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。较常用的标准是熔融
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,较好使用
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。
较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。较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。