接触式表面形貌台阶测量仪

中图仪器NS系列接触式表面形貌台阶测量仪用于测量台阶高、膜层厚度、表面粗糙度等微观形貌参数，是一款超精密接触式微观轮廓测量仪器。它采用了线性可变差动电容传感器LVDC，具备超微力调节的能力和亚埃级的分辨率，同时，其集成了超低噪声信号采集、超精细运动控制、标定算法等核心技术，使得仪器具备超高的测量精度和测量重复性。

NS系列接触式表面形貌台阶测量仪应用场景适应性强，其对被测样品的反射率特性、材料种类及硬度等均无特殊要求，能够广泛应用于半导体、太阳能光伏、光学加工、LED、MEMS器件、微纳材料制备等各行业领域内的工业企业与高校院所等科研单位，其对表面微观形貌参数的准确表征，对于相关材料的评定、性能的分析与加工工艺的改善具有重要意义。

工作原理

测量时通过使用2μm半径的金刚石针尖在超精密位移台移动样品时扫描其表面，测针的垂直位移距离被转换为与特征尺寸相匹配的电信号并最终转换为数字点云信号，数据点云信号在分析软件中呈现并使用不同的分析工具来获取相应的台阶高或粗糙度等有关表面质量的数据。

产品功能

1.参数测量功能

1）台阶高度：能够测量纳米到330μm甚至1000μm的台阶高度，可以准确测量蚀刻、溅射、SIMS、沉积、旋涂、CMP等工艺期间沉积或去除的材料；

2）粗糙度与波纹度：能够测量样品的粗糙度和波纹度，分析软件通过计算扫描出的微观轮廓曲线，可获取粗糙度与波纹度相关的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等20余项参数；

3）翘曲与形状：能够测量样品表面的2D形状或翘曲，如在半导体晶圆制造过程中，因多层沉积层结构中层间不匹配所产生的翘曲或形状变化，或者类似透镜在内的结构高度和曲率半径。

2.数采与分析系统

1）自定义测量模式：支持用户以自定义输入坐标位置或相对位移量的方式来设定扫描路径的测量模式；

2）导航图智能测量模式：支持用户结合导航图、标定数据、即时图像以智能化生成移动命令方式来实现扫描的测量模式。

3）SPC统计分析：支持对不同种类被测件进行多种指标参数的分析，针对批量样品的测量数据提供SPC图表以统计数据的变化趋势。

3.光学导航功能

配备了500W像素的彩色相机，可实时将探针扫描轨迹的形貌图像传输到软件中显示，进行即时的高精度定位测量。

4.样品空间姿态调节功能

配备了精密XY位移台、360°电动旋转平台和电动升降Z轴，可对样品的XYZ、角度等空间姿态进行调节，提高测量精度及效率。

性能特点

1.亚埃级位移传感器

具有亚埃级分辨率，结合单拱龙门式设计降低环境噪声干扰，确保仪器具有良好的测量精度及重复性；

2.超微力恒力传感器

1-50mg可调，以适应硬质或软质样品表面，采用超低惯量设计和微小电磁力控制，实现无接触损伤的接触式测量；

3.超平扫描平台

系统配有超高直线度导轨，杜绝运动中的细微抖动，真实地还原扫描轨迹的轮廓起伏和样件微观形貌。

在太阳能光伏行业的应用

台阶仪通过测量膜层表面的台阶高度来计算出膜层的厚度，具有测量精度高、测量速度快、适用范围广等优点。它可以测量各种材料的膜层厚度，包括金属、陶瓷、塑料等。针对测量ITO导电薄膜的应用场景，NS200台阶仪提供如下便捷功能：

1）结合了360°旋转台的全电动载物台，能够快速定位到测量标志位；

2）对于批量样件，提供自定义多区域测量功能，实现一键多点位测量；

3）提供SPC统计分析功能，直观分析测量数值变化趋势；

部分技术参数

使用环境

相对湿度：湿度 （无凝结）30-40% RH

温度：16-25℃ (每小时温度变化小于2℃)

地面振动：6.35μm/s（1-100Hz）

音频噪音：≤80dB

空气层流：≤0.508 m/s（向下流动）