CN223216816U - 一种台阶高度标准样块 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种台阶高度标准样块，用于标定台阶测量仪测量。该台阶高度标准样块包括基板和设置在基板上的用于标定测针位置的标定板，标定板上设置有定位区域、粗标定区域和精标定区域；其中，定位标志为具有指向性的定位标志，用于指示台阶测量仪的视场中心，粗标定区域和精标定区域均包括至少一个相当于标定板凸起和/或凹陷的位置标定结构，其中精标定区域的位置标定结构小于粗标定区域的位置标定结构；在台阶测量仪的测针扫描至不同区域的位置标定结构时，将输出包含有与位置标定结构相关的阶跃信号，根据阶跃信号可以完成对台阶测量仪的至少一次精细标定。本申请通过两个不同尺寸的位置标定结构完成了对台阶测量仪的标定，提高了标定精度。

Description

一种台阶高度标准样块

技术领域

本实用新型涉及台阶仪测量技术领域，具体涉及一种用于标定台阶测量仪测量精度的台阶高度标准样块。

背景技术

随着半导体行业的发展，集成电路、大规模集成电路和微电子机械系统(MEMS)器件上包含大量的台阶结构，这些结构对器件的整体性能有着直接的影响，因此，对台阶结构的准确测量与监测是保证器件质量的重要手段。目前，台阶高度测量仪器主要包括台阶测量仪、纳米测量机、白光干涉仪等。

其中，在半导体比较常见的是利用台阶测量仪对台阶高度进行测量，台阶的测量方法主要有：接触式测量法和光学测量法。常见的台阶测量仪包括可移动旋转的扫描平台，用于测量与样品交互的传感器/探测器以及用于控制扫描平台和数据处理的控制系统。在测量过程中，台阶测量仪的测针轻轻滑过被测表面，获取反映样品表面轮廓的情况的运动信号，由传感器/探测器将测针的运动信号转换为电信号并传输给控制系统，经过降噪、滤波整流等一些列数据处理后，获得反映样品表面形貌的测量结果。

为确保台阶测量仪的测量结果的准确性和可靠性，在使用其测量之前，必须进行严格的标定工作，例如借助台阶高度标准块对台阶测量仪进行标定。例如，为了不遮挡台阶测量仪的导航相机，测针不在导航相机的视场内，因此需要标定台阶测量仪视场中心和测针相对位置。然而，现有的台阶高度标准块的功能单一，不能满足多场景的标定需求。例如：台阶高度标准块仅包括一个凸起或凹陷的台阶结构，可以实现台阶测量仪基础的台阶高度标定，无法实现对台阶测量仪视场中心和测针相对位置的标定，容易导致检测结果出现偏差；再例如，若测针存在沾污、磨损甚至表面缺陷时，在不知情的情况下，利用该测针标定后的台阶测量仪进行测量，测量结果与样品的实际性状不一致，误导测量人员。

实用新型内容

本实用新型提供的台阶高度标准样块，在对台阶测量仪的常规标定的基础上，还能够对台阶测量仪视场中心和测针相对位置的标定，能够解决现有技术中台阶高度标准块的功能单一，不能满足多场景的标定需求的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种台阶高度标准样块，用于标定校准台阶测量仪；该台阶高度标准样块包括基板和设置在所述基板上的用于标定测针位置的标定板；所述标定板上设置有定位区域、粗标定区域和精标定区域；

所述定位区域包括至少一个用于指示所述测针扫描起点的定位标志；所述粗标定区域包括至少一个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第一位置标定结构；所述精标定区域位于所述定位区域和粗标定区域之间；所述精标定区域包括至少一个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第二位置标定结构，且所述第二位置标定结构的尺寸小于所述第一位置标定结构。

一些实施例中，所述定位标志为具有指向性交点的图案，所述具有指向性交点的图案为T字线、十字线或三角线中的任一种，且所述台阶测量仪的视场中心位于所述T字线、十字线或三角线的连线交点；

