全自动台阶仪 JS2000B 数据解读与分析

全自动台阶仪 JS2000B 数据解读与分析

1. 基线倾斜：检查轮廓的基线是否水平。如果样品放置有倾斜或测量基线未调平，轮廓会呈现整体倾斜。这需要通过软件的“倾斜校正"功能，选择轮廓上两个理论上应在同一水平面的点（如薄膜测量中远离台阶的衬底区域）进行校正。

   
   

2. 噪声水平：观察曲线的平滑度。过高的高频噪声可能源于环境振动、测量力不稳定或探针状态不佳。可以通过软件的数字滤波功能（如低通滤波）进行平滑，但需注意滤波可能掩盖真实的表面细节。

   
   

3. 特征识别：识别轮廓上的关键特征，如台阶（薄膜边缘）、峰、谷、划痕、周期性波纹等。初步判断测量是否覆盖了目标特征，特征是否清晰。

   
   

1. 区域选择：在台阶两侧的平坦区域（薄膜表面和衬底表面）各选取一段足够长的区域，用于计算平均高度。选取的区域应具有代表性，避开局部缺陷。

   
   

2. 基准面拟合：软件通常会自动对选取的薄膜区域和衬底区域分别进行直线或平面拟合，得到两个基准面。

   
   

3. 高度差计算：计算两个基准面之间的垂直距离，即为台阶高度（薄膜厚度）。软件会自动给出结果，通常包含平均值、标准差（如果有多段数据）等信息。

   
   

4. 注意事项：

   
   

• 确保扫描长度足够，包含了台阶两侧足够长的平坦区域用于拟合。

  
  

• 对于非理想陡直的台阶（有坡度或圆角），分析算法（如线性外推法）的选择会影响结果，需了解其原理并保持算法一致以便比较。

  
  

• 对于非常薄的膜或粗糙的衬底，可能需要更精细的数据处理和背景扣除。

  
  

Ra (算术平均偏差)：zui 常用的参数，反映轮廓偏离平均线的平均幅度。

Rq (均方根偏差)：对轮廓起伏的权重更大。

Rz (最da 高度)：在取样长度内，最gao 峰和最di 谷之间的垂直距离。反映ji 端起伏。

1. 解读：不同的加工工艺会产生不同的粗糙度特征。Ra值便于快速比较，但结合Rsk和Rku能提供更多表面功能信息（如承载能力、润滑性）。

   
   

1. 水平距离：测量曲线上任意两点间的水平投影距离，如线宽、间距。

   
   

2. 角度：测量轮廓上某一段的倾斜角度，如侧壁角。但需注意，接触式测量受针尖半径影响，测得的侧壁角可能不是真实值，尤其是对于非常陡峭或底部尖锐的结构。

   
   

3. 曲率半径：对弧形轮廓（如透镜截面、球面凸点）进行圆拟合，计算曲率半径。

   
   

1. 统计汇总：软件可以自动计算所有测量点台阶高度或粗糙度参数的平均值、最da 值、最小值、标准差和范围。标准差是衡量均匀性或工艺稳定性的重要指标。

   
   

2. 趋势分析：如果测量点按特定规律分布（如晶圆上的矩阵），可以绘制厚度或粗糙度分布图（如等高线图、三维分布图），直观显示均匀性。

   
   

3. 报告输出：将轮廓图、数据表格、统计结果、测量条件等信息整合到自定义的报告模板中，导出为PDF或Excel格式，用于存档、分享或提交。

   
   

• 针尖卷积效应：探针针尖非无限尖，测量到的轮廓是针尖形状与真实表面的卷积。对于特征尺寸与针尖半径可比拟或更小的结构，测量轮廓会失真，无法反映真实几何形状（如无法测量真正的沟槽底部宽度和侧壁角）。

  
  

• 测量力影响：过大的测量力可能导致软材料变形，测得的厚度偏小或产生划痕。

  
  

• 样品倾斜与弯曲：样品整体倾斜或翘曲会影响局部高度的测量基准，需要通过校正或选择足够平坦的参考区域来减小影响。

  
  

• 环境因素：振动、温度波动可能引入噪声。

  
  

通过系统地应用这些分析工具并理解其背后的原理和限制，用户可以从全自动台阶仪JS2000B测得的数据中，提取出准确、可靠的台阶高度、粗糙度和其他几何参数，为工艺控制、质量评估和科学研究提供有效的数据支持。

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