表面轮廓度仪

[color=#000000]粗糙度轮廓仪为粗糙度及轮廓的复合机。轮廓传感器对工件的宏观表面轮廓、二维尺寸进行测量 与检验，粗糙度传感器对工件的微观表面进行测量与检测[/color][b]特点[/b][color=#000000]1、高精度摩擦式导轨结构，具有优异稳定的运动精度。经专用算法修正后，具有极高的直线度精度。精度保持长久，只需简单的修正操作即可修复成出厂的高精度状态；[/color][color=#000000]2、轮廓测针测杆采用快速的磁吸结构，具有定位精度高、更换快捷的特点。软件对不同类型的测针测杆进行校正并保存校正参数，更换测针测杆时，因磁吸结构具有定位精度高的特点，而无需再次校正，大大提高仪器的使用便利性和测量效率；[/color][color=#000000]3、原始数据自动保存，便于多次标注，软件标注与 CAD 同理；[/color][color=#000000]4、可将测量的图形结果转化为 DXF 格式，可将测量结果以 Excel 表格格式输出；[/color][color=#000000]5、可以对操作进行无限次的撤销及恢复操作；[/color][color=#000000]6、采用独立的轮廓、粗糙度测量传感器，即保持大量程轮廓测量需求，亦能高精度测量粗糙度；[/color][color=#000000]7、粗糙度采用触针式无导头测量，残值轮廓可低于 5nm!实现高精度的粗糙度测量，特别在测量零件的圆弧面、斜面、窄槽的槽底、槽侧面的粗糙度时，具有带导头式粗糙度测量无法比拟的精度和测量便利性。[/color][img]https://p3.toutiaoimg.com/img/tos-cn-i-qvj2lq49k0/4372814fa2524f599af2d76e04cb37f0~tplv-tt-shrink:640:0.image[/img]【英徕铂】英徕铂ENLAB，物性检测仪器品牌，为国内市场提供数百种物性检测仪器，为科研工作者提供检测仪器解决方案与服务

[quote]引言：半导体产业是一个点石成金的行业，将从普通的石英砂中提取的硅原料制成拥有现代工业系统“心脏”之称的IC芯片，中间须历经数十上百道工序，从硅晶圆的制备到晶圆IC的制造，每一步都对工艺流程的质量有着严格的管控要求，由各式各样的检测仪器共同组成了产品质量监控的守门员，而在这之中，作为产品表面质量检测仪器的光学3D表面轮廓仪，以其超高的检测精度和重复性，发挥着重要的作用。[/quote]　　中图仪器SuperView W1[b][color=#3333ff]光学3D表面轮廓仪[/color][/b]，是一款专用于超精密加工领域的光学检测仪器，其分辨率可达0.1nm。半导体产业作为超精密加工领域一颗璀璨的明珠，在其硅晶圆的制备和晶圆IC的制造过程中，光学3D表面轮廓仪都以其强大的表面质量检测功能给这颗明珠增添一份靓丽的色彩。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/4/201804257216238.png[/img][/align][color=#ffffff]硅晶圆的粗糙度检测[/color]在半导体产业中，硅晶圆的制备质量直接关系着晶圆IC芯片的制造质量，而硅晶圆的制备，要经过十数道工序，才能将一根硅棒制成一片片光滑如镜面的抛光硅晶圆，如下图所示，提取表面一区域进行扫描成像。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/4/201804250029083.png[/img][/align]通过上图我们看到，制备好的抛光硅晶圆表面轮廓起伏已在数纳米以内，其表面粗糙度在0.5nm左右，由于其粗糙度精度已到亚纳米量级，而在此量级上，接触式轮廓仪和一般的非接触式仪器均无法满足检测要求，只有结合了光学干涉原理和精密扫描模块的光学3D表面轮廓仪才适用。[color=#ffffff]晶圆IC的轮廓检测[/color]晶圆IC的制造过程可简单看作是将光罩上的电路图通过UV蚀刻到镀膜和感光层后的硅晶圆上这一过程，其中由于光罩中电路结构尺寸极小，任何微小的粘附异物和瑕疵均会导致制造的晶圆IC表面存在缺陷，因此必须对光罩和晶圆IC的表面轮廓进行检测。下图是一块蚀刻后的晶圆IC，使用光学3D表面轮廓仪对其中一个微结构扫描还原3D图像，并测量其轮廓尺寸。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/4/201804252060141.png[/img][/align][color=#ffffff]晶圆IC减薄后的粗糙度检测[/color]在硅晶圆的蚀刻完成后，根据不同的应用需求，需要对制备好的晶圆IC的背面进行不同程度的减薄处理，在这个过程中，需要对减薄后的晶圆IC背面的表面粗糙度进行监控以满足后续的应用要求。在减薄工序中，晶圆IC的背面要经过粗磨和细磨两道磨削工序，下图是粗磨后的晶圆IC背面，选取其中区域进行成像分析。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/4/201804253935356.png[/img][/align]从上图可以看出，粗磨后的表面存在明显的磨削纹路，而3D图像显示在左下部分存在一处凹坑瑕疵，沿垂直纹理方向提取剖面轮廓并经过该瑕疵，在剖面轮廓曲线里可看到该处瑕疵最大起伏在2.4um左右，而磨削纹理起伏最大在1um范围内波动，并获取该区域的面粗糙度Sa为216nm，剖面线的粗糙度Ra为241nm。而在经过细磨后，晶圆IC背面的磨削纹理已基本看不出，选取表面区域进行成像分析。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/4/201804257060316.png[/img][/align]从上图可知，在经过细磨之后，晶圆IC背面的磨削纹理轮廓起伏已经降到36nm附近，其表面粗糙度也已经从200多nm直降到6nm左右。以上是SuperView W1光学3D表面轮廓仪在半导体产业中的几种典型应用案例。目前我国正在大力推进半导体产业跨越式大发展，中图仪器SuperView W1光学3D表面轮廓仪必将为此贡献更多力量。

