В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям разви-

В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» ОАО «НИЦПВ»
выполняет проект по теме «Разработка количественных методов трехмерной реконструкции нанорельефа и рентгеноспектрального микроанализа наноматериалов и нанообъектов,
включая метрологическое обеспечение».
В ходе выполнения проекта решаются следующие задачи:
- разработка метода количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа в растровой электронной микроскопии с нижней границей диапазона измерений по вертикальной (относительно плоскости образца) оси не более 8 нм;
- разработка, создание и подготовка к передаче в производство эталонных образцов
для калибровки растровых электронных микроскопов для количественной трехмерной реконструкции параметров нанорельефа;
- изучение источников систематических погрешностей при количественной трехмерной реконструкции параметров нанорельефа в растровой электронной микроскопии и
разработка научно обоснованной методики калибровки микроскопов;
- разработка способов рентгеноспектрального микроанализа негладких поверхностей, учитывающих на количественном уровне влияние нанорельефа;
- разработка эталонного образца для оценивания величин погрешностей определения
элементного состава в рентгеноспектральном микроанализе, обусловленных нанорельефом поверхности.
Целями, которые должны быть достигнуты по окончании проекта, являются получение значимых научных результатов в области трехмерной количественной реконструкции
поверхности нанообъектов и наноструктур c использованием растрового электронного
микроскопа.
Проект выполняется совместно с закрытым акционерным обществом «Нанотехнология МДТ» (индустриальным партнером).
В период выполнения 1 этапа проекта с 30 июня по 31 декабря 2014 года получены
следующие основные результаты:
1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной,
методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в
рамках ПНИ в части трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа
поверхности.
2. Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96.
3. Выбраны направление исследований и способы решения поставленных в ТЗ задач
в части трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности.
4. Выбраны направление исследований и способы решения поставленных в ТЗ задач
в части оценивания систематических погрешностей рентгеноспектрального микроанализа,
обусловленных наличием нанорельефа на поверхности эталонного образца.
5. Проведены исследование, обоснование и выбор геометрии макетов эталонных образцов 1-го типа: для калибровки растрового электронного микроскопа, работающего в
режиме выполнения количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности с учетом требований разрабатываемого метода и современных технологических возможностей.
6. Проведены исследование, обоснование и выбор геометрии и химический состав
макетов эталонных образцов 2-го типа: для оценивания систематических погрешностей
рентгеноспектрального микроанализа, обусловленных наличием нанорельефа на поверхности образца.
7. Разработаны методики (3 шт.) определения действительных значений геометрических параметров макетов эталонных образцов 1-го и 2-го типов с использованием сканирующей зондовой микроскопии.
8. Выбраны технологические приемы для изготовления макетов эталонных образцов
1-го типа (2 вида).
9. Изготовлены макеты эталонных образцов 1-го типа (2 вида) и 2-го типа.
10. Определены значения геометрических характеристик макетов эталонных образцов 1-го и 2-го типов с использованием разработанных методик.
2
В период выполнения 2 этапа проекта с 1 января по 30 июня 2015 года получены
следующие основные результаты:
1. Проведены теоретические исследования влияния погрешностей непосредственно
измеряемых в растровой электронной микроскопии величин на результаты трехмерной
реконструкции геометрических параметров нанорельефа.
2. Разработаны и обоснованы геометрия и состав экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типов с учетом требований разрабатываемого метода и современных
технологических возможностей.
3. Разработаны методики измерений геометрических параметров и химического состава экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типа с использованием:
- поверенного атомно-силового микроскопа;
- поверенного растрового электронного микроскопа;
- поверенного энергодисперсионного рентгеновского спектрометра в составе растрового электронного микроскопа.
4. Разработаны лабораторные технологические инструкции изготовления экспериментальных эталонных образцов 1-го типа (2 вида) и 2-го типа.
5. Разработана ЭКД (три вида) для экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2го типов.
6. Изготовлены экспериментальные эталонные образцы 1-го и 2-го типа.
7. Экспериментально определены значения геометрических параметров и химического состава экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типов.
8. Проведены дополнительные исследования по использованию технологии травления сфокусированным ионным пучком для изготовления эталонных образцов 2-го типа.
9. Проведены дополнительные исследования влияния нанорельефа на поверхности
чистых металлов на величину аналитического сигнала в электроннозондовом микроанализе с использованием экспериментальных эталонных образцов 2-го типа.
В период выполнения 3 этапа проекта с 1 июля по 31 декабря 2015 года получены
следующие основные результаты:
1. Разработана методика калибровки растрового электронного микроскопа, работающего в режиме выполнения количественной трехмерной реконструкции геометрических параметров нанорельефа поверхности.
2. Разработана методика количественной трехмерной реконструкции геометрических
параметров нанорельефа с использованием методов фотограмметрии двух или более изображений в растровом электронном микроскопе.
3. Разработана методика оценивания систематических погрешностей рентгеноспектрального микроанализа, обусловленных наличием нанорельефа на поверхности образца.
4. Определены параметры экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типов
по методикам измерений геометрических параметров и химического состава, разработанным на 2 этапе.
5. Проведены исследовательские испытания экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типов.
6. Проведена корректировка лабораторных технологических инструкций и эскизной
конструкторской документации на изготовление экспериментальных эталонных образцов
1-го и 2-го типов.
7. Проведены дополнительные экспериментальные исследования погрешностей
трехмерной реконструкции параметров нанорельефа с использованием методов фотограмметрии изображений в растровом электронном микроскопе в режиме обратнорассеянных электронов экспериментальных эталонных образцов 1-го и 2-го типов.
8. Проведены дополнительные исследования источников систематических погрешностей при определении геометрических параметров экспериментальных эталонных образцов методами сканирующей зондовой микроскопии.