全自動(dòng)臺(tái)階儀 JS2000B 測(cè)量模式介紹

• 工作方式：探針在設(shè)定的測(cè)量力下接觸樣品表面后，樣品臺(tái)（或探針臂）沿設(shè)定好的水平路徑（通常是直線）勻速運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)同步記錄探針在垂直方向的位移（對(duì)應(yīng)高度變化）和水平位置，生成一條連續(xù)的二維輪廓曲線。

  
  

• 適用場(chǎng)景：適用于大多數(shù)臺(tái)階高度、薄膜厚度、表面粗糙度、以及一般輪廓形狀的測(cè)量。例如，測(cè)量硅片上薄膜的臺(tái)階、刻蝕溝槽的深度、機(jī)械零件表面的加工紋理等。

  
  

• 參數(shù)設(shè)置要點(diǎn)：需要合理設(shè)置掃描長(zhǎng)度（覆蓋待測(cè)特征）、掃描速度（平衡精度與時(shí)間）、測(cè)量力（適應(yīng)材料軟硬）和采樣密度。

  
  

• 工作方式：用戶執(zhí)行一次輪廓掃描跨越一個(gè)臺(tái)階（如薄膜邊緣）。掃描結(jié)束后，在軟件中通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)方式，在輪廓曲線上指定臺(tái)階的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)（即薄膜表面和襯底表面）。軟件自動(dòng)計(jì)算兩點(diǎn)之間的垂直高度差，即為臺(tái)階高度或薄膜厚度。

  
  

• 自動(dòng)化功能：在多點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量中，可以預(yù)設(shè)臺(tái)階搜索區(qū)域和算法參數(shù)（如高度閾值、斜率閾值），軟件在每次掃描后自動(dòng)識(shí)別臺(tái)階位置并計(jì)算高度，無(wú)需人工干預(yù)每個(gè)點(diǎn)，大幅提高批量測(cè)量效率。

  
  

• 適用場(chǎng)景：專門用于需要快速、批量測(cè)量多個(gè)位置薄膜厚度或臺(tái)階高度的應(yīng)用，如半導(dǎo)體晶圓的膜厚均勻性檢測(cè)。

  
  

• 工作方式：在獲取的輪廓曲線上，選擇一段評(píng)估長(zhǎng)度。軟件首先通過(guò)數(shù)字濾波（如高斯濾波器）將原始輪廓分離成粗糙度輪廓和波紋度輪廓（根據(jù)設(shè)定的截止波長(zhǎng)）。然后，基于粗糙度輪廓，按照ISO 4287等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算一系列線粗糙度參數(shù)。

  
  

• 關(guān)鍵參數(shù)：

  
  

•  Ra：輪廓算術(shù)平均偏差。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓偏距絕dui 值的算術(shù)平均值。是zui 常用的粗糙度參數(shù)。
  
  

  
  

• Rz：輪廓最da 高度。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓峰頂線和谷底線之間的距離。




• Rq：輪廓均方根偏差。

  
  

• 其他參數(shù)如Rsk（輪廓偏斜度）、Rku（輪廓陡度）等，用于描述輪廓形狀的更多細(xì)節(jié)。

  
  

• 適用場(chǎng)景：評(píng)估機(jī)械加工表面、拋光表面、涂層表面等的微觀紋理質(zhì)量。雖然提供的是線粗糙度，但對(duì)于許多工藝控制和材料研究，它具有參考價(jià)值。

  
  

• 多點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量：用戶在軟件中通過(guò)移動(dòng)樣品臺(tái)并保存坐標(biāo)的方式，或通過(guò)載入點(diǎn)位坐標(biāo)文件，定義多個(gè)測(cè)量位置。設(shè)備按序自動(dòng)移動(dòng)到每個(gè)點(diǎn)，完成對(duì)焦（如果配備）、接觸、掃描、抬針、移至下一點(diǎn)的全過(guò)程。適用于批量檢測(cè)，如測(cè)量晶圓上多個(gè)die的膜厚。

  
  

• 二維輪廓映射：在矩形或自定義區(qū)域內(nèi)，設(shè)置一系列平行掃描線。設(shè)備自動(dòng)逐線掃描，獲得多條輪廓線數(shù)據(jù)。這些線數(shù)據(jù)可以組合起來(lái)，形成一個(gè)稀疏的二維高度矩陣，近似展現(xiàn)該區(qū)域的二維形貌（并非嚴(yán)格意義上的三維形貌，因?yàn)榫€間無(wú)數(shù)據(jù)）?？捎糜谟^察較大區(qū)域內(nèi)的厚度均勻性或表面形貌趨勢(shì)。

  
  

• 工作方式：薄膜沉積在襯底上時(shí)，由于熱膨脹系數(shù)不匹配或本征應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致襯底發(fā)生彎曲。該模式通過(guò)測(cè)量薄膜沉積前后（或去除前后）襯底表面的曲率半徑變化。通常需要測(cè)量襯底上多個(gè)不同位置的輪廓，擬合出曲率，再根據(jù)Stoney公式等力學(xué)模型，計(jì)算出薄膜中的平均應(yīng)力。

  
  

• 適用場(chǎng)景：半導(dǎo)體、MEMS等領(lǐng)域，需要評(píng)估薄膜沉積工藝引入的應(yīng)力大小，因?yàn)閼?yīng)力會(huì)影響器件的可靠性和性能。

  
  

• 對(duì)于常規(guī)的臺(tái)階高度或厚度測(cè)量，使用臺(tái)階高度測(cè)量模式，并利用其自動(dòng)化功能提升效率。

  
  

• 如果需要評(píng)估表面的微觀不平整度，使用表面粗糙度測(cè)量模式，并注意選擇合適的濾波截止波長(zhǎng)。

  
  

• 對(duì)于需要檢測(cè)樣品上大量點(diǎn)位的情況，務(wù)必使用多點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量模式。

  
  

• 當(dāng)需要了解較大區(qū)域內(nèi)的整體形貌趨勢(shì)或厚度分布時(shí)，可考慮二維輪廓映射模式。

  
  

• 應(yīng)力測(cè)量模式屬于專項(xiàng)應(yīng)用，需對(duì)樣品準(zhǔn)備和原理有特定了解。

  
  

通過(guò)合理選擇和組合這些測(cè)量模式，全自動(dòng)臺(tái)階儀JS2000B可以更靈活、高效地應(yīng)對(duì)從簡(jiǎn)單的單點(diǎn)臺(tái)階測(cè)量到復(fù)雜的多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析等多種測(cè)量任務(wù)。用戶應(yīng)根據(jù)具體的測(cè)量目的和樣品特點(diǎn)，在軟件中選用或配置相應(yīng)的模式。

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