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 三维形貌观测

通过检测探针与样品间的作用力可表征样品表面的三维形貌，这是AFM 最基本的功能。AFM 在水平方向具有0.1-0.2nm 的高分辨率，在垂直方向的分辨率约为0.01nm。尽管AFM 和扫描电子显微镜（SEM）的横向分辨率是相似的，但AFM 和SEM 两种技术的最基本的区别在于处理试样深度变化时有不同的表征。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取，AFM 对表面整体图像进行分析可得到样品表面的粗糙度、颗粒度、平均梯度、孔结构和孔径分布等参数，也可对样品的形貌进行丰富的三维模拟显示，使图像更适合于人的直观视觉。图3-1 就是接触式下得到的二氧化硅增透薄膜原子力图像，同时还可以逼真的看到其表面的三维形貌在半导体加工过程中通常需要测量高纵比结构，像沟槽和孔洞，以确定刻蚀的深度和宽度。这些在SEM 下只有将样品沿截面切开才能测量。AFM 可以无损的进行测量后即返回生产线。图2-2 为光栅的AFM 图像，扫描范围为4×4μm。根据图3-2 的结果,通过profile 功能就可以定量测量刻槽的深度及宽度。