所述定位标志、第一位置标定结构和第二位置标定结构关于同一位置中心对称分布。

一些实施例中，所述粗标定区域内的第一位置标定结构的台阶包括至少三个台阶边，分别为第一台阶边、第二台阶边和第三台阶边；所述第一台阶边平行于第一方向；所述第二台阶边和第三台阶边相互不平行，且不平行于所述第一方向；其中，所述第一方向为所述测针的预设扫描方向；

所述精标定区域内的第二位置标定结构与所述粗标定区域内的第一位置标定结构相同；

所述粗标定区域还包括辅助位置标定结构；所述辅助位置标定结构包括一个相对于所述标定板的凸起和/或凹陷的台阶，且该台阶至少有一台阶边与所述第二台阶边或第三台阶边平行。

一些实施例中，所述第一位置标定结构包括两个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形的斜边平行相对设置，且两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于第一方向；

或者，所述第一位置标定结构包括两个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形的斜边垂直相对设置，且两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于所述第一方向。

一些实施例中，所述标定板上还设置有台阶高度标定区域；所述台阶高度标定区域包括相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第三位置标定结构。

一些实施例中，所述标定板上还设置有测针缺陷识别区域；所述测针缺陷识别区域包括在不同部位与所述第一方向形成不同夹角的的凸起或凹陷的第四位置标定结构。

一些实施例中，所述第四位置标定结构的上平面为具有曲线的图案，所述具有曲线的图案为多个圆环和/或半圆环。

一些实施例中，所述第一标定结构、所述第二位置标定结构、第三位置标定结构和第四位置标定结构的凸起或凹陷的高度不完全相同。

一些实施例中，该台阶高度标准样块还包括设置在所述基板上的线性标定区域；所述线性标定区域包括与所述基板具有夹角的平面，用于对所述台阶测量仪进行线性标定。

一些实施例中，该台阶高度标准样块还包括设置在所述基板上的可拆卸的保护盖；所述标定板位于所述保护盖中。

本申请实施例提供的用于标定台阶测量仪测量精度的台阶高度标准样块，包括基板和设置在基板上的用于标定测针位置的标定板，标定板上设置有定位区域、粗标定区域和精标定区域；其中，定位标志为具有指向性的定位标志，用于指示台阶测量仪的视场中心与测针的相对位置，粗标定区域和精标定区域均包括至少一个相当于标定板凸起和/或凹陷的位置标定结构，其中精标定区域的位置标定结构小于粗标定区域的位置标定结构；在台阶测量仪的测针扫描至不同区域的位置标定结构时，将输出包含有与位置标定结构相关的阶跃信号，根据阶跃信号可以完成对台阶测量仪的至少一次精细标定。

本申请首先通过定位区域的定位标志和粗标定区域的位置标定结构对台阶测量仪进行标定，确定视场中心和测针的扫描起点之间的相对位置，减少了由于扫描起点偏离所引起的误差，再通过精标定区域的位置标定结构对台阶测量仪进行精确标定，提高了标定精度，进而确保了台阶测量仪的测量结果的准确性和可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构俯视图(未示出基板)；

图2为本申请一种实施例提供的粗标定区域的结构俯视图；

图3为本申请一种实施例提供的第一位置标定结构的结构俯视图；

图4为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构俯视图；

图5为本申请一种实施例提供的第四位置标定结构俯视图；

图6为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构图；

图7为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构俯视图(未示出基板)。如图1所示，本实施例提供的用于标定校准台阶测量仪的台阶高度标准样块包括基板10和设置在基板10上的用于标定测针位置的标定板20，其中，标定板20上设置有定位区域201、粗标定区域202和精标定区域203。

