O contorímetro de sonda entra em contato com a superfície da amostra através de uma sonda física para medir o perfil microscópico com alta precisão. Seu princípio central é: a sonda (geralmente material de diamante, o raio de curvatura de 50nm-25μm é opcional) quando a superfície da amostra é arrastada, a superfície microconvexa faz com que a sonda produza um deslocamento vertical, o sensor de deslocamento (como a cerâmica piezoelétrica ou o tipo de interferência a laser) transforma o deslocamento mecânico em sinais elétricos e reconstrui o contorno tridimensional após amplificação e filtragem. Esta tecnologia pode alcançar resolução vertical de 0,1 nm e resolução horizontal de 0,05-0,2 μm, com uma faixa de medição de até 55 mm, adequada para cenários como espessura de película de wafer, rugosidade da superfície metálica e outros.
Os fatores que afetam a precisão podem ser resumidos nas seguintes dimensões principais:
Parâmetros da sonda
Raio: um raio muito pequeno (por exemplo, < 1 μm) pode melhorar a resolução horizontal, mas é fácil de desgastar e pode danificar materiais macios (por exemplo, fotogravura, película de alumínio); O raio excessivo diminui a resolução.
Força de medição: deve ser controlada no nível de micro牛 (geralmente 2-5mg), a força excessiva da assembleia leva à deformação da superfície do material macio, a força excessiva pode desencadear mau contato. O sistema de feedback de força é usado para ajustar a pressão dinamicamente.
Calibração de equipamentos e controle de movimento
ERROS DE CALIBRAÇÃO: É necessário verificar regularmente a alta reprodutividade das etapas (requer <4Å) com um padrão (por exemplo, um passo de 1μm).
Velocidade de varredura: Velocidades muito rápidas (> 1 mm/s) podem desencadear a sonda da superfície ou gerar força dinâmica, enquanto velocidades muito lentas podem reduzir a eficiência. A velocidade de otimização típica é de 0,1-0,5 mm/s.
Precisão da mesa de carregamento: a mesa de varredura ultraplana e a unidade piezocerâmica garantem a diferença de deslocamento X/Y <0,1 μm.
Factores ambientais e operacionais
Temperatura e umidade: flutuações de temperatura (>±1°C) ou mudanças de umidade (>±10% RH) podem desencadear expansão térmica ou interferência eletrostática, exigindo operação em câmaras de termostato e umidade (16-25°C / 30-40% RH).
Tratamento da amostra: a superfície deve ser limpa e livre de óleo e a direção de medição deve ser vertical à textura de processamento para evitar erros de direção.