S21：采用白光干涉水平测量模式分析所述第一台阶单元对应的白光干涉图得到各个所述第一台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第一台阶的中心二维坐标，将多个所述第一台阶的中心二维坐标进行平均得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；
S22：采用硅悬臂纳米探针测量模式对所述第二台阶单元进行白光干涉扫描测量，得到各个所述第二台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第二台阶的中心二维坐标，将多个所述第二台阶的中心二维坐标进行平均得到所述第二台阶单元的中心坐标 ；
S23：对所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标作差获得x方向的偏移量 和y方向的偏移量 ，将所述x方向的偏移量和所述y方向的偏移量作为所述平面校准量；
S24：利用所述平面校准量补偿硅悬臂纳米探针对纳米特征测量的水平坐标，从而将其统一到白光干涉测量坐标系。
3.如权利要求2所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S21包括：将单幅视场所在激光干涉计量大范围水平平移台坐标与测点在单幅视场内像素坐标进行求和，得到白光干涉水平测量模式下各个所述第一台阶的二维坐标。
4.如权利要求3所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S21包括：当单幅视场时激光干涉计量大范围水平平移台坐标为 且特征点在视场像素位置为 时，特征点坐标为 ；
其中，当单幅视场测得所述第一台阶边长 占有像素 时，CCD像素相应被测结构物理尺寸 。
5.如权利要求2所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S22包括：将激光干涉计量大范围水平平移台坐标 与测点在压电纳米台坐标
进行求和，得到硅悬臂纳米探针测量模式下各个所述第二台阶的二维坐标。
6.如权利要求2所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S24包括：利用所述平面校准量对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的平面坐标
进行补偿得到白光干涉测量坐标系的坐标 ，其中， ，
7.如权利要求1所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述S3包括：将任一所述第一台阶平移到所述Mirau干涉物镜的视场内，选择所述第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到所述基准点的三维坐标；
切换到硅悬臂纳米探针测量模式下，将平面坐标为( ， )的点作
为校准点，针对所述校准点，垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述第一台阶表面，获取并分析硅悬臂表面的反射光与参考光在分光板上形成白光干涉条纹，得到所述校准点的垂直坐标 ；
将所述基准点的垂直坐标 和所述校准点的垂直坐标 差值作为垂直校准量；
利用所述垂直校准量 对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的垂直坐标进行补偿得到白光干涉测量坐标系的坐标 ， 。
8.如权利要求1‑7任一项所述的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其特征在于，所述第一台阶单元为多个正方形台阶以所述晶圆中心对称分布的结构，各个所述正方形台阶能够表征微米特征；
所述第二台阶单元为多个圆形台阶以所述晶圆中心对称分布的结构，各个所述圆形台阶能够表征纳米特征。
一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法
技术领域
[0001] 本发明属于光学和电子制造精密测量、微纳制造技术领域，更具体地，涉及一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法。
背景技术
[0002] 随着光刻、超精密加工、光学加工等先进制造技术的发展，跨尺度微纳米组合表面结构成为光电子、IC、MEMS、太阳能电池、激光全息防伪、平面显示等领域关键部件重要的表面特征。这些特征整体宏观尺寸逐渐增大，而局部微观特征更加精细化，产生了兼顾大范围与高分辨力的测量需求。
