中图台阶仪属于接触式探针表面轮廓测量设备,主要用于微纳尺度台阶高度、薄膜厚度以及表面微观形貌的检测工作,在半导体、光伏、光学器件研发质检环节有着较多落地场景。设备依托LVDC线性差动电容传感架构开展信号采集,依靠传感器的信号捕捉能力完成垂直方向形貌信息获取,测量力可以在区间内连续调整,这套测力调节机制可以兼顾硬质基材与质地偏软的薄膜试样,在合理设置测力参数的前提下,可以降低探针划过样品表面时划伤试样的概率,实现接触条件下的试样检测工作。部分高配整机搭载一体式气浮隔振模块,能够缓解外界振动、环境噪声带来的信号扰动,让设备既可以放置在实验室内使用,也能够适配工业质检工位长期连续运行的工况。
设备搭载电动XYθ位移平台,搭配真空吸附载台,可以完成不同规格试样的固定装夹,最大可以接纳8英寸晶圆试样,薄片、小块基板类样品也可以通过对应的装夹方式完成定位。设备采用磁吸式快换测针结构,操作人员不需要准备专用工具就可以完成探针更换,更换完成后借助软件内置标定流程完成状态校正,减少设备停机调试占用的时间,标配的金刚石探针也可以支撑长时间的扫描作业。双导航光学影像定位系统配备彩色相机,拥有正视、斜视两套观测视角,操作人员可以通过画面可视化确定扫描路径,精准锁定尺寸微小的待测区域,减少人工对位带来的位置偏差,扫描量程覆盖纳米到微米区间,扫描速度可根据样品实际情况灵活设置参数。同时该设备不会受样品表面反光条件约束,透明、哑光、深色以及软膜类材料都可以开展测试,多轴安全限位设计,能够规避探针发生碰撞损坏的情况,提升设备运行过程的安全程度。
软件层面,中图台阶仪支持单点快速测量、阵列多区域批量扫描以及3D轮廓重建多种工作模式。系统能够自动识别扫描得到的台阶轮廓,输出台阶高度、膜层厚度、粗糙度、波纹度、表面翘曲等多项形貌参数,以此量化刻蚀、镀膜、CMP工艺带来的材料沉积或者去除效果。内置SPC统计分析模块,在批量检测过程中自动生成统计趋势图表,为工艺过程监控提供数据支撑。原始轮廓数据、检测时间、样品编号都可以完整保存,还可以自定义报告模板,满足研发分析、来料质检的数据归档溯源需求。软件操作逻辑偏向简洁,依靠影像选点,鼠标指定位置就可以启动扫描,内置校准补偿算法,方便操作人员定期校验仪器状态,基础培训过后工作人员就可以独立完成样品检测任务,测量数据能够导出通用格式,对接外部分析平台,软件还可以迭代更新,按需拓展对应的分析模块,匹配不同行业的检测需求。
在实际落地场景中,中图台阶仪覆盖半导体晶圆、光刻工艺、MEMS器件、光学元件、LED、光伏电池、微纳新材料、显示面板,可完成薄膜厚度、刻蚀台阶、微观形貌、器件结构特征检测,覆盖研发试验、工艺验证、成品检验各个环节。设备配套本地化技术服务,可开展样品预测试、现场装机调试、人员实操培训,国内服务网点完成维保校准,备件供应周期可控,还可以根据客户试样工况给出定制化测量方案。