一种新的表面形貌检测方法

　　共焦激光扫描显微镜(CISM)是近年来发展起来的一种新型显微镜，CLSM以其具有独特的纵向分辨能力和高的平面分辨率，成为半导体工业、材料科学、生命科学和医学研究的重要工具，为开拓新学科和促进各个学科领域向更高层次发展起到了非常重要的作用。我们知道，现在最常用的检测表面形貌的方法是采用轮廓仪法;该方法使用一针状触头在表面上划过，然后通过信号放大和处理，便可获得样品的表面形貌图或表面形貌参数(2D)。也可用扫描电子显微镜(SEM)观测样品的表面状况(2D)，但这需要在真空中进行，对非金属样品在观测前还要进行喷金处理，而CLSM对金属和非金属样品都能提供无损伤检测及3D测量，并具有高衬度和相当高的分辨率，这是表面轮廓仪和SEM不能做到的。然而CLSM的巨大吸引力在于它允许人们在自然环境中观测和检验样品，具有SEM所没有的优越性。因此现在人们把CISM看作是在常规显微镜和电子显微镜之间架起的桥梁，在许多科研工作中，CISM已成为一个极其有用的工具。

　　1 OLS1100型共焦激光扫描显微镜的工作原理及主要性能

　　O玲noo型共焦激光扫描显微镜主要由扫描电镜、隔震台、计算机等3部分组成。它以He一Ne激光器(输出410一650nln激光)为光源，采用共扼焦点(共焦)技术(其原理图如图1)，使光源、被照物体和探测器处在彼此对应的共扼位置。光源经物镜在样品表面聚焦成衍射限制的斑点，其反射光再次通过物镜在针孔滤波器的共焦针孔平面成像，由靠近像面位置的探测器接收光信号。针孔的位置可以随着聚焦的位置改变而改变，而且物体照明光仅仅是扫描中常小的一个聚焦光点，亮度信噪比高，在像面上，只允许通过焦点的光通过，来自物体其他部位的杂散光因在共焦针孔处不能聚焦而被滤除，探测器只能接收通过针孔的光。因此，在图像中相对于被阻挡感光的部分变黑，从而实现分层扫描，最后获得一个高分辨率和高衬度的图像。Onoo型共焦激光扫描显微镜在)卜y方向上采用反射镜进行扫描，再经物镜照明样品。来自样品的反射光返回扫描光学系统，经过针孔滤波器进人探测器。光探测器的输出信号用计算机采集和进行数据处理，在屏幕上构成一幅样品图像，然后在Z方向再以设定值移动一个步长(最小步长为0.01脚)。按这一过程重复多次，最后可得到一幅十分清晰的3D图像。0巧noo型共焦激光扫描显微镜具有强大的图像数据处理功能，主要有测量长度、探度、面积、体积、粒度大小等，检测样品的表面形貌参数，以及以不同的方式显示图像。

　　2LSoo型共焦激光扫描显微镜的应用