[0003] 以白光干涉为基础，融合白光干涉与硅悬臂纳米探针测量两种测量模式的白光干涉硅悬臂纳米探针测量显微镜，具有白光干涉、硅悬臂纳米探针两种测量模式，能够分别实现IC、MEMS等制造领域中微米、纳米和微纳米跨尺度组合表面结构的测量。
[0004] 然而，现有技术中往往因为微纳米组合表面结构跨尺度测量坐标不统一，导致测量精度低，无法满足高精度制备需求。
发明内容
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，其目的在于，采用白光干涉测量模式和硅悬臂纳米探针测量模式分别测量表征微米特征的第一台阶单元和表征纳米结构的第二台阶单元，利用测量结果计算平面校准量和垂直校准量，再利用平面校准量和垂直校准量实现微纳跨尺度坐标统一，由此解决现有技术中微纳跨尺度测量坐标不统一导致测量精度低的技术问题。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，包括：
[0007] S1：将标准器置于微纳跨尺度表面结构的多模式测量系统的载物台，所述标准器包括晶圆和设置于所述晶圆表面的第一台阶单元和第二台阶单元；所述第一台阶单元用于表征微米特征，包括：以所述晶圆中心对称分布的多个第一台阶；所述第二台阶单元用于表征纳米特征，包括以所述晶圆中心对称分布的多个第二台阶；
[0008] S2：在白光干涉水平测量模式下，获取标准器第一台阶单元对应的白光干涉图，分析得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；在硅悬臂纳米探针测量模式下，由标准器第二台阶单元所引起的白光干涉图将在硅悬臂纳米探针表面上呈现，通过对该干涉图样的分析得到所述第二台阶单元的中心坐标 ；利用所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标之间的坐标偏差计算平面校准量 ；利用所述平面校准量将硅悬臂纳米探针测量模式下的纳米特征水平坐标统一到白光干涉测量坐标系；
[0009] S3：将任一所述第一台阶平移到所述Mirau干涉物镜的视场内，选择所述第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到所述基准点的三维坐标，切换到所述硅悬臂纳米探针测量模式下，针对平面坐标为(， )的校准点，然后垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述第一台阶表面探测，通过分析硅悬臂表面的测量反射光与参考光在分光板上形成的白光干涉图像得到所述校准点的垂直坐标 ；将所述校准点的垂直坐标和所述基准点的垂直坐标差值作为垂直校准量，利用所述垂直校准量将硅悬臂纳米探针测量的纳米特征的垂直坐标统一到白光干涉测量坐标系。
[0010] 在其中一个实施例中，所述S2包括：
[0011] S20：将CCD视场坐标、压电纳米台坐标和激光干涉计量大范围水平平移台坐标调整为互相平行；
[0012] S21：采用白光干涉测量模式分析各个所述第一台阶单元对应的白光干涉图得到各个所述第一台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第一台阶的中心二维坐标，将多个所述第一台阶的中心二维坐标进行平均得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；
[0013] S22：采用硅悬臂纳米探针测量模式对各个所述第二台阶单元进行白光干涉扫描测量，得到各个所述第二台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第二台阶的中心二维坐标，将多个所述第二台阶的中心二维坐标进行平均得到所述第二台阶单元的中心坐标；
[0014] S23：对所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标作差获得x方向的偏移量 和y方向的偏移量 ，将所述x方向的偏移量和所述y方向的偏移量作为所述平面校准量；
[0015] S24：利用所述平面校准量补偿硅悬臂纳米探针对纳米特征测量的水平坐标，从而将其统一到白光干涉测量坐标系。
[0016] 在其中一个实施例中，所述S21包括：
[0017] 将单幅视场所在激光干涉计量大范围水平平移台坐标与测点在单幅视场内像素坐标进行求和，得到白光干涉水平测量模式下各个所述第一台阶的二维坐标。
[0018] 在其中一个实施例中，所述S21包括：
[0019] 当单幅视场时激光干涉计量大范围水平平移台坐标为 且特征点在视场像素位置为 时，特征点坐标为 ；
[0020] 其中，当单幅视场测得所述第一台阶边长 占有像素 时，CCD像素相应被测结构物理尺寸 。
[0021] 在其中一个实施例中，所述S22包括：
