M470面扫描实验的后处理与优化

  1. 简介

M470面扫描实验开始前，调整、检查样品的时间往往很长。如果可以在噪声信号中增强数据信号并收集数据信号，可以大大减少时间投入。这样的话，实验就会变得更快、更简略。

本文介绍了四个即时有效的数据处理的方法，可以用于那些为了缩短实验时间而进行的快速扫描获得的实验数据。

本文演示的是一个不是特别水平的SKP样品，设备没有设置成提取有效数据的状态，实验结果很糟糕。处理后的数据显示在扫描中心附近有一个小压痕。为了进行比较，还做了进一步的检查。

2. 快速CHM测试

标准SKP样品安装到TriCell电解池中，为了演示，只对样品粗略调平。SKP探针距样品约160μm（正常实验中应为100μm），做一个快速的CHM实验。扫描速率为2mm/s，没有延迟，没有调节时间。设置尽量少的滤波，允许所有信号和噪声通过。在5mm²的面积上扫51*51个点（总共2601个点），实验时间4分48秒。结果如图1所示。

图1 左图：25mm²的原始快速实验结果；右图：右键分析菜单

图1中可见，没有任何特别的点。然而，应用分析功能“Tilt Correction”、“Filter”、“Curve Subtraction”、“Interpolate”后，实验结果马上变得很明显，如图2所示。

图2 分析功能的应用

图2中，左上角的图是用“Tilt-Correction”分析后的结果。这个选项可以找出用户所选数据中的最适合的平坦区，然后从数据中去除这个平坦区。

数据调平后，采用“Filter”分析，得到如图2右上角的数据。“Fourier-filters”要求用户输入滤波器的类型（这里选低通）、截止频率、退出。这里，通过数据检查，确定截止频率。滤波器的截止频率约4000m^-1。滤波器阶数设置为5。

傅里叶滤波使上下边更圆润，选择“Curve Subtraction”。设置一个最合适的多项式来选择数据。这里用一个四次多项式来移除Y轴上的朝上的数据边缘。结果如图2左下所示。

最后，减去曲线后的数据从51*51个点插补为201*201个点，结果如图2右下图和图3左图所示。

为了对比，调平样品，更恰当地设置系统。两种结果的并列比较如图3所示。

图3 左图：噪声快速扫描数据，后处理；右图：较慢的、更多考虑后获得的数据

图3左图，数据与图2右下图是一样的。数据是有噪声下获得的，样品未调平。实验时间4分48秒。图3右图，样品调平，数据在非常慢速下获得。实验时间21分52秒。连续扫描更慢（400μm/s，而不是2000μm/s），步长更小（62.5μm，而不是100μm）。

3. 结论

本文展示了M370和M470软件中的数据后处理分析工具，可以用来提取有效数据。这些工具分别为：“Tilt Correction”、“Filter”、“Curve Subtraction”、“Interpolate”。

尽管有这些强大的工具，用户一定要牢记，获得有效数据、减少噪声的最好方法是适当的设置实验。缺点是测试时间会比较长。