中古段差計の在庫・価格

段差計は、試料表面の基準面と測定面の高さの差、つまり段差を測る計測器である。薄膜の厚さを、膜のある部分とない部分の境目の段差として求める使い方が代表的である。方式は大きく2つに分かれ、触針で表面をなぞる接触式と、光で高さを検出する非接触式がある。
触針式は、先端がダイヤモンドの触針を低い針圧で試料に当て、ステージを直線的に動かして表面をなぞる。触針の上下動は差動トランスなどの変位センサで電気信号に変換される。その信号をデジタル化し、傾き補正などの処理をしたうえで断面プロファイルとして表示する。研究用の典型的な装置では、垂直方向の測定レンジを数μmから数百μmの間で切り替えられる。最も狭いレンジでの分解能は0.1nm程度で、膜厚の再現性は1σで1nm未満に達する。走査距離は数十μmから数十mm、針圧は0.03〜15mg程度、触針の先端半径は2.5〜12.5μm程度が一般的である。材料の光学特性に左右されず、透明膜でも金属膜でも同じ考え方で段差が得られるのが強みである。
一方で注意点もある。針圧が強すぎると、柔らかい膜やレジストに傷が付いたり、沈み込んだ分だけ値が小さく出たりする。溝の幅が触針の先端半径に比べて狭いと、針が底まで届かず深さが浅く出る。得られるのは一本の線上の断面データなので、面内のばらつきを見るには走査を何本も重ねるか、面で測る装置と組み合わせる必要がある。外部の振動や気流、音もノイズ源になるため、除振台や風防カバーの中で使うのが普通である。
非接触式でよく使われるのは、顕微鏡の焦点位置で高さを検出する方式である。測定点と基準点それぞれに焦点を合わせ、その間のZ軸の移動量をスケールで読み取って段差とする。合焦の判断を目視の感覚に頼らないよう、視野にターゲットマークを投影し、その像がそろう位置を合焦点とする装置もある。Z軸の測定範囲は10〜25mm程度、高倍率の対物レンズを使ったときの測定精度は1〜2μm程度が典型である。触針式より大きな段差を扱えるかわりに、分解能はμmオーダーになる。表面を観察しながら測れ、接触による変形や打痕、傷の心配がないため、電子部品や精密加工部品の高さ・深さ測定に向く。XYステージの送り量も読めば、平面方向の寸法も同時に測れる。このほか、白色干渉計やレーザー顕微鏡で面全体の高さ分布を取り、そこから段差を求める方法もある。ナノメートル級の高さ分解能で面のデータが得られるが、反射率の低い面や急な斜面は苦手とする。
用途は幅広い。半導体やMEMS、ディスプレイ、太陽電池などの成膜工程での膜厚確認、エッチング深さやパターン段差の評価、めっきや塗膜の厚さ管理に使われる。基板の反りや表面粗さ・うねりの評価、精密部品の高さ・深さの検査にも用いる。機種を選ぶ前に次の点を整理しておくと、方式を絞り込みやすい。測りたい段差の大きさと必要な分解能、試料が接触に耐えられるか、試料の大きさ、線のデータで足りるか面のデータが要るか、である。