轮廓仪表面的粗糙度测量仪器

轮廓仪表面的粗糙度测量仪器-光学车间检测技术

  探针轮廓仪通常都用已知的高度和粗糙度标准进行校准；这些
标准可以从VSLI标准组织或者德国阿B购买。最常用的标准是熔融
玻璃上制作的铬台阶或者是蚀刻在硅片上台阶。轮廓仪对台阶进行
周期性的测量，以保证校准和比例因子能够计算得出，提供轮廓数
据。
  有些探针轮廓仪在整个高度测量范围内不是线性的，用一个
在高度上与测试样品接近的台阶来光学车间检测对探针轮廓仪进行
校准是很重要的步骤。当需要确定一个表面的粗糙度时，最好使用
一个粗糙度标准件而不是台阶高度标准件对仪器进行校准，因为需
要同时考虑横向分辨力和表面高度起伏。标准有很多不同的类型。
最常见的是给定了幅度，但具有不同空间波长的正弦波标准。粗糙
度标准也使用了方波光栅形状。由于探针不可能不会完全深入波谷
或者在测量波峰时会跑偏，所以正弦波标准件能够在单一的空间频
率上对仪器性能作更精确的评价。

  由于探针轮廓仪具有大的横向和纵向扫描范围，所以其在普通
计量和半导体工业中有广泛的应用。当被测表面长度超过200μm时
，也常会用到探针轮廓仪。这种情况下，获得表面轮廓的典型方法
是先进行单向扫描，然后把扫描的结果拼接在一起。在低压力下进
行多次扫描能够减少损坏样品的可能性。其他典型的应用包括划痕
实验法测量保护层的厚度和硬度、晶片平整度、晶片蚀刻深度、测
试晶片上薄膜的应力、RGB颜色滤波器在平板显示器上的应力、芯
片的凸点及监控MEMS的湿法蚀刻过程等。有些轮廓仪是专门为测量
非球面和它们的粗糙度设计的。这些系统能够测量宽12mm，高38mm
，口径超过200mm的非球面。最近斯科特还在使用探针轮廓仪对非
球面进行测量方面取得了一些进展
  对于表面测量技术的概述，包括探针轮廓仪、表面特征和所使
用的光学方法的评述可以在很多参考文献中找到。扫描探针显微镜
  扫描探针显微镜(scanning probe microscopes，SPM)通过移
动非常靠近待测表面的细小探针，可以达到原子量级的分辨力。

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