【摘要】 本文解析扫描电子显微镜（SEM）测试中因样品周期性结构导致的摩尔条纹现象，探讨其成因（周期性结构与像素网格叠加干扰）、对图像质量的影响，并提供优化建议（调整倍率、分辨率、采样频率等），帮助用户准确判断微观结构并提升图像质量。

在扫描电子显微镜测试过程中，客户可能会在图像中观察到规律性条纹或干涉状图案，这种现象被称为“摩尔条纹”（Moire Pattern）。摩尔条纹的出现往往会干扰对微观结构的真实判断，影响图像质量与结果解读。本文将简要说明由样品自身结构导致的摩尔条纹现象的成因及可能的解决方案，帮助客户更好地理解和应对该问题。

 

一、摩尔条纹现象描述

摩尔条纹通常表现为图像中重复、规则的干涉条纹，可能呈现为波纹、条带或棋盘格样式。这些条纹不是样品本身的真实结构，而是一种“伪影”，常在高倍率观察具有周期性微结构的样品时出现，例如集成电路、微纳结构材料、光刻图样、纤维材料等。常见于集成电路金属层观察：当金属线宽或间距与像素间距接近，易引发摩尔条纹。微纳加工结构：周期性光刻或蚀刻图形在高放大倍数下更易出现干涉。晶体材料表面观察：晶面取向规律，可能在特定角度下产生摩尔图样。

 

二、产生原因：两种周期“叠加出干扰图案”

  • 样品本身有周期性结构。例如：栅格、晶格、金属线阵列……这些结构是按固定间距排列的。

  • SEM图像是按像素网格扫描出来的。图像的像素点也是以固定间距排列的，每个点就是电子束打在样品上一次采样。

当这两套“网格”之间的间距差异很小但又不完全相同时，就会互相干扰、产生新的图案——这就是摩尔条纹。

 

三、解决与优化建议

1.调整观察倍率或角度

摩尔条纹强烈依赖于结构方向与扫描方式之间的相对关系。建议适当调整样品方向（倾斜或旋转样品），改变其与电子束扫描方向之间的角度关系，通常可显著减弱干涉效果。

2.优化图像分辨率

采样点频率应该是信号频率的2倍以上，信号才不会失真。参考视频https://www.bilibili.com/video/BV1uA4m1A73x/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=b9fa8d88f1e1100c568265d33e497c61

适当提高图像像素尺寸（分辨率），即提高采样频率，比如2048*1536，也有助于避开干涉条件，还原真实信息，具体效果如下：

1024*768

2048*1536

摩尔条纹虽然在视觉上易引起误判，但其产生机制清晰，且通过一定的成像技巧和方法可有效避免或减弱。在实际测试中，我们将结合样品结构特点与成像要求，为客户提供最合适的观察条件和参数设置，以获得真实、准确的图像结果。