[0022] 将激光干涉计量大范围水平平移台坐标 与测点在压电纳米台坐标进行求和，得到硅悬臂纳米探针测量模式下各个所述第二台阶的二维坐标
。
[0023] 在其中一个实施例中，S24包括：
[0024] 利用所述平面校准量对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的平面坐标进行补偿得到白光干涉测量坐标系的坐标 ，其中， ，。
[0025] 在其中一个实施例中，所述S3包括：
[0026] 将任一所述第一台阶平移到所述Mirau干涉物镜的视场内，选择所述第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到所述基准点的三维坐标；
[0027] 切换到硅悬臂纳米探针测量模式下，将平面坐标为( ， )的点作为校准点，针对所述校准点，垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述第一台阶表面，获取并分析硅悬臂表面的反射光与参考光在分光板上形成白光干涉条纹，得到所述校准点的垂直坐标 ；
[0028] 将所述基准点的垂直坐标 和所述校准点的垂直坐标 差值作为垂直校准量；
[0029] 利用所述垂直校准量 对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的垂直坐标 进行补偿，得到白光干涉测量坐标系的坐标 ， 。
[0030] 在其中一个实施例中，所述第一台阶单元为多个正方形台阶以所述晶圆中心对称分布的结构，各个所述正方形台阶能够表征微米特征；
[0031] 所述第二台阶单元为多个圆形台阶以所述晶圆中心对称分布的结构，各个所述圆形台阶能够表征纳米特征。
[0032] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0033] 本发明提供了一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，采用白光干涉测量模式和硅悬臂纳米探针测量模式分别测量表征微米特征的第一台阶单元和表征纳米结构的第二台阶单元获得二者的中心坐标，测量结果结合微米特征与纳米特征实际的坐标关系，利用两种测量模式在平面方向与垂直方向的坐标偏差计算平面校准量和垂直校准量，最后利用平面校准量和垂直校准量实现微纳跨尺度坐标统一。本发明能够提高微纳米组合表面结构的测量精度，以使包含微纳米组合表面结构的IC和MEMS等满足高精度制备需求。
附图说明
[0034] 图1是本发明一实施例提供的白光干涉‑硅悬臂纳米探针测量多模式跨尺度测量的应用环境示意图。
[0035] 图2是本发明一实施例提供的微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法的流程图。
[0036] 图3是本发明一实施例提供的跨尺度微纳组合表面标准器的结构示意图。
具体实施方式
[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038] 如图1所示，跨尺度微纳表面结构测量系统包括：白光干涉测量系统6、高分辨位移计量系统2、纳米级垂直测量微位移平台5、硅悬臂纳米探针8、载物台10、激光干涉计量大范围水平位移平台11、压电纳米台12、转台13、角锥棱镜16、测控系统1、标准器9。其中，白光干涉测量系统6包括：白光光源15、反射镜一4、Mirau干涉物镜7、反射镜二14、CCD相机3，其原理是：白光光源15发出的光经由反射镜二14反射后，经白光干涉测量系统6后进入到Mirau物镜7中；进入Mirau物镜7内的光被分为两束，一束光作为测量光通过Mirau物镜7。在白光干涉测量微米特征时，入射到被测表面并反射回白光干涉测量系统6；在硅悬臂纳米探针8测量纳米特征时，入射到硅悬臂纳米探针8硅悬臂的表面并反射回白光干涉测量系统6；另一束光作为参考光入射到Mirau干涉物镜7内部的参考反射镜并沿原路返回到白光干涉测量系统6；两束反射光汇聚形成干涉条纹信号，经反射镜一4反射后，被CCD相机3所接收。
[0039] 跨尺度微纳表面结构测量系统以白光干涉原理为基础，通过模式转换实现白光干涉微米尺度表面结构测量和白光干涉结合硅悬臂纳米探针8的纳米尺度表面结构测量；当实施跨尺度微纳表面结构测量时，将跨尺度微纳表面结构置于载物台上，在白光干涉测量系统6、纳米级垂直测量微位移平台5、高分辨位移计量系统2及激光干涉计量大范围水平位移平台11所构成的测量坐标系下完成被测表面的微米尺度表面结构测量；进一步，通过转台转动硅悬臂纳米探针8切入白光干涉测量系统6，硅悬臂表面反射回来的光与Mirau干涉物镜7的参考光在Mirau干涉物镜7的分光板上会聚而产生白光干涉条纹，由白光干涉条纹的分析进行探针感测时表面垂直高度的变化，从而实现由白光干涉测量系统6、硅悬臂纳米探针8、压电纳米台12、高分辨位移计量系统2所构成的测量坐标系完成被测表面的纳米尺度表面结构测量。
