中圖儀器NS系列探針接觸式臺(tái)階儀是一款超精密接觸式微觀輪廓測量儀器，其主要用于臺(tái)階高、膜層厚度、表面粗糙度等微觀形貌參數(shù)的測量。NS系列臺(tái)階儀采用了線性可變差動(dòng)電容傳感器LVDC，具備超微力調(diào)節(jié)的能力和亞埃級(jí)的分辨率，同時(shí)，其集成了超低噪聲信號(hào)采集、超精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制、標(biāo)定算法等核心技術(shù)，使得儀器具備超高的測量精度和測量重復(fù)性。
工作原理
當(dāng)觸針沿被測表面輕輕滑過時(shí)，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時(shí)還沿峰谷作上下運(yùn)動(dòng)。觸針的運(yùn)動(dòng)情況就反映了表面輪廓的情況。
NS系列探針接觸式臺(tái)階儀通常使用2μm半徑的金剛石針尖來測量這些小特征。一個(gè)精密的xy載物臺(tái)聯(lián)合掃描軸R和轉(zhuǎn)臺(tái)θ，在測針下移動(dòng)樣品，測針中的垂直位移被轉(zhuǎn)換為與特征尺寸相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。然后將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，在其中它們可以顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上并進(jìn)行操作以確定有關(guān)基材的各種分析信息。可以微調(diào)掃描長度和掃描速度，以增加或減少分析時(shí)間和分辨率。此外，測力可調(diào)以適應(yīng)硬質(zhì)或軟質(zhì)材料表面。
產(chǎn)品功能
1.參數(shù)測量功能
1）臺(tái)階高度：能夠測量納米到330μm或1050μm的臺(tái)階高度，可以準(zhǔn)確測量蝕刻、濺射、SIMS、沉積、旋涂、CMP等工藝期間沉積或去除的材料。
2）粗糙度與波紋度：能夠測量樣品的粗糙度和波紋度，分析軟件通過計(jì)算掃描出的微觀輪廓曲線，可獲取粗糙度與波紋度相關(guān)的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等數(shù)十項(xiàng)參數(shù)。
3）應(yīng)力測量：可測量多種材料的表面應(yīng)力。
2.測量模式與分析功能
1）單區(qū)域測量模式：完成Focus后根據(jù)影像導(dǎo)航圖設(shè)置掃描起點(diǎn)和掃描長度，即可開始測量。
2）多區(qū)域測量模式：完成Focus后，根據(jù)影像導(dǎo)航圖完成單區(qū)域掃描路徑設(shè)置，可根據(jù)橫向和縱向距離來陣列形成若干到數(shù)十?dāng)?shù)百項(xiàng)掃描路徑所構(gòu)成的多區(qū)域測量模式，一鍵即可完成所有掃描路徑的自動(dòng)測量。
3）3D測量模式：完成Focus后根據(jù)影像導(dǎo)航圖完成單區(qū)域掃描路徑設(shè)置，并可根據(jù)所需掃描的區(qū)域?qū)挾然驋呙杈€條的間距與數(shù)量完成整個(gè)掃描面區(qū)域的設(shè)置，一鍵即可自動(dòng)完成整個(gè)掃描面區(qū)域的掃描和3D圖像重建。
4）SPC統(tǒng)計(jì)分析：支持對(duì)不同種類被測件進(jìn)行多種指標(biāo)參數(shù)的分析，針對(duì)批量樣品的測量數(shù)據(jù)提供SPC圖表以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的變化趨勢。
3.雙導(dǎo)航光學(xué)影像功能
在NS200-D型號(hào)中配備了正視或斜視的500W像素的彩色相機(jī)，在正視導(dǎo)航影像系統(tǒng)中可精確設(shè)置掃描路徑，在斜視導(dǎo)航影像系統(tǒng)中可實(shí)時(shí)跟進(jìn)掃描軌跡。
4.快速換針功能
采用了磁吸式測針，當(dāng)需要執(zhí)行換針操作時(shí)，可現(xiàn)場快速更換掃描測針，并根據(jù)軟件中的標(biāo)定模塊進(jìn)行快速標(biāo)定，確保換針后的精度和重復(fù)性，減少維護(hù)煩惱。
磁吸針實(shí)物外觀圖（330μm量程）
典型應(yīng)用
NS系列臺(tái)階儀應(yīng)用場景適應(yīng)性強(qiáng)，其對(duì)被測樣品的反射率特性、材料種類及硬度等均無特殊要求，能夠廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、太陽能光伏、光學(xué)加工、LED、MEMS器件、微納材料制備等各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)企業(yè)與高校院所等科研單位，其對(duì)表面微觀形貌參數(shù)的準(zhǔn)確表征，對(duì)于相關(guān)材料的評(píng)定、性能的分析與加工工藝的改善具有重要意義。
臺(tái)階儀測量薄膜厚度
NS系列臺(tái)階儀利用光學(xué)干涉原理，通過測量膜層表面的臺(tái)階高度來計(jì)算出膜層的厚度，具有測量精度高、測量速度快、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。它可以測量各種材料的膜層厚度，包括金屬、陶瓷、塑料等。如針對(duì)測量ITO導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用場景，NS200臺(tái)階儀提供如下便捷功能：
1）結(jié)合了360°旋轉(zhuǎn)臺(tái)的全電動(dòng)載物臺(tái)，能夠快速定位到測量標(biāo)志位；
2）對(duì)于批量樣件，提供自定義多區(qū)域測量功能，實(shí)現(xiàn)一鍵多點(diǎn)位測量；
3）提供SPC統(tǒng)計(jì)分析功能，直觀分析測量數(shù)值變化趨勢；
部分技術(shù)指標(biāo)
| 型號(hào) | NS200 |
| 樣品觀察 | 500萬像素彩色攝像機(jī) 正視視野：2.2×1.7mm |
| 探針傳感器 | 超低慣量，LVDC傳感器 |
| 平臺(tái)移動(dòng)范圍X/Y | 電動(dòng)X/Y(150mm*150mm)(可手動(dòng)校平) |
| 單次掃描長度 | 55mm |
| 樣品厚度 | 50mm |
| 載物臺(tái)晶圓尺寸 | 200mm（8吋） |
| 臺(tái)階高度重復(fù)性 | 5 ?, 量程為330μm時(shí)/ 10 ?, 量程為1mm時(shí)（測量1μm臺(tái)階高度，1δ） |
| 尺寸（L×W×H）mm | 630×610×500 |
| 重量 | 40kg |
| 儀器電源 | 100-240 VAC，50/60 Hz，200W |
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