微觀二維形貌輪廓臺階儀工作時，觸針沿被測表面輕輕滑過,，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時還沿峰谷作上下運(yùn)動,。觸針的運(yùn)動情況就反映了表面輪廓的情況。其采用了線性可變差動電容傳感器LVDC,，具備超微力調(diào)節(jié)的能力和亞埃級的分辨率,，同時，其集成了超低噪聲信號采集,、超精細(xì)運(yùn)動控制,、標(biāo)定算法等核心技術(shù)，使得儀器具備高測量精度和測量重復(fù)性,。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

主要組成部分

1,、測量系統(tǒng)

（1）單拱龍門式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,，而且降低了周圍環(huán)境中聲音和震動噪音對測量信號的影響,，提高了測量精度。

（2）線性可變差動電容傳感器（LVDC）,，具有亞埃級分辨率,，13μm量程下可達(dá)0.01埃。高信噪比和低線性誤差,，使得產(chǎn)品能掃描到幾納米至幾百微米臺階的形貌特征,。

（3）傳感器設(shè)計(jì)使得在單一平臺上即可實(shí)現(xiàn)超微力和正常力測量。測力恒定可調(diào),，以適應(yīng)硬質(zhì)或軟質(zhì)材料表面,。超低慣量設(shè)計(jì)和微小電磁力控制，實(shí)現(xiàn)無接觸損傷的精準(zhǔn)接觸式測量,。

2,、工件臺

（1）精密的XY平臺結(jié)合360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)電動旋轉(zhuǎn)臺，可以對樣品的位置以及角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，三維位置均可以調(diào)節(jié),，利于樣品調(diào)整,。

（2）超高直線度導(dǎo)軌，有效避免運(yùn)動中的細(xì)微抖動,，提高掃描精度,，真是反映工件微小形貌。

3,、成像系統(tǒng)

500萬像素高分辨率彩色攝像機(jī),，即時進(jìn)行高精度定位測量?？梢詫⑻结樀男蚊矆D像傳輸?shù)娇刂齐娔X上,，使得測量更加直觀。

4,、軟件系統(tǒng)

測量軟件包含多個模塊,。

5、減震系統(tǒng)

防止微小震動對測量結(jié)果的影響,，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

中圖儀器NS系列微觀二維形貌輪廓臺階儀用于臺階高,、膜層厚度,、表面粗糙度等微觀形貌參數(shù)的測量。應(yīng)用場景適應(yīng)性強(qiáng),，其對被測樣品的反射率特性,、材料種類及硬度等均無特殊要求，能夠廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體,、太陽能光伏,、光學(xué)加工、LED,、MEMS器件,、微納材料制備等各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)企業(yè)與高校院所等科研單位，其對表面微觀形貌參數(shù)的準(zhǔn)確表征,，對于相關(guān)材料的評定,、性能的分析與加工工藝的改善具有重要意義。

產(chǎn)品功能

1.參數(shù)測量功能

1）臺階高度：能夠測量納米到330μm甚至1000μm的臺階高度,，可以準(zhǔn)確測量蝕刻,、濺射、SIMS,、沉積,、旋涂、CMP等工藝期間沉積或去除的材料；

2）粗糙度與波紋度：能夠測量樣品的粗糙度和波紋度,，分析軟件通過計(jì)算掃描出的微觀輪廓曲線,，可獲取粗糙度與波紋度相關(guān)的Ra、RMS,、Rv,、Rp、Rz等20余項(xiàng)參數(shù),；

3）翹曲與形狀：能夠測量樣品表面的2D形狀或翹曲,，如在半導(dǎo)體晶圓制造過程中，因多層沉積層結(jié)構(gòu)中層間不匹配所產(chǎn)生的翹曲或形狀變化,，或者類似透鏡在內(nèi)的結(jié)構(gòu)高度和曲率半徑,。

2.數(shù)采與分析系統(tǒng)

1）自定義測量模式：支持用戶以自定義輸入坐標(biāo)位置或相對位移量的方式來設(shè)定掃描路徑的測量模式；

2）導(dǎo)航圖智能測量模式：支持用戶結(jié)合導(dǎo)航圖,、標(biāo)定數(shù)據(jù),、即時圖像以智能化生成移動命令方式來實(shí)現(xiàn)掃描的測量模式。

3）SPC統(tǒng)計(jì)分析：支持對不同種類被測件進(jìn)行多種指標(biāo)參數(shù)的分析,，針對批量樣品的測量數(shù)據(jù)提供SPC圖表以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的變化趨勢,。

3.光學(xué)導(dǎo)航功能

配備了500W像素的彩色相機(jī)，可實(shí)時將探針掃描軌跡的形貌圖像傳輸?shù)杰浖酗@示,，進(jìn)行即時的高精度定位測量,。

4.樣品空間姿態(tài)調(diào)節(jié)功能

配備了精密XY位移臺、360°電動旋轉(zhuǎn)平臺和電動升降Z軸,，可對樣品的XYZ,、角度等空間姿態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高測量精度及效率,。

典型應(yīng)用

性能特點(diǎn)

1.亞埃級位移傳感器

具有亞埃級分辨率,，結(jié)合單拱龍門式設(shè)計(jì)降低環(huán)境噪聲干擾，確保儀器具有良好的測量精度及重復(fù)性,；

2.超微力恒力傳感器

1-50mg可調(diào),，以適應(yīng)硬質(zhì)或軟質(zhì)樣品表面，采用超低慣量設(shè)計(jì)和微小電磁力控制,，實(shí)現(xiàn)無接觸損傷的接觸式測量,；

3.超平掃描平臺

系統(tǒng)配有超高直線度導(dǎo)軌，杜絕運(yùn)動中的細(xì)微抖動,，真實(shí)地還原掃描軌跡的輪廓起伏和樣件微觀形貌,。

部分技術(shù)參數(shù)

使用環(huán)境

相對濕度：濕度 （無凝結(jié)）30-40% RH

溫度：16-25℃ (每小時溫度變化小于2℃)

地面振動：6.35μm/s（1-100Hz）

音頻噪音：≤80dB

空氣層流：≤0.508 m/s（向下流動）