Le profilomètre à sonde touche la surface de l'échantillon à l'aide d'une sonde physique pour mesurer la Microtopographie avec une grande précision. Son principe de base est le suivant: la sonde (généralement en matériau diamant, rayon de courbure 50 nm - 25 µm facultatif) Lorsque la surface de l'échantillon est rayée, les micro - aspérités de la surface permettent à la sonde de générer un déplacement vertical, les capteurs de déplacement tels que les céramiques piézoélectriques ou les interférences Laser convertissent le déplacement mécanique en signal électrique pour reconstruire un profil tridimensionnel après amplification, filtrage. La technologie peut atteindre une résolution verticale de l'ordre de 0,1 nm et une résolution latérale de 0,05 à 0,2 μm, avec une plage de mesure allant jusqu'à 55 mm, pour des scénarios tels que l'épaisseur du film mince de la plaquette, la rugosité de la surface métallique, etc.
Les facteurs influençant la précision peuvent être résumés dans les dimensions fondamentales suivantes:
Paramètres de la sonde
Rayon: un rayon trop petit (par exemple < 1 μm) améliore la résolution latérale, mais est susceptible de s'user et de rayer les matériaux mous (par exemple, photoadhésif, film d'aluminium); Un rayon trop grand réduit la résolution.
Mesure de la Force: la force doit être contrôlée au niveau du micro - bovin (généralement 2 à 5 mg), une force excessive entraîne une déformation de la surface du matériau mou, une force trop faible peut provoquer un mauvais contact. L'équipement haut utilise un système de retour de force pour ajuster dynamiquement la pression.
Calibrage de l'équipement et contrôle du mouvement
Erreur d'étalonnage: la reproductibilité de la hauteur des marches (exigence < 4 Å) doit être vérifiée périodiquement avec un échantillon standard (par exemple, une marche de 1 µm).
Vitesse de balayage: une vitesse trop rapide (> 1 mm / s) peut provoquer le décollement de la sonde de la surface ou générer une force de mesure dynamique, une vitesse trop lente peut réduire l'efficacité. La vitesse optimisée typique est de 0,1 à 0,5 mm / S.
Précision de la table de chargement: avec une table de balayage ultra - plate et un entraînement en céramique piézoélectrique, assurez - vous que la translation dans la direction X / y diffère de < 0,1 μm.
Facteurs environnementaux et opérationnels
Température et humidité: les fluctuations de température (> ± 1 ° c) ou les variations d'humidité (> ± 10% HR) peuvent provoquer une dilatation thermique ou des perturbations électrostatiques, nécessitant un fonctionnement dans une chambre thermostatique et humide (16 - 25 ° C / 30 - 40% HR).
Manipulation de l'échantillon: la surface doit être nettoyée sans huile et la direction de mesure doit être perpendiculaire à la texture de traitement pour éviter les erreurs de directivité.