Đầu dò bước KLADựa trên công nghệ'quét tiếp xúc đầu dò+phản hồi cảm biến', thông qua đầu dò tiếp xúc với bề mặt mẫu và quét, kết hợp với cảm biến có độ chính xác cao để phản hồi thay đổi dịch chuyển trong thời gian thực, để đạt được phép đo 2D/3D về chiều cao bước nano đến micron, hình dạng bề mặt và ứng suất. Đây là một phân tích chi tiết về cách nó hoạt động:

Nguyên tắc làm việc cốt lõi:

Đầu dò liên lạc và quét

Thiết kế đầu dò: Sử dụng đầu dò vật liệu kim cương, bán kính đầu kim có thể nhỏ đến 0,7 μm hoặc nhỏ hơn, đảm bảo độ phân giải ngang cao. Đầu dò chạm vào bề mặt mẫu với lực cực nhẹ (0,03~50mg) để tránh làm hỏng các vật liệu mềm hoặc giòn (ví dụ: photogel, silicon wafer).

Phương pháp quét: di chuyển với tốc độ đồng đều trên mặt phẳng X-Y thông qua bàn mẫu hoặc đầu dò, đầu dò được đánh dấu lỗi thời dọc theo bề mặt, do bề mặt nhấp nhô vi mô (ví dụ: bước, độ nhám) tạo ra sự dịch chuyển theo hướng trục Z.

Phản hồi cảm biến và đo chuyển vị

Công nghệ cảm biến LVDC: Máy đo bước dòng P KLA (như P-7, P-17) sử dụng cảm biến Điện dung vi sai điện áp thấp (LVDC). Chuyển động đầu dò kéo các lưỡi kim loại mỏng di chuyển giữa hai tấm tụ điện, gây ra sự thay đổi điện dung được chuyển đổi thành tín hiệu điện và phản hồi sự dịch chuyển trong thời gian thực.

Ưu điểm: LVDC được thiết kế với chất lượng thiết kế nhỏ, chuyển động tuyến tính của lưỡi dao, giảm thiểu độ trễ và ma sát, đạt được độ phân giải 0,01 Å (0,001nm) theo hướng thẳng đứng và đo lường độ chính xác cao trong phạm vi dọc đầy đủ.

Kiểm soát lực: Phát hiện biến dạng lò xo thông qua cảm biến LVDT (biến áp vi sai biến đổi tuyến tính), kiểm soát chính xác áp suất đầu dò, đảm bảo quét lực liên tục và nâng tính nhất quán đo lường.

Xử lý dữ liệu và vẽ 3D

Thu thập ma trận điểm cao: Mối nối dữ liệu trục Z của nhiều đường quét tạo thành một "ma trận điểm cao" dày đặc bao phủ toàn bộ khu vực bề mặt mẫu (chẳng hạn như P-17 hỗ trợ nền tảng quét 200mm, không cần nối).

Xây dựng lại hình dạng 3D: Phần mềm hiển thị dữ liệu chiều cao dưới dạng hình ảnh ba chiều màu hoặc biểu đồ đường viền, hiển thị trực quan các tính năng bề mặt (ví dụ: cạnh bước, vết trầy xước, lồi) và hỗ trợ trích xuất dữ liệu mặt cắt/đường.