[0040] 纳米级垂直测量微位移平台5用于白光干涉微米尺度表面结构测量模式的垂直测量，以及白光干涉结合硅悬臂纳米探针8实现纳米尺度表面结构测量的探针标定。
[0041] 高分辨位移计量系统2用于计量白光干涉微米尺度表面结构测量模式下Mirau干涉物镜7的垂直测量位移。
[0042] 标准器9用于结合高分辨位移计量系统2，白光干涉系统6、硅悬臂纳米探针8、激光干涉计量大范围水平位移平台11和压电纳米台12实现微纳跨尺度表面结构测量装置两种测量模式下的垂直坐标和水平坐标的统一，帮助实现微纳表面结构的跨尺度测量。
[0043] 高分辨位移计量系统2的角锥棱镜安装在白光干涉测量系统6上端；
[0044] 测控系统1控制驱动纳米级垂直测量微位移平台5、压电纳米台12及激光干涉计量大范围水平位移平台11，接收CCD相机3获取的标准器9与硅悬臂纳米探针8表面的白光干涉图像，并处理获得标准器9在白光干涉与硅悬臂纳米探针8测量模式下的测量结果。
[0045] 针对微米尺度利用白光干涉测量时，由激光干涉计量大范围水平平移台11移动被测区域至显微镜视场中，纳米级垂直测量微位移平台5驱动白光干涉测量系统6垂直测量，同步获得系列白光干涉图及由高分辨位移计量系统2得到的垂直位置，进一步采取分析算法，得到视场区域的表面微结构特征测量结果。
[0046] 针对纳米尺度利用硅悬臂纳米探针8测量时，由激光干涉计量大范围水平平移台拖动标准器的被测区域至硅悬臂纳米探针8下，纳米级垂直测量微位移平台5驱动硅悬臂纳米探针8接触被测区域至硅悬臂纳米探针8测量范围，由压电纳米台驱动被测区域横向测量，同步获得每一对应测量点的白光干涉图并分析，得到对于测量区域的硅悬臂纳米探针8测量纳米结构特征测量结果。
[0047] 如图2所示，本发明提供一种微纳跨尺度表面结构的多模式测量坐标统一方法，包括：
[0048] S1：将标准器置于显微镜的载物台，标准器包括晶圆和设置于晶圆表面的第一台阶单元和第二台阶单元；第一台阶单元用于表征微米特征，包括：以晶圆中心对称分布的多个第一台阶；第二台阶单元用于表征纳米特征，包括以晶圆中心对称分布的多个第二台阶。
[0049] 其中，标准器以硅晶圆为基础，通过镀膜与蚀刻在表面形成跨尺度微纳组合，具有高精度位置关系和轮廓系列基准特征。该跨尺度微纳组合为：第一台阶单元和第二台阶单元；举例来说，第一台阶单元可以是四个正方形台阶A1、A2、A3、A4边长0.3mm，高度10μm，均匀对称分布于20mm×20mm范围，中心距16mm。第二台阶单元可以是四个圆台阶a1、a2、a3、a4直径5μm，高度1μm，2×2中心间距10μm。四个正方形台阶和四个圆台阶以标准器的基础中心对称分布。
[0050] 具体的，将标准器置于测量系统的载物台上，采用白光干涉测量模式和硅悬臂纳米探针测量模式分别对四个正方形台阶与中心区域圆台阶进行测量，求取各台阶中心的坐标，进一步结合标准器标称的各台阶中心的位置坐标，经过数据处理，得出两种测量模式的坐标偏差，实现坐标统一。
[0051] S2：在白光干涉水平测量模式下，获取标准器第一台阶单元对应的白光干涉图，分析得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；在硅悬臂纳米探针测量模式下，由标准器第二台阶单元所引起的白光干涉图将在硅悬臂纳米探针表面上呈现，通过对该干涉图样的分析得到所述第二台阶单元的中心坐标 ；利用所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标之间的坐标偏差计算平面校准量 ；利用所述平面校准量将硅悬臂纳米探针测量模式下的纳米特征水平坐标统一到白光干涉测量坐标系；
[0052] S3：将任一所述第一台阶平移到所述Mirau干涉物镜的视场内，选择所述第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到所述基准点的三维坐标，切换到所述硅悬臂纳米探针测量模式下，针对平面坐标为( ，)的校准点，然后垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述台阶表面探测得到校准点的垂直坐标 ；将所述校准点的垂直坐标和所述基准点的垂直坐标差值作为垂直校准量，利用所述垂直校准量将硅悬臂纳米探针测量的纳米特征的垂直坐标统一到白光干涉测量坐标系。
[0053] 在其中一个实施例中，S2包括：
[0054] S20：将CCD视场坐标、压电纳米台坐标和激光干涉计量大范围水平平移台坐标调整为互相平行；
