在制造與前沿科研領(lǐng)域，微觀表面形貌的量化表征是保障產(chǎn)品性能與推動技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。臺階儀作為一種高精度表面測量儀器，通過對樣品表面高度差、粗糙度及薄膜厚度等參數(shù)的獲取，為半導(dǎo)體、納米材料、光學(xué)工程等領(lǐng)域提供了不可或缺的技術(shù)支撐。本文將系統(tǒng)闡述臺階儀的工作原理、技術(shù)特性，并重點(diǎn)介紹澤攸科技臺階儀的創(chuàng)新成果及其應(yīng)用場景。

臺階儀的基本定義與核心功能

臺階儀是一類基于接觸式探針掃描技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品表面微觀形貌二維和三維特征量化分析的測量設(shè)備。其核心功能在于通過高分辨率傳感系統(tǒng)捕捉表面納米至微米量級的幾何特征，輸出高度差、粗糙度、3D 形貌等定量參數(shù)，為材料性能評估、工藝優(yōu)化及器件可靠性分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

臺階儀接觸式探針掃描技術(shù)原理

接觸式測量系統(tǒng)采用微米級半徑的金剛石探針作為測量單元，通過壓電驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)探針與樣品表面的相對運(yùn)動。當(dāng)探針沿掃描路徑接觸表面時，其垂直位移通過電感式傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換與算法處理后生成表面輪廓數(shù)據(jù)。該技術(shù)的優(yōu)勢在于納米級垂直分辨率，但需嚴(yán)格控制探針壓力（通常為微牛級）以避免樣品損傷，適用于較硬質(zhì)材料表面的高精度測量。

澤攸科技臺階儀的技術(shù)創(chuàng)新與性能參數(shù)

該系列產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢集中體現(xiàn)在：

1. 大行程超精密平面掃描技術(shù)：采用超光滑平晶導(dǎo)軌與納米光柵反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 55mm描范圍內(nèi)≤ 20nm（每2mm）的平面度誤差，滿足大尺寸樣品的全域均勻性測量需求。

2. 大帶寬大行程納米微動臺：集成壓電驅(qū)動與LVDT傳感單元，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)行程內(nèi) 0.05nm 的位移分辨率，10kHz 帶寬確保高速掃描時的動態(tài)響應(yīng)精度，重復(fù)測量偏差控制在 0.5nm 以內(nèi)。

3. 超微壓力恒定控制系統(tǒng)：通過閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)探針接觸力至 0.5-50mg 范圍，在保證測量穩(wěn)定性的同時，有效避免對軟質(zhì)材料表面的機(jī)械損傷。

4. 直立式雙LVDT測量結(jié)構(gòu)：創(chuàng)新式的直立下針雙LVDT測量系統(tǒng)，擯棄了傳統(tǒng)的杠桿式測量方式，無需圓弧補(bǔ)償，所測即所得。

其代表性產(chǎn)品的核心性能指標(biāo)如下：垂直分辨率≤0.05nm，高度方向重復(fù)性≤0.5nm（1μm 標(biāo)準(zhǔn)臺階），最大掃描長度≥200mm（含拼接），支持≤12 英寸晶圓及 50mm 高度樣品的直接測量，覆蓋科研與工業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求。