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??Sensofar 的 3D 光學(xué)輪廓儀

??Instec 的高精度冷熱臺(tái)

3D 光學(xué)輪廓儀，則如同微觀世界的 “火眼金睛"，實(shí)時(shí)凝視著樣品，將樣品在不同溫度波動(dòng)過(guò)程中，發(fā)生的納米級(jí)材料表面形貌變化清晰呈現(xiàn),而冷熱臺(tái)，作為構(gòu)建穩(wěn)定溫度環(huán)境的基石，能夠?yàn)闃悠诽峁┮粋€(gè)從 -190℃的極寒到 400℃高溫的可控溫度工作臺(tái)。

在硅晶片制造的精密流程里，快速熱處理（RTP）占據(jù)著舉足輕重的地位。在這一環(huán)節(jié)，晶片需在短暫瞬間被迅速加熱至高溫，隨后又以精準(zhǔn)受控的方式徐徐冷卻，以此賦予晶片符合半導(dǎo)體性能要求的特性。然而，RTP 過(guò)程猶如一把劍，在賦予晶片性能的同時(shí)，也會(huì)催生熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力可能引發(fā)一系列光刻問題，進(jìn)而對(duì)器件性能造成負(fù)面影響，例如熱沖擊導(dǎo)致的晶片破損，或是分子晶格錯(cuò)位等狀況。因此，深入了解晶片在 RTP 條件下的性能表現(xiàn)，對(duì)于優(yōu)化工藝、提升半導(dǎo)體性能及晶片耐久性而言，具有不可估量的價(jià)值。

評(píng)估晶片制造過(guò)程中溫度變化影響的眾多方法中，測(cè)量隨溫度波動(dòng)而改變的晶片表面粗糙度，堪稱關(guān)鍵路徑之一。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們采用了干涉測(cè)量技術(shù)，并巧妙結(jié)合冷熱臺(tái)的控溫能力。在通過(guò)顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行細(xì)致觀察的同時(shí)，將溫度精確攀升至與制造過(guò)程相近的數(shù)值。借助 SensoMAP 軟件的強(qiáng)大功能，我們能夠創(chuàng)建模板，并將其廣泛應(yīng)用于所有樣品的分析流程。這一模板不僅能夠在每個(gè)形貌圖像中精準(zhǔn)提取 3 個(gè)輪廓（水平輪廓、對(duì)角輪廓和垂直輪廓），并將它們呈現(xiàn)在同一張圖表之中，還具備構(gòu)建形貌序列的能力。這些序列可進(jìn)一步導(dǎo)出為視頻格式，或在 4D 圖中生動(dòng)展示，為科研人員提供了更為直觀、全面的數(shù)據(jù)分析視角。

運(yùn)用上述先進(jìn)方法，對(duì)同一樣品的兩個(gè)形貌圖像進(jìn)行成像，并以二維高度圖的形式予以呈現(xiàn)。圖中的三條實(shí)線，分別代表在每個(gè)形貌中精心提取的三個(gè)不同輪廓。從圖像中清晰可見，當(dāng)樣品受熱時(shí)，其形貌發(fā)生了顯著變化。

這些豐富的數(shù)據(jù)還可進(jìn)一步繪制成 3D 形貌圖像。通過(guò)巧妙堆疊隨溫度變化而生成的一系列 3D 圖像，我們成功創(chuàng)建出 “4D 圖"。在這一創(chuàng)新的呈現(xiàn)方式中，使用相同的高度比色刻度尺，能夠清晰展示不同溫度下樣品的形貌變化，以及樣品在溫度驅(qū)動(dòng)下的彎曲變形過(guò)程。從圖中可以直觀地發(fā)現(xiàn)，溫度越高，樣品的彎曲幅度越大。

通過(guò)疊加效果 4D 圖，我們能夠更加直觀地比較樣品從 30℃升至 380℃的實(shí)驗(yàn)彎曲形變過(guò)程。從中可以敏銳觀察到，樣品 A 在升溫過(guò)程中早期即發(fā)生彎曲，而樣品 B 則在后期才出現(xiàn)明顯彎曲現(xiàn)象。

??看得清：3D 光學(xué)輪廓儀具備較高的高精度 3D 輪廓測(cè)量能力，分辨率可達(dá)納米級(jí)，能夠清晰洞察材料表面的細(xì)微特征與變化。
?? 控得穩(wěn)：Instec 的冷熱臺(tái)擁有精準(zhǔn)的控溫性能，能夠?yàn)闃悠诽峁┓€(wěn)定、靈活的溫度環(huán)境，滿足各種嚴(yán)苛實(shí)驗(yàn)條件的需求。
? 過(guò)程化：該組合能夠?qū)悠吩跍囟茸兓^(guò)程中的形貌變化進(jìn)行 “全過(guò)程" 的詳盡記錄與深入分析，為科研人員揭示材料性能演變的完整脈絡(luò)。

無(wú)論是深耕材料研究領(lǐng)域的科研人員、致力于工程創(chuàng)新的工程師，還是對(duì)微觀世界充滿好奇的科普愛好者，這套由 3D 光學(xué)輪廓儀與冷熱臺(tái)組成的 “強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合" 系統(tǒng)，都宛如一把神奇的鑰匙，能夠開啟材料世界中那些隱匿于溫度變化背后的微觀奇跡之門，助力探索未知，推動(dòng)科研與創(chuàng)新的蓬勃發(fā)展。