中古計測、計量機、段差計の販売、在庫紹介

段差計は、対象物の表面にある微細な高低差や膜厚、凹凸形状を高精度に測定するための計測機器です。半導体、電子部品、光学素子、材料開発などの分野で広く利用されています。段差計は大きく分けて、測定対象に直接触れて測定する「触針式（接触式）」と、光を用いて非接触で測定する「非接触式（光学式）」の2種類のタイプが存在します。それぞれに異なる特性があり、測定対象の材質や用途に応じて最適な方式が選択されます。

### 段差計の主な特徴

段差計の最大の特徴は、ナノメートル単位の極小な薄膜段差からミリメートルオーダーに至るまでの広範囲な高低差を高精度に検出できる点にあります。

触針式段差計の特徴としては、対象物の光学的特性（透明度や反射率）に左右されず、金属、半導体、ガラス、樹脂など多様な素材に対して安定した高精度測定が可能な点が挙げられます。物理的に針を走査させるため、段差の境界形状を忠実に再現できます。一方で、探針が接触するため、非常に柔らかいサンプルや傷つきやすい表面に対しては、探針の圧力を極小化する制御を行っても傷が生じるリスクが存在します。

一方、非接触式段差計の特徴は、サンプルに一切物理的負荷を与えずに測定できるため、完全な非破壊測定が可能な点です。広範囲の3次元データを短時間で取得できる機種が多く、微細な液滴や粘性物質、変形しやすい極薄フィルムの測定にも対応します。ただし、透明な薄膜や多層膜、光の反射率が極端に低い黒色面などでは、光の乱反射や透過によって測定誤差が生じることがあるため、光学的な調整が必要です。

### 段差計の測定仕組み

触針式段差計の仕組みは、先端にダイヤモンドなどで作られた極めて鋭利な探針（スタイラス）を取り付けたアームを用います。この探針を測定対象の表面に微小な荷重で接触させ、水平方向にスキャンさせます。表面の凹凸に応じて探針が上下に動くと、その変位が差動トランスや光学式センサーなどの高精度検出器によって電気信号へと変換されます。この信号をデジタル処理することで、水平位置に対する垂直方向の高低差プロファイルを生成し、正確な段差値や表面粗さを算出します。

非接触式段差計の仕組みには、主に光干渉法や共焦点法などが採用されます。例えば白色干渉式では、白色光源からの光を参照面と測定面に照射し、双方からの反射光が合流した際に生じる光の干渉現象を利用します。対物レンズを垂直方向に移動させながら干渉縞のコントラストが最大となる位置を検出することで、サンプルの3次元高低差を高精度に割り出します。また、共焦点方式では、ピンホールを通した光のピントが最も合った垂直位置を測定点ごとに検出することで、高さ情報を取得します。

### 段差計の主な用途

段差計は、微細な薄膜管理や加工精度の検証が不可欠な先端産業で幅広く活用されています。

最も代表的な用途が、半導体や電子デバイスの製造プロセスです。ウェハ上に形成された金属配線、絶縁膜、フォトレジストパターンなどの膜厚評価やエッチング深さの測定に使われます。加工結果の段差を精度高く把握することで、製造プロセスの最適化や品質維持が可能となります。

また、液晶や有機EL（OLED）などのディスプレイ製造においても重要な役割を果たします。TFT基板の配線段差、カラーフィルターの凹凸測定、インクジェット印刷された発光層の厚み評価などに利用されます。

さらに、MEMS（微小機械システム）の立体構造の寸法計測、光学レンズや精密金型の表面形状評価、自動車部品のコーティング膜厚測定など、ナノテクノロジー領域から一般的な工業製品の品質管理、研究開発に至るまで多目的に使用されています。