形貌測量
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
形貌測量的實例教程
綜上所述，共聚焦顯微鏡的尖銳傾角形貌測量能力能夠清晰地呈現出復雜結構的細節，其操作簡單方便，軟件界面清晰易懂。這些優勢使得共聚焦顯微鏡成為一種強大的微納檢測工具，適用于各種表面形貌特征的測量和分析。
在現代科技發展的今天，微納米表面輪廓形貌測量已成為許多領域的重要研究內容。微納米表面輪廓形貌的測量可以幫助我們了解材料的物理特性、表面形態以及質量狀況。那么，有哪些微納米表面輪廓形貌測量儀器？
1、白光干涉儀
白光干涉儀是一種常見的微納米表面輪廓儀測量儀器，常用于研究產品的微觀形貌和粗糙度。它利用光的波長差異產生干涉條紋，通過計算條紋的變化情況來確定物體表面的輪廓。
針對完成樣品超光滑凹面弧形掃描所需同時滿足的高精度、大掃描范圍的需求，W1白光干涉儀復合型EPSI重建算法，解決了傳統相移法PSI掃描范圍小、垂直法VSI精度低的雙重缺點。在自動拼接模塊下，只需要確定起點和終點，即可自動掃描，重建其超光滑的表面區域，不見一絲重疊縫隙。
白光干涉儀具有測量范圍寬、測量快速、精度高等優點，在許多領域廣泛應用。但主要還是用于產品微觀形貌測量，特別是從光滑到粗糙等各種精細器件表面的測量，精度一般是亞納米級別。
2、共聚焦顯微鏡
共聚焦顯微鏡以針孔共聚焦技術為原理，對大傾角的產品有更好的成像效果。廣泛應用于半導體制造及封裝工藝檢測。大傾角超清納米測量，在滿足精度的情況下使用場景更具有兼容性。
微納米表面輪廓形貌測量儀器的選擇取決于所需分辨率、材料類型、實驗條件等因素。選擇適合的測量儀器對于準確獲取樣品表面形貌和特征至關重要，有助于推進科學研究和技術應用的發展。
我們應該怎樣使用？
微納米表面輪廓儀的使用技巧：
1.
展開 有著“納米眼”之稱的白光干涉儀，是一款在縱向分辨率上可實現0.1nm的分辨率和測量可靠性的光學測量儀器。下面就讓我們一起來領略下國產白光干涉儀鏡頭下的3D顯微之美。
SuperViewW1白光干涉儀
白光干涉儀采用的光學輪廓測量法可以非接觸式測量非平坦樣品，輕松測量出彎曲和其他非平面表面，還可以測出曲面的表面光潔度、紋理和粗糙度等，同時不會像探針是輪廓儀那樣損壞薄膜。
白光干涉儀3D形貌圖片：
圖1.超光滑_納米級表面
圖2.分成了32階的納米級微納光學元件
圖3.半導體芯片表面外觀
圖4.微納凹凸圓表面
圖5.拼接_摩擦磨損工藝零部件
圖6.拼接_大區域超光滑凹球面
圖7.光學衍射元器件
除主要用于測量表面形貌或測量表面輪廓外，具有的測量晶圓翹曲度功能，非常適合晶圓，太陽能電池和玻璃面板的翹曲度測量，應變測量以及表面形貌測量。非接觸高精密光學測量方式，不會劃傷甚至破壞工件，不僅能進行更高精度測量，在整個測量過程還不會觸碰到表面影響光潔度，能保留完整的晶圓片表面形貌。測量工序效率高，直接在屏幕上了解當前晶圓翹曲度、平面度、平整度的數據。
硅晶圓粗糙度測量
晶圓IC減薄后的粗糙度檢測
白光干涉儀所具有技術競爭力在于接觸式和光學三維輪廓儀的結合。通過利用接觸式及非接觸式雙模式基于技術上的優勢獲得獲得全面的表面特性。既可以用于科學研究，也可以用于工業產品的檢測。
展開 白光干涉儀主要用于測量微觀表面的形貌、粗糙度、臺階高度等參數。
1. 表面形貌測量
原理：白光干涉儀利用白光的干涉特性。當兩束相干光（一束參考光和一束從被測表面反射回來的光）疊加時，會形成干涉條紋。通過分析這些干涉條紋的形狀和位置，可以獲取被測表面的高度信息。因為不同位置的表面高度不同，反射光的光程差也不同，從而導致干涉條紋的變化。
應用場景：在精密機械加工領域，例如汽車發動機的零部件表面，如活塞、曲軸等。這些部件的表面質量對發動機的性能和壽命有重要影響。白光干涉儀可以精確測量其表面形貌，確保加工精度達到設計要求。在光學元件制造中，比如高精度的透鏡、反射鏡等，需要對其表面進行精確的形貌測量，以保證光學性能。
2. 表面粗糙度測量
原理：表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。白光干涉儀通過測量微觀表面的高度變化來量化粗糙度。它可以在小范圍內獲取大量的高度數據點，然后根據這些數據計算出粗糙度參數，如Ra（算術平均粗糙度）、Rz（微觀不平度十點高度）等。
應用場景：在模具制造行業，模具表面的粗糙度直接影響塑料制品的表面質量。使用白光干涉儀可以對模具表面進行粗糙度測量，確保模具達到所需的表面光潔度。在電子芯片制造中，芯片的封裝表面粗糙度也很重要，合適的粗糙度有助于芯片散熱和電氣性能的穩定，白光干涉儀可以為其提供精確的粗糙度測量。
3. 臺階高度測量
原理：當被測表面存在臺階結構時，白光干涉儀可以通過測量臺階兩側的高度差來確定臺階高度。干涉條紋在臺階處會出現明顯的變化，通過對條紋的分析和計算可以得到臺階的精確高度。
