Trójwymiarowa rekonstrukcja powierzchni w SEM z zastosowaniem półprzewodnikowego detektora elektronów wstecznie rozproszonych

摘要

Przedstawiono system przeznaczony do trójwymiarowej (3D) rekonstrukcji powierzchni w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM), złożony z kwadrupolowego detektora półprzewodnikowego elektronów wstecznie rozproszonych, czterokanałowego sytemu cyfrowej akwizycji sygnałów I systemu przetwarzania opartego na komputerze klasy PC. Autorzy zastosowali tu metodę wykorzystującą specyficzny rozkład kątowy elektronów wstecznie rozproszonych na powierzchni próbki. Algorytmy przetwarzania sygnałów związane z procesem rekonstrukcji powierzchni zostały uzupełnione o procedury kompensacji błędów metody. Dzięki temu, po wstępnej kalibracji, system pozwala odtworzyć topografię powierzchni z dokładnością lepszą niż 10%, jeśli nachylenia nie przekraczają 60°. Pozwala także na odtworzenie kształtu bardzo gładkich powierzchni I może działać bardzo szybko, niemal w „czasie rzeczywistym", dostarczając informacji o kształcie powierzchni obiektów niezależnie od ich składu materiałowego.%A 3D surface reconstruction system for SEM consisting of a quadruple semiconductor detector of backscattered electrons, a four-channel frame-grabber and PC-based processing unit, is presented. The authors explored a method that takes advantage of the angular distribution of backscattered electrons to obtain quantitative topography contrast and visualise the surface shape. Software processing algorithms were developed to carry out the reconstruction process and compensate several types of errors, inherent in the method. After pre-calibration, the system allows to obtain surface topography with accuracy better than 10% when maximum slope angles are below 60°. It is also capable to reconstruct the shapes of very smooth surfaces and can operate very quickly, almost in real-time, providing reliable, composition-independent reconstructions for a broad class of materials.