 |
|
Відновлення поверхні по її СЗМ зображенню
Одним з недоліків, властивим всім методам СЗМ, є кінцевий розмір робочої частини використовуваних зондів. Це приводить до погіршення просторового дозволу мікроскопів і значних перекручувань у СЗМ зображеннях при скануванні поверхонь із нерівностями рельєфу, порівнянними з характерними розмірами робочої частини зонда. Фактично одержуване в СЗМ зображення є "згорткою" зонда і досліджуваної поверхні. Процес "згортки" форми зонда з рельєфом поверхні проілюстрований в одномірному випадку на рис. 2.14.
Частково дану проблему дозволяють вирішити методи відновлення СЗМ зображень, засновані на комп'ютерній обробці СЗМ даних з урахуванням конкретної форми зондів. Найбільш ефективним методом відновлення поверхні є метод чисельної деконволюції, що використовує форму зонда, одержувану експериментально при скануванні тестових структур.
Рисунок 2.14 – Схема процесу одержання зображення в СЗМ (а) і процесу часткового відновлення рельєфу з урахуванням кінцевих розмірів і форми зонда (б)
Слід зазначити, що повне відновлення поверхні зразка можливе лише при дотриманні двох умов: зонд у процесі сканування торкнувся всіх крапок поверхні, і в кожний момент зонд торкався тільки однієї крапки поверхні. Якщо ж зонд у процесі сканування не може досягти деяких ділянок поверхні (наприклад, якщо зразок має нависаючі ділянки рельєфу), то відбувається лише часткове відновлення рельєфу.
Для калібрування і визначення форми робочої частини зондів використовуються спеціальні тестові структури з відомими параметрами рельєфу поверхні. Види найпоширеніших тестових структур і їхні характерні зображення, отримані за допомогою атомно-силового мікроскопа представлені на рис. 2.15 і 2.16.
Рисунок 2.15 – Прямокутна калібрована решітка і її АСМ зображення
Калібрована решітка у вигляді гострих шипів дозволяє прописувати кінчик зонда, у той час як прямокутна решітка допомагає відновити форму бічної поверхні. Комбінуючи результати сканування даних решіток, можна повністю відновлювати форму робочої частини зондів.
Рисунок 2.16 – Калібрована решітка у вигляді гострих шипів і її АСМ зображення за допомогою зонда пірамідальної форми