在一些配有导航相机的台阶测量仪中，其在测量样品时是基于导航相机拍摄的图像确定扫描长度和扫描起点，为便于控制，台阶测量仪的控制系统默认扫描起点为导航相机的视场中心，控制系统将控制测针沿着确定的扫描方向移动确定的扫描长度完成扫描。但是，在实际中为了不遮挡导航相机，导航相机的视场中心和测针并不在同一竖直线，扫描开始前就需要标定视场中心与测针的相对位置，由此能够在开始扫描后，将测针的扫描起点移动至视场中心。

本实施例中，定位区域201包括至少一个用于指示测针扫描起点的定位标志，在对台阶测量仪进行标定时，定位标志用于台阶测量仪的视场中心与台阶测量仪测针的相对位置，即可以使定位标志与台阶测量仪的视场中心重合，即可以基于定位标志设定测针的扫描起点。

在对台阶测量仪进行标定前，可以通过定位标志调整台阶测量仪的视场中心与测针的相对位置，即确定视场中心和测针的扫描起点之间的相对位置，可以保证在台阶测量仪对样品扫描前，根据定位标志和标定获取到的相对位置，移动测针使其与台阶测量仪的视场中心重合或在同一直线上，可以减少由于扫描起点偏离引起的误差。

一些实施例中，定位标志可以为具有指向性交点的图案，例如：T字线、十字线或三角线中的任一种，这些都具有两个相交的线条，且交点可以明确地指向一个特定的方向或位置，能够被迅速识别并理解其指向和定位的方向，因此通过具有指向性交点的图案可以准确地定位目标位置，且不会因为环境因素的微小变化而产生较大的定位误差。定位标志应用于台阶测量仪的标定时，台阶测量仪的视场中心位于T字线、十字线或三角线的连线交点，即在定位的过程中，可以调节台阶高度标准样块的位置，使得定位区域201的定位标志的指向性交点对准台阶测量仪的视场中心。

一些实施例中，定位区域201包括中心对称分布的两个定位标志，且定位标志的一边与第一方向平行，以实现在利用台阶高度标准样块标定时，不限定其摆放的位置，即无论控制台阶测量仪在第一方向上，从左向右或者从右向左扫描，就可以确定视场中心与台阶测量仪测针的相对位置，进而确定测针的扫描起点。

本实施例中，粗标定区域202包括至少一个相对于标定板20的凸起和/或凹陷的第一位置标定结构，第一位置标定结构的台阶包括至少三个台阶边，分别为第一台阶边、第二台阶边和第三台阶边，其中，第一台阶边平行于第一方向；第二台阶边和第三台阶边相互不平行，且不平行于第一方向。此处的第一方向为测针的预设扫描方向，例如水平方向。在测针扫描至第一位置标定结构时，测针将输出第一测量结果，其中第一测量结果包含与第一位置标定结构相关的至少两个第一阶跃信号，第一测量结果用于对台阶测量仪进行初步校准，即粗标定区域202用于根据扫描第一位置标定结构的高度和表面处理的测量结果，对台阶测量仪进行初步校准。

具体地，当测针沿着确定的扫描方向扫描至第一位置标定结构时，台阶测量仪所获得表征测针在第一位置标定结构表面的运动情况的第一测量结果，该第一测量结果中至少存在2个阶跃信号，即无论第一位置标定结构为凸起或凹陷，获得的第一测量结果必然存在一个上升阶跃信号和下降阶跃信号，在确定视场中心和测针的扫描起点相同的情况下，由于第一位置标定结构以及第一位置标定结构与定位标志的位置关系是确定的，因此扫描该第一位置标定结构时，视场中心和测针之间(在第二方向，第二方向为在标定板20所在平面上与第一方向垂直的方向)的偏差与上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离具有对应关系，故在标定过程中，控制测针沿着确定的扫描方向扫描第一位置标定结构，将实际获取的第一测量结果中上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离与理论值进行比较，即可确定台阶测量仪视场中心与测针扫描起点的偏差，完成对台阶测量仪的初步校准。

