中圖儀器NS系列高分辨率臺階儀是一款超精密接觸式微觀(guān)輪廓測量?jì)x器，其主要用于臺階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀(guān)形貌參數的測量。它采用了線(xiàn)性可變差動(dòng)電容傳感器LVDC，具備超微力調節的能力和亞埃級的分辨率，同時(shí)，其集成了超低噪聲信號采集、超精細運動(dòng)控制、標定算法等核心技術(shù)，使得儀器具備超高的測量精度和測量重復性。

工作過(guò)程

測量時(shí)通過(guò)使用2μm半徑的金剛石針尖在超精密位移臺移動(dòng)樣品時(shí)掃描其表面，測針的垂直位移距離被轉換為與特征尺寸相匹配的電信號并最終轉換為數字點(diǎn)云信號，數據點(diǎn)云信號在分析軟件中呈現并使用不同的分析工具來(lái)獲取相應的臺階高或粗糙度等有關(guān)表面質(zhì)量的數據。

結構

主要組成部分

1、測量系統

（1）單拱龍門(mén)式設計，結構穩定性好，而且降低了周?chē)h(huán)境中聲音和震動(dòng)噪音對測量信號的影響，提高了測量精度。

（2）線(xiàn)性可變差動(dòng)電容傳感器（LVDC），具有亞埃級分辨率，13μm量程下可達0.01埃。高信噪比和低線(xiàn)性誤差，使得產(chǎn)品能掃描到幾納米至幾百微米臺階的形貌特征。

（3）傳感器設計使得在單一平臺上即可實(shí)現超微力和正常力測量。測力恒定可調，以適應硬質(zhì)或軟質(zhì)材料表面。超低慣量設計和微小電磁力控制，實(shí)現無(wú)接觸損傷的精準接觸式測量。

2、工件臺

（1）精密的XY平臺結合360°連續旋轉電動(dòng)旋轉臺，可以對樣品的位置以及角度進(jìn)行調節，三維位置均可以調節，利于樣品調整。

（2）超高直線(xiàn)度導軌，有效避免運動(dòng)中的細微抖動(dòng)，提高掃描精度，真是反映工件微小形貌。

3、成像系統

500萬(wàn)像素高分辨率彩色攝像機，即時(shí)進(jìn)行高精度定位測量?？梢詫⑻结樀男蚊矆D像傳輸到控制電腦上，使得測量更加直觀(guān)。

4、軟件系統

測量軟件包含多個(gè)模塊。

5、減震系統

防止微小震動(dòng)對測量結果的影響，使實(shí)驗數據更加準確。

NS系列臺階儀應用場(chǎng)景適應性強，其對被測樣品的反射率特性、材料種類(lèi)及硬度等均無(wú)特殊要求，能夠廣泛應用于半導體、太陽(yáng)能光伏、光學(xué)加工、LED、MEMS器件、微納材料制備等各行業(yè)領(lǐng)域內的工業(yè)企業(yè)與高校院所等科研單位，其對表面微觀(guān)形貌參數的準確表征，對于相關(guān)材料的評定、性能的分析與加工工藝的改善具有重要意義。

產(chǎn)品功能

1.參數測量功能

1）臺階高度：能夠測量納米到330μm或1050μm的臺階高度，可以準確測量蝕刻、濺射、SIMS、沉積、旋涂、CMP等工藝期間沉積或去除的材料。

2）粗糙度與波紋度：能夠測量樣品的粗糙度和波紋度，分析軟件通過(guò)計算掃描出的微觀(guān)輪廓曲線(xiàn)，可獲取粗糙度與波紋度相關(guān)的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等數十項參數。

3）應力測量：可測量多種材料的表面應力。

2.測量模式與分析功能

1）單區域測量模式：完成Focus后根據影像導航圖設置掃描起點(diǎn)和掃描長(cháng)度，即可開(kāi)始測量。

2）多區域測量模式：完成Focus后，根據影像導航圖完成單區域掃描路徑設置，可根據橫向和縱向距離來(lái)陣列形成若干到數十數百項掃描路徑所構成的多區域測量模式，一鍵即可完成所有掃描路徑的自動(dòng)測量。

3）3D測量模式：完成Focus后根據影像導航圖完成單區域掃描路徑設置，并可根據所需掃描的區域寬度或掃描線(xiàn)條的間距與數量完成整個(gè)掃描面區域的設置，一鍵即可自動(dòng)完成整個(gè)掃描面區域的掃描和3D圖像重建。

4）SPC統計分析：支持對不同種類(lèi)被測件進(jìn)行多種指標參數的分析，針對批量樣品的測量數據提供SPC圖表以統計數據的變化趨勢。

3.雙導航光學(xué)影像功能

在NS200-D型號中配備了正視或斜視的500W像素的彩色相機，在正視導航影像系統中可精確設置掃描路徑，在斜視導航影像系統中可實(shí)時(shí)跟進(jìn)掃描軌跡。

4.快速換針功能

采用了磁吸式測針，當需要執行換針操作時(shí)，可現場(chǎng)快速更換掃描測針，并根據軟件中的標定模塊進(jìn)行快速標定，確保換針后的精度和重復性，減少維護煩惱。

磁吸針實(shí)物外觀(guān)圖（330μm量程）

應用案例

在薄膜厚度測量領(lǐng)域，NS系列高分辨率臺階儀利用光學(xué)干涉原理，通過(guò)測量膜層表面的臺階高度來(lái)計算出膜層的厚度，具有測量精度高、測量速度快、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。它可以測量各種材料的膜層厚度，包括金屬、陶瓷、塑料等。如針對測量ITO導電薄膜的應用場(chǎng)景，NS200臺階儀提供如下便捷功能：

1）結合了360°旋轉臺的全電動(dòng)載物臺，能夠快速定位到測量標志位；

2）對于批量樣件，提供自定義多區域測量功能，實(shí)現一鍵多點(diǎn)位測量；

3）提供SPC統計分析功能，直觀(guān)分析測量數值變化趨勢；

部分技術(shù)指標

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