El perfilador de sonda entra en contacto con la superficie de la muestra a través de una sonda física para medir la morfología microscópica con alta precisión. Su principio central es que cuando la sonda (generalmente de diamante, con un radio de curvatura opcional de 50 nm - 25 μm) se dibuja en la superficie de la muestra, la micro - convexidad y convexidad de la superficie hacen que la sonda produzca un desplazamiento vertical, y el sensor de desplazamiento (como la cerámica piezoeléctrica o la interferencia láser) convierte el desplazamiento mecánico en una señal eléctrica y reconstruye el contorno tridimensional después de la amplificación y el filtrado. Esta tecnología puede lograr una resolución vertical de 0,1 nm y una resolución transversal de 0,05 - 0,2 micras, con un rango de medición de 55 mm, que es adecuado para escenarios como el espesor de la película de obleas y la rugosidad de la superficie metálica.
Los factores que influyen en la precisión se pueden resumir en las siguientes dimensiones centrales:
Parámetros de la sonda
Radio: si el radio es demasiado pequeño (por ejemplo < 1 μm), aunque puede mejorar la resolución lateral, es fácil de desgastar y puede rayar materiales blandos (por ejemplo, fotorresistente, película de aluminio); Un radio demasiado grande reduce la resolución.
Fuerza de medición: es necesario controlarla en el nivel micro - Niu (generalmente 2 - 5 mg), la fuerza excesiva causará deformación de la superficie del material blando, y la fuerza excesiva puede causar mala exposición. El equipo alto utiliza un sistema de retroalimentación de fuerza para ajustar dinámicamente la presión.
Calibración del equipo y control de movimiento
Error de calibración: es necesario verificar regularmente la reproducibilidad de la altura del escalón con un bloque de muestra estándar (por ejemplo, un escalón de 1 μm) (requisito inferior a 4 Ö).
Velocidad de escaneo: una velocidad demasiado rápida (> 1 mm / s) puede desencadenar que la sonda se separe de la superficie o genere una fuerza de medición dinámica, y una velocidad demasiado lenta puede reducir la eficiencia. La velocidad de optimización típica es de 0,1 - 0,5 mm / S.
Precisión de la Plataforma de carga: se utiliza una plataforma de escaneo súper plana y una unidad de cerámica piezoeléctrica para garantizar que la diferencia de traducción en la dirección X / y sea inferior a 0,1 micras.
Factores ambientales y operativos
Temperatura y humedad: las fluctuaciones de temperatura (> ± 1 ° c) o los cambios de humedad (> ± 10% rh) pueden desencadenar expansión térmica o interferencia estática, que deben operar en una cámara termostática y húmeda (16 - 25 ° C / 30 - 40% rh).
Tratamiento de la muestra: la superficie debe estar limpia y libre de aceite, y la dirección de medición debe ser perpendicular a la línea de procesamiento para evitar errores direccionales.