白光干涉儀(光學(xué)3D表面輪廓儀)與臺階儀的區別

表面形貌即為表面微觀(guān)幾何形態(tài)，不僅對接觸零件的機械和物理特性起著(zhù)決定作用，而且對一些非接觸零件的光學(xué)和外部特性影響也很大。所以對表面形貌的精準測量能正確地識別出加工過(guò)程的變化和缺陷，對研究表面幾何特性與使用性能的關(guān)系、控制和改進(jìn)加工方法等都有著(zhù)顯著(zhù)的意義。

隨著(zhù)微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、信號分析和處理技術(shù)等飛速發(fā)展，對表面形貌測量精度不斷提高，從微米尺度進(jìn)入了納米甚至是亞納米尺度。臺階儀與白光干涉儀，兩者雖然都是表面微觀(guān)輪廓測量利器，但還是有所不同。

1、測量方式

（1）臺階儀是一款超精密接觸式微觀(guān)輪廓測量?jì)x器，測量時(shí)通過(guò)使用2μm半徑的金剛石針尖在超精密位移臺移動(dòng)樣品時(shí)掃描其表面，測針的垂直位移距離被轉換為與特征尺寸相匹配的電信號并最終轉換為數字點(diǎn)云信號，數據點(diǎn)云信號在分析軟件中呈現并使用不同的分析工具來(lái)獲取相應的臺階高或粗糙度等有關(guān)表面質(zhì)量的數據。

（2）白光干涉儀是一款用于對各種精密器件及材料表面進(jìn)行亞納米級非接觸式測量的光學(xué)檢測儀器。它是以白光干涉技術(shù)為原理，對器件表面進(jìn)行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過(guò)系統軟件對器件表面3D圖像進(jìn)行數據處理與分析，獲取反映器件表面質(zhì)量的2D、3D參數，從而實(shí)現器件表面形貌3D測量的光學(xué)檢測儀器。

2、測量應用

（1）臺階儀主要用于臺階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀(guān)形貌參數的測量。

參數測量功能

1）臺階高度：能夠測量納米到330μm甚至1000μm的臺階高度，可以準確測量蝕刻、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(guò)計算掃描出的微觀(guān)輪廓曲線(xiàn)，可獲取粗糙度與波紋度相關(guān)的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等20余項參數；

3）翹曲與形狀：能夠測量樣品表面的2D形狀或翹曲，如在半導體晶圓制造過(guò)程中，因多層沉積層結構中層間不匹配所產(chǎn)生的翹曲或形狀變化，或者類(lèi)似透鏡在內的結構高度和曲率半徑。

（2）白光干涉儀也可以測量臺階高，但更多的是測各類(lèi)從超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物體表面，從納米到微米級別工件的粗糙度、平整度、微觀(guān)幾何輪廓、曲率等。特別是能滿(mǎn)足超光滑表面所需同時(shí)滿(mǎn)足的高精度、大掃描范圍的需求。

白光干涉儀與臺階儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一是非接觸高精密測量，不會(huì )劃傷甚至破壞工件；

二是測量速度快，不必像探頭逐點(diǎn)進(jìn)行測量；

三是不必作探頭半徑補正，光點(diǎn)位置就是工件表面測量的位置；

四是對高深寬比的溝槽結構，可以快速而精確的得到理想的測量結果。