一、什么是台阶仪?
台阶仪(Profilometer)是一种用于高精度测量材料表面微观形貌(如台阶高度、粗糙度、平整度、翘曲度等)的精密仪器,广泛应用于半导体制造、材料科学研究、MEMS(微机电系统)加工、光学元件检测等领域。其核心功能是通过探针与样品表面的微小接触,获取表面高度变化的量化数据,为材料性能分析和工艺优化提供关键依据。
二、台阶仪的工作原理
台阶仪的核心原理基于“探针接触扫描+传感器反馈”技术,具体流程如下:
探针接触表面:采用极细的硬质探针(曲率半径通常≤2μm),以极轻的力(0.5~50mg)接触样品表面,类似“轻抚”般划过待测区域,避免损伤样品。
扫描与数据采集:通过样品台或探针在X-Y平面匀速移动,探针每扫过一条线,仪器记录该线上所有点的Z轴(高度)数据;多条扫描线的高度数据拼接后,形成密集的“高度点阵”。
传感器反馈与计算:
- 力控制:通过LVDT(线性可变差动变压器)传感器检测弹簧形变量,精准控制探针施加的压力(恒定力控制),确保测量一致性。位移测量:压电陶瓷驱动微动台产生位移(行程≥1mm),微动台LVDT传感器实时反馈位移变化,该位移量即为被测区域的台阶高度。
3D形貌渲染:软件将高度点阵数据处理并渲染为3D形貌图,直观展示表面微观特征(如台阶边缘、划痕、凸起等)。
三、泽攸科技台阶仪:高精度测量的“中国智造”——JS系列技术解析与优势
在半导体、精密材料检测领域,高精度、高稳定性的台阶仪是衡量工艺水平的关键工具。作为国内领先的精密测量设备厂商,东莞泽攸科技有限公司(以下简称“泽攸科技”)推出的JS系列台阶仪(涵盖手动、半自动、全自动型号),凭借核心技术突破与灵活升级能力,正成为国产高端测量设备的标杆。
(一)产品矩阵:覆盖全场景需求的“定制化”方案
泽攸JSC系列针对不同用户的检测效率、样品尺寸需求,打造了三级产品体系:
- 手动型(JS 10C):适合实验室小批量检测,支持水平(X/Y)、旋转(RZ)手动控制,样品厚度≤50mm,最大扫描长度55mm,垂直分辨率高达0.05nm(满量程),重复性偏差≤0.5nm(10μm标准块扫描30次)。半自动型(JS 100C/200C/300C):适配中批量检测,样品台X/Y/Z轴电动控制,支持±360°高精度旋转(0.1°分辨率),样品尺寸覆盖6寸至12寸,主机重量350~460kg,兼顾效率与稳定性。全自动型(JS 2000C/3000C):面向大规模产线检测,集成图像识别系统(定位精度±10μm),支持单次扫描≤55mm、晶圆厚度≤50mm,生产效率≥10片/小时(单面量测≥5个位置),满足半导体晶圆量产检测需求。
(二)核心技术:双LVDT传感器+模块化设计,定义国产精度新标杆
泽攸JSC系列的技术优势源于两大核心创新:
双LVDT传感器“双保险”:
- 传感器LVDT:实时检测弹簧形变量,精准计算探针施加压力(0.5~50mg),确保软质/脆性材料(如硅、钽酸锂、玻璃)的安全测量。微动台LVDT:反馈压电陶瓷位移,直接输出台阶高度数据,垂直分辨率达0.05nm,重复性误差≤0.5nm(对标国际一线产品)。该设计避免了传统电容传感器易受环境干扰的缺陷,大幅提升测量可靠性。
模块化升级,保护用户长期投资:
泽攸JS系列支持“低成本升级”:从早期JSB系列升级至JSC系列,仅需更换粗调台、样品升降台、大理石基座等部件,并更新软件驱动;现有JS机型后期可通过更换探针组件,直接兼容1mm量程(原最大80μm),灵活适应新材料检测需求。
(三)竞品对比:性能与性价比的双重优势
与布鲁克Dektak XT、KLA P-7等国际品牌相比,泽攸JSC系列在核心指标上实现“平替甚至超越”:
- 测量精度:垂直分辨率0.05nm(与布鲁克Dektak XT持平),重复性≤0.5nm(优于部分竞品)。功能覆盖:支持台阶、粗糙度、平整度、翘曲度等多参数测量,标配双摄像头(主相机115倍+辅助相机实时观察),操作便捷性更优。本土化服务:作为国产厂商,泽攸科技提供更快的交付周期、更灵活的定制化方案(如落地式/桌面式气浮台可选)及售后响应,降低用户综合成本。
(四)应用场景:从实验室到产线的“全能选手”
泽攸JS系列凭借高精度与高稳定性,已广泛应用于:
- 半导体制造:晶圆表面台阶高度检测、薄膜沉积均匀性分析;材料科学:纳米材料、MEMS器件表面形貌表征;光学加工:精密元件表面粗糙度与翘曲度测量。
测膜厚
测金属片
测电极
测光刻胶
选择泽攸JS,选择“中国精度”
在国产高端仪器崛起的背景下,泽攸科技JSC系列台阶仪以自主创新的核心技术、灵活的升级方案及本土化服务,为半导体、材料等领域提供了可靠的“中国智造”选择。无论是实验室的基础研究,还是产线的大规模检测,泽攸JSC系列都将以“0.05nm级”的精度,助力用户突破技术瓶颈,抢占市场先机。
泽攸科技JS系列台阶仪