一些实施例中，粗标定区域202内的第一位置标定结构的上平面可以为三角形、半圆形、矩形或者任意不规则形，即从俯视角度第一位置标定结构的截面可以为三角形、半圆形或者任意不规则形。可以理解的是，控制测针以第二方向上的不同位置作为扫描起点，控制测针沿着第一方向开始扫描，由于第一位置标定结构上平面的形状并非矩形，即从第二方向的不同位置开始扫描，所获取到的第一位置标定结构的截面长度是不同的，根据所获取到的不同测量结果，即可确定视场中心和测针的扫描起点的偏离值。优选地，第一位置标定结构的上平面为三角形，通过三角函数、扫描方向与第一位置标定结构的位置关系，可以确定获取视场中心和测针的扫描起点的偏离值。

图2为本申请一种实施例提供的粗标定区域的结构俯视图。如图2所示，本实施例中，粗标定区域202包括辅助位置标定结构，辅助位置标定结构包括至少一个相对于标定板20的凸起或凹陷的台阶，该台阶结构中至少有一台阶边与第一位置标定结构中的第二台阶边或第三台阶边平行，即辅助位置标定结构的台阶的一边与第一位置标定结构的一边平行，且与第一方向不平行。测针扫描至辅助位置标定结构时，测针输出辅助测量结果，辅助测量结果包含与辅助位置标定结构相关的辅助阶跃信号，辅助测量结果用于对测针的扫描方向是否与第一方向平行进行校准，即辅助位置标定结构用于根据扫描辅助结构的高度和表面处理的测量结果，确定测针的扫描方向是否与第一方向平行。

具体地，对于确定的粗标定区域202的结构，辅助位置标定结构与第一位置标定结构的平行的两条边之间的距离应该是恒定的。若测针的扫描方向平行于第一方向时，可以根据扫描测量结果，获取阶跃信号中对应于该两条边之间的距离值，确定测针的扫描方向是否与第一方向平行。

图3为本申请一种实施例提供的第一位置标定结构的结构俯视图。如图3所示，本实施例中，粗标定区域202内的第一位置标定结构包括两个相对于标定板20的凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于第一方向，且两个等腰直角三角形呈中心对称分布。此时，测针以第二方向(与第一方向垂直的第二方向)上的不同位置作为扫描起点，沿着第一方向开始扫描时，完全经过第一位置标定结构后，所获得的第一测量结果中上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离与理论值的差值，即为当前视场中心和测针的扫描起点在第二方向的偏差值，可见等腰直角三角形的结构，便于计算视场中心和测针的扫描起点的偏离值。同时，由于第一位置标定结构中的两个等腰直角三角形呈中心对称分布，实现在利用台阶高度标准样块标定时，不限定其摆放的位置，即无论控制台阶测量仪在第一方向上，从左向右或者从右向左扫描，均可以实现视场中心和测针的扫描起点的偏离值的确定。

如图3(a)所示，一些实施例中，第一位置标定结构包括两个相对于标定板20的凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两条直角边分别与第一方向和第二方向平行，且两个等腰直角三角形的斜边是平行相对设置的。测针以第二方向上的不同位置作为扫描起点，沿着第一方向开始扫描时，完全经过第一位置标定结构后，根据测量结果即可获得当前视场中心和测针的扫描起点在第二方向的偏差值。同时，由于两个等腰直角三角形的斜边是平行相对设置的，对于确定的台阶高度标准样块，其第一位置标定结构的位置是确定的，即对于等腰直角三角形的结构来说，无论扫描起点位于第二方向上的哪一点，从测针接触到平行于第二方向的直角边是确定的，因此根据扫描获取到的接触第一位置标定结构的起点到第一次出现阶跃信号的距离差值，即可获得当前视场中心和测针的扫描起点在第一方向的偏差值。

