表面形状測定

質問

表面形状を測定する機器には、接触式のものと、非接触式のものとがありますが、プラスチックのように軟らかいものを測定する場合、どちらの方がより精度よく測定できるのでしょうか？0.1μ程度の段差を測定することを考えています。
よろしくお願いします。

回答No.3

kenojisan

質問の説明が不足しているのでどういう装置の質問か良く分からないのですが、私は研究用に薄膜などの厚さを決めるための表面段差計を使ったことは有ります。
タリステップ法と呼ばれる触針式のものが一般的です。0.1um程度の段差は十分に測れる範囲です。ただ、高分子フィルムのように柔らかいものは針の加重を慎重に設定しないと、針が試料にめり込んでひっかきながらトレースすることになって誤差が大きくなります。段差の測定結果が一定値になるように、針の加重を変えて繰り返し測定してみるのが良いと思います。
この種の段差計には光干渉式の装置も有り、測定範囲は同じようなものですが、反射式で測定する場合には表面をアルミなどの反射率の良い材料でコートする必要が有ります。
柔らかい試料の場合には原理的には後者が良さそうですが、硬い試料での個人的経験では前者の装置の方が精度は良かったです。
どちらの測定装置でも、試料の段差の作り方で測定精度が大きく影響を受けるので、出来るだけシャープで綺麗な段差を作ることが大事です。

回答No.2

noname#13108

こんにちは。
0.1μmの段差ですか。

接触式で0.1μmを測定できる測定機はないと思います。
測定値として0.01μm単位以下まで表現されるとしても、
そもそも0.1μm以下の誤差で、接触子もしくは測定物を移動できないでしょうし、
接触したときのプラスチックが0.1μm以下のたわみでおさまるとも思えません。
（実力0.3μm程度が測定限界の測定機でも数千万円します。）

レーザ干渉計であれば、0.1μmはどうにか見えるでしょうけど。

回答No.1

decoration

三次元測定器の事を、言われてるものと考え回答させていただきますと
測定も、巧くなってくれば精度的には同じ数字となります。

＜接触式の特徴＞
○プローブ(端子)が接触した点から、補正が入るものが多いです。
　接触点から移動と逆の方向へ補正し、接触点を測定するためです。
　その補正分のズレが生じやすくなります。
○プラスチックですと、接触時に移動してしまうため
　定盤等に完全に固定セットする必要が有ります。
　セット時に強く絞めすぎるとプラスチックに歪みが生じて
　精密な測定は困難となります。
○接触点が同じであれば比較的、個人差が生じにくくはなります。

＜非接触式の特徴＞
○視点に合わせスイッチ等で、測定点を入力するものが多いため
　接触式のように、補正が生じる事は有りません。
○目視での測定となるため、顕微鏡の倍率によって大きく差が出ます
　精密になればなるほど目視には個人差や、その時の体調等が影響します。
○面での補正が困難なため、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸をあらかじめ想定し
　しっかり合わせセットしておく事で、比較的精度をのばせます。

＜プラスチックについて＞
☆プラスチックの測定では材質にもよりますが、温度による
　変化を受けやすいものも有りますので、温度管理が必要です。
　(ＪＩＳ規格では２０℃前後だったと思います。)
☆0.1μと、本当に精密な測定かと思われますので、室内環境や
埃・塵・等にも十分注意して測定が必要に感じます。

　結論的には、測定精度は正確な測定であれば変わりませんが
非接触式の方が、より個人差は生じにくいため扱い易いと思います。