台阶仪/轮廓仪工作原理
1.台阶仪测量原理：当触针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时，还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。传感器输出的电信号经测量电桥后，输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。经放大与相敏整流后，可将位移信号从调幅信号中解调出来，得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。再经噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。
2.分类：
关于表面形貌的测量，可以分为接触式和非接触式，在各个领域中，这两个方法具有互补性，又各有不同；台阶仪属于接触式表面形貌测量仪器。根据使用传感器的不同，接触式台阶测量可以分为电感式、压电式和光电式3种；电感式采用电感位移传感器作为敏感元件，测量精度高、信噪比高，但电路处理复杂；压电式的位移敏感元件为压电晶体，其灵敏度高、结构简单，但传感器低频响应不好、且容易漏电造成测量误差;光电式是利用光电元件接收透过狭缝的光通量变化来检测位移量的变化。
台阶测量法采用的是接触式表面形貌测量技术，因此利用台阶法测量获得的厚度为形状膜厚。
台阶法测量仪器的基本结构如下图所示：
探测“尖针”顶端与样品表面相接触，探针在工件上移动，与探针相连的探测器可以检测在这个过程中二者表面接触力量的变化，记录电信号。通过该测试，可以得到探针移动路径上样品的表面起伏数据，从而分析出样品的表面粗糙度、翘曲程度等信息。探针运动方式如下：
台阶仪用的探针一般是微米级的金刚石探针，它在高度上的精度可达nm级甚至埃级。
优点：能够迅速测定薄膜表面任意位点的厚度及分布情况；操作简单，结果可靠直观；避免了主观判断因素的干扰；台阶仪的分析面积较大，可以快速扫描较大的样品区域；具有纳米级的测试精度。
缺点：不能记录表面上比探针直径更小的窄裂缝与凹陷；台阶仪的触针尖端直径很小，容易将薄膜划伤、损坏。
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