電子微束分析中粗糙樣品表面形貌的蒙特卡洛方法模擬研的模擬-研究

1、第1章緒論第1章緒論1.1電子微束分析簡介[1]1.1.1掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理電子顯微鏡技術(shù)是一門現(xiàn)代化的顯微科學(xué)是現(xiàn)代顯微技術(shù)的一個重要分支。掃描電子顯微鏡（ScanningElectronMicroscope，SEM）有著很多的優(yōu)點：空間分辨率高、放大倍數(shù)高、焦深長、可對形貌變化范圍較大的區(qū)域同時成焦、可適用于各種樣品的形貌以及組分的研究等優(yōu)勢。由于掃描電子顯微鏡具備上述優(yōu)點，使得SEM成為現(xiàn)代科學(xué)中最為通用、最為廣泛的材

2、料表征工具之一。在掃描電子顯微鏡成像原理的過程中，電子束聚焦到試樣上，激發(fā)出背散射電子和二次電子。探測器接收到背散射電子、二次電子等信號后，將所有的信息送至顯像管中，SEM鏡筒中的電子束和入射到顯像管熒光屏上的電子束在掃描線圈同步作用下，使試樣上面不同部位的信號顯示在熒光屏上，在熒光屏上得到樣品的掃描電子顯微圖像。透射電子顯微鏡（TEM）各個像素上的信號在同一個時間內(nèi)一起采集，和SEM的成像原理不同，但和光學(xué)顯微鏡的成像原理類似。通過改

3、變透鏡焦距，可以分別得到透射電子衍射圖樣和樣品微區(qū)的圖像。圖1.1是掃描電子顯微鏡的主體結(jié)構(gòu)，掃描電子顯微鏡由電子槍控制極，即柵極、陽極、聚光鏡、物鏡、探測器、放大器、顯像管等部分構(gòu)成。電子束一般經(jīng)兩個聚光鏡和和一個磁透鏡物鏡聚焦到樣品上，激發(fā)出二次電子（SE）、背散射電子（BSE）和X射線光子。三種信號被二次電子（SE）探測器、背散射電子（BSE）探測器（環(huán)形）和X光探測器接收。這些信號經(jīng)過放大器的放大作用，送至顯像管，調(diào)整熒光屏的亮

4、度，從而精確地的呈現(xiàn)樣品的形貌。1第1章緒論信號復(fù)邊界以抵消誤差），而對于無周期性的絕對線寬測量仍然是急待學(xué)術(shù)上解決的問高的準(zhǔn)確性（可以測量周算法等理效應(yīng)：即使對于絕對理想的光滑臺階邊沿，二次電子信號的線掃描圖也會呈一個有相當(dāng)展寬的包絡(luò)線型，這即是二次電子信號發(fā)射的邊沿效應(yīng)種常用公發(fā)射的本這時人們很難從圖像中確定線邊沿位置，而應(yīng)用中所需的測量精度要求在期性重式都已變得不再適用，其根本原因歸結(jié)于SEM中二次電子題。由于二次電子信號產(chǎn)生涉及

5、電子束與固體的相互作用基本物理過程，因此解決這個問題必須要從理論上標(biāo)準(zhǔn)樣品和AFM等其它手段進行了對比研究[72823]，而理論上則以及發(fā)射過程的，這進行全面研究。該問題的復(fù)雜性在于：實際的掃描電鏡成像中Carlo計算模型有相當(dāng)?shù)木窒轘EM圖像進而對線寬測量的影響，人們已付諸了大量用蒙特卡洛本物理定方法。然而，由于國際上其它小組的理論研究中采用的MonteCDSEM中半導(dǎo)體線寬的確定問題（以及更一般的SEM中納米結(jié)構(gòu)測量問題）是當(dāng)前有關(guān)

6、，如納米結(jié)構(gòu)樣品（MonteCarlo）方法對SEM進行了初步模擬研究[3角情況，可以得到很好的擬合。同樣，對于100nm小尺寸及小邊墻角情擬合得到42434]，試圖找出一度的因基幾何參數(shù)、表面帶電性質(zhì)、可控電子束參數(shù)種精確的線寬確納米測量技術(shù)中的國際前沿研究熱點。迄今為止，型構(gòu)型與SEM線掃描曲線用于大尺度及大邊墻角的情況；特殊點間的簡單對應(yīng)關(guān)系的方法。這種方法非常簡單易行并適小邊墻角的情況引入較大誤差。Frase等人[2830]給出

7、了一種指數(shù)分布運算。此Gelikov等人[25]同樣特殊點間的簡單對應(yīng)關(guān)系的方法。這種方法非常簡單易行并適小邊墻角的情況引入較大誤差。Frase等人[2830]給出了一種指數(shù)分布運算。此Gelikov等人[25]同樣但由于特殊點很難辨別，將對小尺度尤其人們給出了幾種新的算性，目前還未有能得到普遍接受的結(jié)果。由此可見，影種建立模是的用一種脫機的MC數(shù)據(jù)庫去擬合測量的線掃描線型。用于差來（edgeeffect），展寬）[3]。然而，隨著體系

8、線寬尺度逐漸降到幾十nm范圍素非常多。其中一墻角探測范圍并且在尺度有關(guān)，如探測器幾何配置和樣品外電場分布等。為了了Monte即利用信號的一階微分劃分SEM線掃描曲線為邊墻角及拖尾兩部分法用于不同范圍的線寬的測定。Novikov等人[21]提出了一種多參數(shù)仍不適用。Tanaka等人[3537]基于實驗和MonteCarlo模擬結(jié)果發(fā)展了是，這將會TopDown原則上方法經(jīng)過與MonteCarlo模擬結(jié)果對比測試，對于大于100nm大邊墻征