[0055] S21：采用白光干涉测量模式分析各个所述第一台阶单元对应的白光干涉图得到各个所述第一台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第一台阶的二维中心坐标，将多个所述第一台阶的二维中心坐标进行平均得到所述第一台阶单元的中心坐标 ；
[0056] S22：采用硅悬臂纳米探针测量模式对各个所述第二台阶单元进行白光干涉扫描测量，得到各个所述第二台阶的三维轮廓，进一步分析得到各个所述第二台阶的二维中心坐标，将多个所述第二台阶的二维中心坐标进行平均得到所述第二台阶单元的中心坐标；
[0057] S23：对所述第一台阶单元的中心坐标和所述第二台阶单元的中心坐标作差获得x方向的偏移量 和y方向的偏移量 ，将所述x方向的偏移量和所述y方向的偏移量作为所述平面校准量；
[0058] S24：利用所述平面校准量补偿硅悬臂纳米探针对纳米特征测量的水平坐标，从而将其统一到白光干涉测量坐标系。
[0059] 在其中一个实施例中，S21包括：
[0060] 将单幅视场所在激光干涉计量大范围水平平移台坐标与测点在单幅视场内像素坐标进行求和，得到白光干涉水平测量模式下各个所述第一台阶的二维坐标。
[0061] 在其中一个实施例中，S21包括：
[0062] 当单幅视场时激光干涉计量大范围水平平移台坐标为 且特征点在视场像素位置为 时，特征点坐标为 ；
[0063] 其中，当单幅视场测得所述第一台阶边长 占有像素 时，CCD像素相应被测结构物理尺寸 。
[0064] 在其中一个实施例中，S22包括：
[0065] 将激光干涉计量大范围水平平移台坐标 与测点在压电纳米台坐标进行求和，得到硅悬臂纳米探针测量模式下各个所述第二台阶的二维坐标
。
[0066] 在其中一个实施例中，S24包括：
[0067] 利用所述平面校准量对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的平面坐标进行补偿得到白光干涉测量坐标系的坐标 ，其中， ，。
[0068] 具体的，以第一台阶单元为四个正方形台阶为例、第二台阶单元为四个圆形台阶为例进行描述，由分别得到的台阶特征各特征点坐标进行数据处理，得到由白光干涉测得的四个正方台阶中心 、 、 、 与硅悬臂纳米探针测量得到的四个圆台阶中心 、 、 、 。那么由
白光干涉测量获得的四个正方台阶围绕的中心坐标为：
[0069] ；
[0070] 硅悬臂纳米探针测量获得的四个圆台阶围绕的中心坐标为:
[0071] 。
[0072] 在其中一个实施例中，S3包括：
[0073] 将任一第一台阶平移到显微镜的视场内，选择第一台阶上一个点作为基准点，启动白光干涉垂直测量模式测量得到基准点的三维坐标 ；
[0074] 切换到硅悬臂纳米探针测量模式下，将平面坐标为( ， )的点作为校准点，针对所述校准点，垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述台阶表面，获取并分析硅悬臂表面的反射光与参考光在分光板上形成白光干涉条纹，得到所述校准点的垂直坐标 ；
[0075] 将基准点的垂直坐标 和校准点的垂直坐标 差值作为垂直校准量；
[0076] 利用垂直校准量 对硅悬臂纳米探针对纳米特征测量得到的垂直坐标进行补偿得到白光干涉测量坐标系的坐标 ， 。
[0077] 具体的，将某一正方形台阶平移到Mirau干涉物镜视场，启动白光干涉垂直测量功能，得到对于正方形台阶上表面的测量。取某一中间点，得到其三维坐标为。切换到硅悬臂纳米探针测量模式。水平移动工作台至( ，)，垂直移动纳米级垂直测量微位移平台使硅悬臂纳米探针接触所述台阶表面，获取并分析硅悬臂表面的反射光与参考光在分光板上形成白光干涉条纹，得到所述校准点的垂直坐标 ；由此得到硅悬臂纳米探针对于纳米特征测量的垂直坐标统一到白光干涉测量坐标系的坐标为：
[0078] 。
[0079] 在其中一个实施例中，第一台阶单元为多个正方形台阶以晶圆中心对称分布的结构，各个正方形台阶能够表征微米特征；第二台阶单元为多个圆形台阶以晶圆中心对称分布的结构，各个圆形台阶能够表征纳米特征。
[0080] 需要说明的是，第一台阶单元和第二台阶单元都须是以晶圆中心圆对称分布，因而必是双数个；第二台阶特征尺寸为几个微米，间距几十微米，适合纳米横向分辨率的硅悬臂纳米探针测量，所以标识为纳米特征；第一台阶特征尺寸几百微米，间距几十毫米，适合微米横向分辨率的白光干涉测量。如图3所示，第一台阶单元和第二台阶单元可以是等腰三角形、等腰五边形、等腰六边形等规则的形状；其个数可以是两个、四个、六个、八个等以晶圆中心对称分布即可。
[0081] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