應用場景：在半導體制造過程中，芯片上的不同功能區域之間可能存在臺階結構，例如金屬布線層與有源區之間的臺階。
展開 臺階儀是一種接觸式表面形貌測量儀器，可以對微米和納米結構進行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波紋和表面粗糙度等的測量。臺階儀對測量工件的表面反光特性、材料種類、材料硬度都沒有特別要求，樣品適應面廣，數據復現性高、測量穩定、便捷、高效，是微觀表面測量中使用非常廣泛的微納樣品測量手段。
臺階儀廣泛應用于：大學、研究實驗室和研究所、半導體和化合物半導體、高亮度LED、太陽能、MEMS微機電、觸摸屏、汽車、醫療設備等行業領域。
CP200臺階儀特性：
1.出色的重復性和再現性，滿足被測件測量精度要求
線性可變差動電容傳感器（LVDC），具有亞埃級分辨率，13um量程下可達0.01埃。高信噪比和低線性誤差，使得產品能夠掃描到幾納米至幾百微米臺階的形貌特征。
2.超微力恒力傳感器：（1-50）mg可調
測力恒定可調，以適應硬質或軟質材料表面。超低慣量設計和微小電磁力控制，實現無接觸損傷的精準接觸式測量。
3.超平掃描平臺
系統配有超高直線度導軌，杜絕運動中的細微抖動，提高掃描精度，真實反映工件微小形貌。
4.頂視光學導航系統，5MP超高分辨率彩色相機
5.全自動XY載物臺， Z軸自動升降、360°全自動θ轉臺
6.強大的數據采集和分析系統
臺階儀軟件包含多個模塊，為對不同被測件的高度測量及分析評價提供充分支持。
CP200臺階儀典型應用：
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2、在材料研究領域能發揮什么作用：對于納米材料、薄膜材料、復合材料等，可以測量其表面形貌和厚度，分析材料的結構和性能。同時，還可以用于研究材料的摩擦磨損、腐蝕等表面現象，為材料的研發和應用提供重要的實驗數據。
這一特性使得白光干涉儀在測量時能夠通過精確尋找零光程差位置來實現高精度的測量，對于微觀形貌的測量具有獨特的優勢。
干涉測量技術的應用
1、在工業生產中的應用：
（1）半導體制造：在半導體芯片制造過程中，白光干涉儀可用于測量芯片表面的形貌、薄膜厚度、臺階高度等參數，對芯片的制造工藝進行監控和質量檢測。
白光干涉儀可以精確測量其表面形貌，確保加工精度達到設計要求。在光學元件制造中，比如高精度的透鏡、反射鏡等，需要對其表面進行精確的形貌測量，以保證光學性能。
2. 表面粗糙度測量
原理：表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。白光干涉儀通過測量微觀表面的高度變化來量化粗糙度。
這兩款儀器的結合滿足了從粒徑測量到形貌分析的全面需求，推動了制造技術的不斷進步和創新。
白光干涉儀在測量材料表面三維形貌方面的應用非常廣泛，它通過非接觸式測量方法，能夠提供高精度的表面形貌數據。以下是白光干涉儀在測量三維形貌時的一些關鍵應用和特點：
1. 高精度測量：白光干涉儀能夠提供亞納米級的測量精度，非常適合于納米或亞納米級別的超高精度加工領域的檢測需求。它在同等放大倍率下的測量精度和重復性都高于共聚焦顯微鏡和聚焦成像顯微鏡 。
2.
Xtreme Vision顯微測量軟件是中圖儀器為SuperView系列光學3D表面輪廓儀、VT系列共聚焦顯微鏡打造的一款功能強大的微觀形貌測量分析平臺,廣泛應用于對器件表面質量要求極高的光學加工、半導體制造與封裝、超精密加工、3C產業鏈、航空航天、國防工業以及科學研究等領域。
這些技術不僅能夠實現對材料表面微觀形貌的高精度測量，還能夠對材料的厚度、粗糙度等參數進行精確分析。
產品解決方案全面覆蓋，滿足多樣化需求
從納米到宏觀，中圖產品線全面覆蓋各個尺度的測量需求。
臺階儀
臺階儀是一款超精密接觸式微觀輪廓測量儀器，主要用于臺階高、膜層厚度、粗糙度等微觀形貌參數的測量。
共聚焦顯微鏡具有復雜結構大角度形貌的測量能力，能夠測量傾斜角近乎90度的漫反射斜坡面形貌，尤其擅長大坡度、低反射率的粗糙表面形貌測量。
三、臺階儀
工作原理：
1. 探針接觸式測量：測量時通過使用2μm半徑的金剛石針尖在超精密位移臺移動樣品時掃描其表面，通過探針的垂直移動來測量表面的高度變化。
臺階儀，也稱為探針式輪廓儀或接觸式表面輪廓測量儀，主要用于臺階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀形貌參數的測量。
臺階儀的工作原理
臺階儀的核心部件是一個精密的觸針或探針，它被安裝在一個高度可調的支架上。當觸針沿被測表面輕輕滑過時，由于表面可能存在微小的峰谷，觸針在滑行的同時會根據表面的起伏作上下運動。
