[发明专利]一种微纳米级台阶高度样板及其制备方法

说明书

本申请提供一种微纳米级台阶高度样板及其制备方法，该微纳米级台阶高度样板包括基座、台阶结构和防护层；台阶结构设置于基座上；防护层包覆基座和台阶结构，本申请还提供该微纳米级台阶高度样板的制备方法：包括以下步骤：对待加工材料粗切割，形成待处理样板，待处理样板包括基座和台阶结构；对待处理样板进行热处理；对经过热处理的待处理样板进行高精度磨床加工；对经过高精度磨床加工后的待处理样板进行表面黑色磷化处理，得到该微纳米级台阶高度样板；其中，微纳米级台阶高度样板的表面包括防护层。如此，本申请提供的微纳米级台阶高度样板样板表面具有漫反射表面特征，满足激光非接触式和其他类型扫描形式测量仪器的校准需求。

技术领域

本申请涉及微纳米级高度(3D形貌)测量的技术领域，特别涉及一种微纳米级台阶高度样板及其制备方法。

背景技术

近年来，先进制造产业、半导体集成电路产业和纳米材料科学领域迅速发展，微纳几何尺寸的高精度测量需求越来越迫切，尺寸范围从纳米到数百微米。

为了满足这些需求，诸如锡膏测厚仪、白光干涉仪、激光共聚焦显微镜、全息显微镜、台阶仪等常用的非接触式或接触式表面形貌测量仪器得到广泛应用来获得样品的表面轮廓和高度。为了保证尺寸测量结果的准备可靠，需要对此类设备进行精确、可溯源的校准，提供计量保障。

上述表面形貌测量仪器由于测试原理不用，对标准器要求不同。如非接触式测量仪器锡膏测厚仪通过CCD获得激光束与线路板形成的断差从而计算得到锡膏高度与线路板底面形成的高度差，需要测量样品表面形成漫反射。而部分标准器选用金属量块，表面由于精密加工呈现镜面，导致CCD不能获得激光信号，无法成像。且由于测量仪器使用环境比较复杂，大多数的标准器由于是金属长期使用后表面难免生锈，影响测量结果的准确性。

发明内容

本申请要解决是现有技术中表面形貌测量仪器测量不够精准且标准器表面不能产生漫反射特征，无法成像的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种微纳米级台阶高度样板，包括基座、台阶结构和防护层；

台阶结构设置于基座上；

防护层包覆基座和台阶结构。

进一步地，台阶结构包括至少一个凸台。

进一步地，凸台的高度为500nm-400μm，凸台的测量面尺寸为1-5mm，基座的表面尺寸为10-50mm。

进一步地，基座和凸台的材质为Cr12钢材；防护层为磷化膜层。

本申请还提供一种微纳米级台阶高度样板的制备方法，包括以下步骤：

对待加工材料粗切割，形成待处理样板，待处理样板包括基座和台阶结构；

对待处理样板进行热处理；

对经过热处理的待处理样板进行高精度磨床加工；

对经过高精度磨床加工后的待处理样板进行表面黑色磷化处理，得到微纳米级台阶高度样板；其中，微纳米级台阶高度样板的表面包括防护层。

进一步地，对待处理样板进行热处理，包括：

对待处理样板进行高温淬火、低温淬火和回火；

其中，高温淬火的温度为1100-1150℃，低温淬火的温度为960-1050℃，回火的温度为550-650℃。

进一步地，对经过热处理的待处理样板进行高精度磨床加工，包括：

测量并调整待处理样板的测量面的表面粗糙度和平面度；待处理样板的测量面包括基座的测量面和台阶结构的测量面；

测量并调整基座的测量面与台阶结构的测量面之间的平行度；