Прожекторный контур контактирует с поверхностью образца через физический зонд для измерения микроморфологии с высокой точностью. Его основной принцип: зонд (обычно алмазный материал, радиус кривизны 50 нм - 25 мкм необязательно) при царапинах поверхности образца, микроскопическая выпуклость поверхности заставляет зонд производить вертикальное смещение, датчик смещения (например, пьезоэлектрическая керамика или лазерная интерферометрия) преобразует механическое смещение в электрический сигнал, после усиления, фильтрации восстанавливает трехмерный контур. Технология обеспечивает вертикальное разрешение 0,1 нм и поперечное разрешение 0,05 - 0,2 мкм, диапазон измерений до 55 мм, подходит для таких сценариев, как толщина тонкой пленки кристаллической окружности и шероховатость металлической поверхности.
Факторы, влияющие на точность, можно суммировать в следующих основных измерениях:
Параметры зонда
Радиус: слишком малый радиус (например, < 1 мкм) может улучшить поперечное разрешение, но легко изнашивается и может поцарапать мягкий материал (например, фоторезист, алюминиевая пленка); Слишком большой радиус снижает разрешение.
Измерительная сила: необходимо контролировать уровень микрокрупного рогатого скота (обычно 2 - 5 мг), чрезмерное общее собрание сил приводит к деформации поверхности мягкого материала, слишком малая сила может вызвать плохой контакт. Высокое оборудование использует систему обратной связи с силой для динамической регулировки давления.
Калибровка оборудования и управление движением
Ошибка калибровки: необходимо периодически проверять воспроизводимость высоты ступени с помощью стандартных образцовых блоков (например, 1 мкм ступеней) (требуется < 4 А).
Скорость сканирования: слишком высокая скорость (> 1 мм / с) может вызвать спуск зонда с поверхности или создать динамическую измерительную силу, а слишком медленная скорость снижает эффективность. Типичная скорость оптимизации составляет 0,1 - 0,5 мм / с.
Точность несущего стола: использование суперплоского сканирующего стола и пьезоэлектрического керамического привода для обеспечения разности сдвига в направлении X / Y < 0,1 мкм.
Экологические и оперативные факторы
Температура и влажность: колебания температуры (> ±1°C) или изменения влажности (> ±10% RH) могут вызвать тепловое расширение или электростатические помехи, которые должны работать в камере с постоянной температурой и влагой (16 - 25°C / 30 - 40% RH).
Обработка образцов: поверхность должна быть очищена от загрязнения нефтью, а направление измерения должно быть перпендикулярно текстуре обработки, чтобы избежать ошибки ориентации.