輪廓儀表面的粗糙度測量儀器-光學車間檢測技術
探針輪廓儀通常都用已知的高度和粗糙度標準進行校準;這些
標準可以從VSLI標準組織或者德國阿B購買。較常用的標準是熔融
玻璃上制作的鉻臺階或者是蝕刻在硅片上臺階。輪廓儀對臺階進行
周期性的測量,以保證校準和比例因子能夠計算得出,提供輪廓數
據。
有些探針輪廓儀在整個高度測量范圍內不是線性的,用一個
在高度上與測試樣品接近的臺階來光學車間檢測對探針輪廓儀進行
校準是很重要的步驟。當需要確定一個表面的粗糙度時,較好使用
一個粗糙度標準件而不是臺階高度標準件對儀器進行校準,因為需
要同時考慮橫向分辨力和表面高度起伏。標準有很多不同的類型。
較常見的是給定了幅度,但具有不同空間波長的正弦波標準。粗糙
度標準也使用了方波光柵形狀。由于探針不可能不會完全深入波谷
或者在測量波峰時會跑偏,所以正弦波標準件能夠在單一的空間頻
率上對儀器性能作更精確的評價。
由于探針輪廓儀具有大的橫向和縱向掃描范圍,所以其在普通
計量和半導體工業中有廣泛的應用。當被測表面長度超過200μm時
,也常會用到探針輪廓儀。這種情況下,獲得表面輪廓的典型方法
是先進行單向掃描,然后把掃描的結果拼接在一起。在低壓力下進
行多次掃描能夠減少損壞樣品的可能性。其他典型的應用包括劃痕
實驗法測量保護層的厚度和硬度、晶片平整度、晶片蝕刻深度、測
試晶片上薄膜的應力、RGB顏色濾波器在平板顯示器上的應力、芯
片的凸點及監控MEMS的濕法蝕刻過程等。有些輪廓儀是專門為測量
非球面和它們的粗糙度設計的。這些系統能夠測量寬12mm,高38mm
,口徑超過200mm的非球面。較近斯科特還在使用探針輪廓儀對非
球面進行測量方面取得了一些進展
對于表面測量技術的概述,包括探針輪廓儀、表面特征和所使
用的光學方法的評述可以在很多參考文獻中找到。掃描探針顯微鏡
掃描探針顯微鏡(scanning probe microscopes,SPM)通過移
動非?拷郎y表面的細小探針,可以達到原子量級的分辨力。