光学轮廓测量

轮廓术是一种从表面提取地形数据的技术。这可以是单点扫描,线扫描,甚至是全三维扫描。轮廓术的目的是得到表面形貌、台阶高度和表面粗糙度。这可以用物理探针或光来完成。

计量学是测量的科学。样品有多粗糙?功能有多高?有多少区域有空隙或颗粒?缺陷密度是多少?这些问题的答案通常使用轮廓术进行量化。

轮廓仪是如何工作的

所有轮廓仪至少由两部分组成——一个探测器和一个样品台。检测器决定了样品上的点在哪里,而样品台则决定了样品的存放位置。在一些系统中,样品台移动以允许测量,在另一些系统中,检测器移动,在一些系统中两者都移动。

有两种类型的轮廓仪:触针式和光学式。触针式轮廓仪使用探针检测表面,沿表面物理移动探针以获取表面高度。这是通过一个反馈回路以机械方式完成的,该回路监测样本沿着表面扫描时向上推动探针的力。反馈系统用于使臂保持特定的扭矩,称为“设定点”。然后,可以使用臂架Z位置的变化来重建曲面。

笔轮廓测定法

触针轮廓术需要力反馈和物理接触表面,因此,尽管它非常敏感并提供高Z分辨率,但它对软表面非常敏感,探头可能会被表面污染。这种技术也可能对某些表面造成破坏。

由于触针式轮廓仪在保持与表面接触的同时涉及X、Y和Z方向的物理运动,因此它比非接触式技术慢。触针尖端的大小和形状会影响测量并限制横向分辨率。

手写轮廓仪的原理图
手写轮廓仪的原理图

光学轮廓测量

光学轮廓术使用光而不是物理探针。这可以通过多种方式实现。这项技术的关键组成部分是以一种能够在3D中检测表面的方式引导光线。示例包括光学干涉、使用共焦孔径、聚焦和相位检测以及将图案投影到光学图像上。

干涉式轮廓仪示意图
干涉式轮廓仪示意图
Baidu