用于微納米幾何量尺寸測量的三維微接觸式測頭

作　　者：李源 ;吳俊杰
機構地區：上海市計量測試技術研究院
摘　　要：為實現微納尺度器件三維幾何形貌測量及表征,基于電容和壓阻原理,開發了兩種三維微接觸式測頭。其中電容測頭測量范圍4.5μm,軸向分辨力和橫向分辨力分別為10 nm和25 nm;壓阻測頭測量范圍4.6μm,軸向分辨力和橫向分辨力分別為5 nm和10 nm。兩種測頭均可集成到納米測量機,實現微結構幾何參數的測量。

納米科技、MEMS( 微機電系統)技術和超精密加工技術的發展，對微小器件尺寸測量提出了更高的要求。醫療、精密機械、塑料、印刷等領域中器件的微型化和功能化發展已成為一種趨勢。隨著器件結構的微型化和復雜化，解決高深寬比、大尺寸器件的高準確度測量和表征問題顯得尤為重要。雖然光學測量方法具有準確度高、速度快、非接觸等諸多優點，但其性能受被測樣品表面特性的影響較大，因而使用范圍受到很大的限制。在生產測量技術領域，集成接觸式測頭的坐標測量技術已經成為實際的行業標準。當前測頭開發的研究工作主要集中在二個方面：1 )新型測量方法的研究; 2)測量結構的t藝改進; 3) 測量軟件算法的改進