使用计量SFM校准的标准对触针式轮廓仪进行校准

触针轮廓仪在研究和工业中广泛用于测量粗糙度和表面形貌。为了实现可追踪的测量，这些轮廓仪通常在xy平面和z轴上使用传递标准进行校准。

Gaoliang Dai等人^[1]提出了一种在计量扫描力显微镜（SFM）基础上校准触针式轮廓仪的方法。给出了两种这样的校准。

SFMs是一类新型的通用二维半坐标测量仪器。他们使用非常小的SFM尖端来感测样品表面，该尖端的半径可能为10纳米甚至更低，并且力很小（几纳米牛顿）。在测量过程中，SFM尖端与表面接触，有时是间歇性接触或不接触。当样品在尖端下方扫描时，通过监测SFM悬臂的偏转来形成图像。

Metrological SFM是专门设计的SFM，配备激光干涉仪用于位置控制和测量，因此能够进行定量可追溯的尺寸测量。首先，采用阶跃高度标准集（特征高度从7 nm到1000 nm），通过计量SFM校准，扩展测量不确定度（k=2）仅为1到1.5 nm，以校准轮廓仪的z轴比例因子。其次，粗糙度标准（ISO 5436-1 D1型），通过计量大范围SFM校准，用于实现轮廓仪的动态校准。通过观察实验数据可得所提出的方法显著提高了校准轮廓仪的性能。例如，PTB轮廓仪的扩展测量不确定度（k=2）在Pt（轮廓总高度）上从11.52 nm降低到6.26 nm，在凹槽样品（平底宽凹槽，标称Pt=2.7µm）的D（凹槽深度）校准上从7.57 nm降低到3.25 nm。

[1] Gaoliang Dai et al 2005 J. Phys.: Conf. Ser. 13 236.

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