中圖儀器NS系列軟膜材料臺階高度測量儀是一款超精密接觸式微觀輪廓測量儀器，其主要用于臺階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀形貌參數(shù)的測量。

工作原理

當(dāng)觸針沿被測表面輕輕滑過時(shí)，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時(shí)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。

通常使用2μm半徑的金剛石針尖來測量這些小特征。一個(gè)精密的xy載物臺聯(lián)合掃描軸R和轉(zhuǎn)臺θ，在測針下移動樣品，測針中的垂直位移被轉(zhuǎn)換為與特征尺寸相對應(yīng)的電信號。然后將這些電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，在其中它們可以顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上并進(jìn)行操作以確定有關(guān)基材的各種分析信息?？梢晕⒄{(diào)掃描長度和掃描速度，以增加或減少分析時(shí)間和分辨率。此外，測力可調(diào)以適應(yīng)硬質(zhì)或軟質(zhì)材料表面。

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(shí)進(jìn)行高精度定位測量。可以將探針的形貌圖像傳輸?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(gè)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。

NS系列軟膜材料臺階高度測量儀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(shí)，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)，使得儀器具備超高的測量精度和測量重復(fù)性。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或1050μm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等數(shù)十項(xiàng)參數(shù)。

3）應(yīng)力測量：可測量多種材料的表面應(yīng)力。

2.測量模式與分析功能

1）單區(qū)域測量模式：完成Focus后根據(jù)影像導(dǎo)航圖設(shè)置掃描起點(diǎn)和掃描長度，即可開始測量。

2）多區(qū)域測量模式：完成Focus后，根據(jù)影像導(dǎo)航圖完成單區(qū)域掃描路徑設(shè)置，可根據(jù)橫向和縱向距離來陣列形成若干到數(shù)十?dāng)?shù)百項(xiàng)掃描路徑所構(gòu)成的多區(qū)域測量模式，一鍵即可完成所有掃描路徑的自動測量。

3）3D測量模式：完成Focus后根據(jù)影像導(dǎo)航圖完成單區(qū)域掃描路徑設(shè)置，并可根據(jù)所需掃描的區(qū)域?qū)挾然驋呙杈€條的間距與數(shù)量完成整個(gè)掃描面區(qū)域的設(shè)置，一鍵即可自動完成整個(gè)掃描面區(qū)域的掃描和3D圖像重建。

4）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.雙導(dǎo)航光學(xué)影像功能

在NS200-D型號中配備了正視或斜視的500W像素的彩色相機(jī)，在正視導(dǎo)航影像系統(tǒng)中可精確設(shè)置掃描路徑，在斜視導(dǎo)航影像系統(tǒng)中可實(shí)時(shí)跟進(jìn)掃描軌跡。

4.快速換針功能

采用了磁吸式測針，當(dāng)需要執(zhí)行換針操作時(shí)，可現(xiàn)場快速更換掃描測針，并根據(jù)軟件中的標(biāo)定模塊進(jìn)行快速標(biāo)定，確保換針后的精度和重復(fù)性，減少維護(hù)煩惱。

磁吸針實(shí)物外觀圖（330μm量程）

典型應(yīng)用

部分技術(shù)指標(biāo)

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