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一、测量材料厚度用什么仪器好?

测量厚度可以用时下热门的纳米级测量仪器-光学3D表面轮廓仪、激光共聚焦显微镜和台阶仪。

1、光学3D表面轮廓仪（光学，非接触式）

光学3D表面轮廓仪以白光干涉技术原理，通过测量干涉条纹的变化来测量表面三维形貌，专用于精密零部件之重点部位表面粗糙度、微小形貌轮廓及尺寸的非接触式快速测量。

2、激光共聚焦显微镜（光学，非接触式）

激光共聚焦显微镜以转盘共聚焦光学系统为基础，结合高稳定性结构设计和3D重建算法共同组成测量系统，能用于各种精密器件及材料表面的非接触式微纳米测量。能测量表面物理形貌，进行微纳米尺度的三维形貌分析，如3D表面形貌、2D的纵深形貌、轮廓（纵深、宽度、曲率、角度）、表面粗糙度等。

3、台阶仪（探针，接触式）

台阶仪不同于光学轮廓仪和显微镜的是它的测量方式是接触式探针测量。它可以对微米和纳米结构进行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波纹和表面粗糙度等的测量。线性可变差动电容传感器（LVDC），具有亚埃级分辨率，13um量程下可达0.01埃。高信噪比和低线性误差，使得产品能够扫描到几纳米至几百微米台阶的形貌特征。

二、台阶仪的产品特点

台阶仪产品特点分两种，测量台阶的方法分为接触式和非接触式。

若对测量台阶的精度和速率无较高的要求、不介意测量过程中划伤产品表面、且材质不是软质材质和尖锐产品，可选用接触式的台阶仪进行台阶的测量。台阶仪通常由一个机械探针和一个测量系统组成。机械探针可以是一个尖锐的针尖或球形探头，它会与被测表面接触并沿表面运动。当机械探针接触到被测表面时，测量系统会记录下机械探针的运动轨迹和力的变化。通过测量探针在表面上的运动和受到的力的变化，可以计算出表面的形貌参数。测量原理中的关键是探针与被测表面的接触和运动，因此需要保证探针的稳定性和精确性。此外，还需要考虑表面的硬度、光滑度等因素对测量结果的影响。但接触式台阶仪在测量过程中容易发生撞针现象，仪器寿命较短。

若对测量精度、测量速率有要求，或者测量产品是软质材料或者尖锐产品等接触式台阶仪难以测量的，或者希望采用不损伤产品的非接触形式测量的，可以选用以压电陶瓷驱动的白光干涉仪进行台阶测量。

压电陶瓷驱动的白光干涉仪测量台阶是采用光学的原理，可以实现无损检测，不会刮伤产品表面。

测量精度可以达到亚纳米级别；

可以实现多线测量，快速选取比探针式更多的截面，保证测量稳定性；

软质和尖锐产品等接触式台阶仪无法测量的产品，白光干涉仪也可以测量；

软件功能丰富，自动测量最高最低点、平均值、统计分析等；

可以测高透明产品，低至0.02%反射率的表面也可以轻松采集点云成像；

在倍率精度相同的情况下，白光干涉仪可以获取更大的视野，以面的形式扫描，一般在数秒钟内即可完成测量，AM-7000系列可以达到400μm/s的扫描速度。

综上，可以根据自己的需求选择不同产品特点的台阶测量仪器。

白光干涉仪(光学3D表面轮廓仪)与台阶仪的区别

表面形貌即为表面微观几何形态，不仅对接触零件的机械和物理特性起着决定作用，而且对一些非接触零件的光学和外部特性影响也很大。所以对表面形貌的精准测量能正确地识别出加工过程的变化和缺陷，对研究表面几何特性与使用性能的关系、控制和改进加工方法等都有着显著的意义。

随着微电子技术、光学技术、计算机技术、传感技术、信号分析和处理技术等飞速发展，对表面形貌测量精度不断提高，从微米尺度进入了纳米甚至是亚纳米尺度。台阶仪与白光干涉仪，两者虽然都是表面微观轮廓测量利器，但还是有所不同。

1、测量方式（1）CP200台阶仪是一款超精密接触式微观轮廓测量仪器，测量时通过使用2μm半径的金刚石针尖在超精密位移台移动样品时扫描其表面，测针的垂直位移距离被转换为与特征尺寸相匹配的电信号并最终转换为数字点云信号，数据点云信号在分析软件中呈现并使用不同的分析工具来获取相应的台阶高或粗糙度等有关表面质量的数据。

（2）SuperViewW1白光干涉仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级非接触式测量的光学检测仪器。它是以白光干涉技术为原理，对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，获取反映器件表面质量的2D、3D参数，从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。

测量应用

（1）台阶仪主要用于台阶高、膜层厚度、表面粗糙度等微观形貌参数的测量。

参数测量功能

1）台阶高度：能够测量纳米到330μm甚至1000μm的台阶高度，可以准确测量蚀刻、溅射、SIMS、沉积、旋涂、CMP等工艺期间沉积或去除的材料；

2）粗糙度与波纹度：能够测量样品的粗糙度和波纹度，分析软件通过计算扫描出的微观轮廓曲线，可获取粗糙度与波纹度相关的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等20余项参数；

3）翘曲与形状：能够测量样品表面的2D形状或翘曲，如在半导体晶圆制造过程中，因多层沉积层结构中层间不匹配所产生的翘曲或形状变化，或者类似透镜在内的结构高度和曲率半径。

（2）白光干涉仪也可以测量台阶高，但更多的是测各类从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等。特别是能满足超光滑表面所需同时满足的高精度、大扫描范围的需求。

超光滑透镜测量

金属片磨损分析

大尺寸样品_拼接测量

白光干涉仪与台阶仪相比具有以下优点：

一是非接触高精密测量，不会划伤甚至破坏工件；

二是测量速度快，不必像探头逐点进行测量；

三是不必作探头半径补正，光点位置就是工件表面测量的位置；

四是对高深宽比的沟槽结构，可以快速而精确的得到理想的测量结果。

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