“摩擦，摩擦，在这光滑的地上摩擦…..”还记得庞麦郎的一首《我的滑板鞋》风靡大街小巷，广场上卷起了一股溜滑板鞋的浪潮。尔今浪潮已退，但摩擦声却未消失，作为一柄对社会发展起着双刃剑作用的武器，各大高校和科研机构一直都在对摩擦学进行着持续的研究，而中图仪器[b]SuperView W1光学3D表面轮廓仪[/b]，就是该领域最时尚的滑板鞋，载着研究人员疾驰，手持武器，所向披靡。　　摩擦学是一门研究物体相对运动时其表面摩擦、润滑、磨损三者间相互关系的交叉学科，摩擦学实验研究的重点和难点之一在于对磨损量的定量分析。磨损量涵盖了磨损区的轮廓尺寸、粗糙度、体积这线、面、体三个维度方面的参数，量级从纳米到毫米不等，又由于不可破坏性测量，传统的低精度接触式轮廓仪和影像仪无法适用，而以白光干涉为原理、具备高精度、非接触式测量能力的光学3D表面轮廓仪登上了摩擦学研究的舞台。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808238760989.jpg[/img][/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808231572145.jpg[/img][/align][align=center]图1 工作中的CSM摩擦磨损测试仪[/align]　　上图展示的是一款工作中的CSM摩擦磨损测试仪，经过十数小时的摩擦，铜板表面出现了一圈圈摩擦痕迹，即为磨损区域，对磨损区域进行尺寸上的定量分析，是研究的重要组成部分，下面我们使用中图仪器SuperView W1光学3D表面轮廓仪对一块经过摩擦试验处理的铜板进行线、面、体三个维度的定量分析。一、一维：线_轮廓尺寸　　取一块摩擦处理过的铜板，使用SuperView W1光学3D表面轮廓仪对其中未摩擦过的光滑区域和摩擦过的磨损区域进行扫描，获取其3D图像。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808239913954.jpg[/img][/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808234541029.jpg[/img][/align][align=center]图5 磨损区的剖面轮廓曲线[/align]　　从图中可以看到，相对光滑区细致较浅的划痕，磨损区充满了坑坑洼洼的槽，在磨损区3D图像上提取一条剖面轮廓曲线，可以获取槽深和槽宽的轮廓尺寸数据。二、二维：面_粗糙度　　分别在光滑区和磨损区选取若干点，测量分析显示经过摩擦磨损试验过的区域线粗糙度和面粗糙度均增大了至少十几倍。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808235791766.jpg[/img][/align][align=center]图6 光滑区域粗糙度[/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808237197020.jpg[/img][/align][align=center]图7 磨损区域粗糙度[/align]三、三维：体_体积[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2018/8/201808238604911.jpg[/img][/align][align=center]图8 磨损区3D图像&孔洞体积测量[/align]　　如右上图，利用分析工作“孔洞体积”对磨损区进行区域体积分析。在选择的分析区域中，位于基准面（蓝色方框）上面的顶点区域显示为红色，位于基准面下方显示为绿色，利用“孔洞体积”分析工具可直接获取该区域内上下两部分的面积、体积、深度数据。　　一线二面三体，中图仪器SuperView W1光学3D表面轮廓仪能让研究人员掌握三个维度精确的数据信息，从而对摩擦磨损区进行全面的分析判断，如同穿上了酷炫的滑板鞋，在摩擦学研究这个舞台秀出华丽的舞步。