KLA 探针式台阶仪工作原理

　　KLA探针式台阶仪基于"探针接触扫描+传感器反馈"技术，通过探针与样品表面接触并扫描，结合高精度传感器实时反馈位移变化，实现纳米级至微米级台阶高度、表面形貌及应力的二维/三维测量。以下是其工作原理的详细解析：
 

　　核心工作原理：
 

　　探针接触与扫描
 

　　探针设计：采用金刚石材质探针，针尖半径可细至0.7μm或更小，确保高横向分辨率。探针以极轻的力(0.03~50mg)接触样品表面，避免损伤软质或脆性材料(如光刻胶、硅晶圆)。
 

　　扫描方式：通过样品台或探针在X-Y平面匀速移动，探针沿表面划过时，因表面微观起伏(如台阶、粗糙度)产生Z轴方向位移。
 

　　传感器反馈与位移测量
 

　　LVDC传感器技术：KLA P系列台阶仪(如P-7、P-17)采用低电压差动电容(LVDC)传感器。探针运动带动薄金属叶片在两个电容板间移动，导致电容变化，该变化被转换为电信号并实时反馈位移。
 

　　优势：LVDC设计质量小、叶片线性运动，将滞后和摩擦降至最低，实现垂直方向0.01Å(0.001nm)级分辨率和全垂直范围内高精度测量。
 

　　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，精准控制探针压力，确保恒定力扫描，提升测量一致性。
 

　　数据处理与三维渲染
 

　　高度点阵采集：多条扫描线的Z轴数据拼接形成密集“高度点阵”，覆盖样品表面整个区域(如P-17支持200mm扫描平台，无需拼接)。
 

　　三维形貌重建：软件将高度数据渲染为彩色三维图像或等高线图，直观展示表面特征(如台阶边缘、划痕、凸起)，并支持截面/线数据提取。