基于图3(a)所示的第一位置标定结构，由于两个等腰直角三角形中的斜边均不平行第一方向，因此两个等腰直角三角形的斜边可以作为上述的辅助位置标定结构，根据扫描获取到信号中对应于两个斜边所形成的上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离差，可以用于判断测针的扫描方向是否平行于第一方向。

如图3(b)所示，一些实施例中，第一位置标定结构的两个等腰直角三角形两条直角边分别与第一方向和第二方向平行，斜边是垂直相对设置的。同样地，也可以根据扫描获取到的接触第一位置标定结构的起点到出现上升阶跃信号和/或下降阶跃信号的距离差值，也可以获得当前视场中心和测针的扫描起点在第一方向的偏差值。

一些实施例中，对于确定的台阶高度标准样块，其标定板20上定位区域201和粗标定区域202的位置是确定的，即定位标志和第一位置标定结构的之间的距离是确定的，因此，根据从定位标志到扫描第一位置标定结构所获取到的信号中第一次出现阶跃信号的距离差值，确定当前视场中心和测针的扫描起点在第一方向的偏差值。

如图1所示，本实施例中，精标定区域203位于定位区域201和粗标定区域202之间，精标定区域203包括至少一个相对于标定板20的凸起和/或凹陷的第二位置标定结构，且第二位置标定结构的尺寸小于第一位置标定结构。在测针扫描至第二位置标定结构时，测针输出第二测量结果，第二测量结果包含与第二位置标定结构相关的至少两个第二阶跃信号，第二测量结果用于对台阶测量仪进行二次校准。即精标定区域203用于在完成对台阶测量仪进行初步校准后，根据扫描第二位置标定结构的高度和表面处理的测量结果，对台阶测量仪进行精确校准。若前期标定的台阶测量仪视场中心与测针扫描起点相对位置误差较大，即使视场中心对准了定位区域的指向性交点，在扫描过程中测针可能不会扫描到第二位置标定结构，因此可以先使用第一位置标定结构对台阶测量仪视场中心与测针扫描起点的相对位置进行初步标定，初步获取具有一定精度的相对位置，进而在后续的过程中令测针扫描到第二位置标定结构，再获得高精度的相对位置。

具体地，当测针沿着确定的扫描方向扫描至第二位置标定结构时，台阶测量仪所获得表征测针在第二位置标定结构表面的运动情况的第二测量结果，该第二测量结果中至少存在2个阶跃信号，即无论第二位置标定结构为凸起或凹陷，获得的第二测量结果必然存在一个上升阶跃信号和下降阶跃信号，在确定视场中心和测针的扫描起点相同的情况下，由于第二位置标定结构是确定的，因此扫描该第二位置标定结构时，第二测量结果中上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离是预先可以确定，故在标定过程中，控制测针沿着确定的扫描方向扫描第二位置标定结构，将实际获取的第二测量结果中上升阶跃信号和下降阶跃信号之间的距离与理论值进行比较，即可确定台阶测量仪视场中心与测针扫描起点的偏差，完成对台阶测量仪的二次校准。同时因为第二位置标定结构的尺寸小于第一位置标定结构，在扫描过程中需要更为精细的对准扫描，所获得的第二测量结果相对于第一测量结果与更为精准，因此可以看做是对台阶测量仪的二次校准。

粗标定区域202中，对于尺寸较大的第一位置标定结构，在标定的过程中，很容易获取视场中心与测针扫描起点的偏差，就存在一定的误差，对于一些需要高精度标定的台阶测量仪，其标定精度可能不能满足；对于尺寸较小的第一位置标定结构，在标定过程中，可能存在视场中心与测针的相对位置较远，无法扫描到第一位置标定结构的情况。因此在定位区域201和粗标定区域202之间设置了精标定区域203，在对台阶测量仪标定时，首先通过粗标定区域202的第一位置标定结构进行第一次标定，减少视场中心和测针的扫描起点之间的相对位置，在通过精标定区域203的第二位置标定结构进行二次标定，以提高标定精度。

一些实施例中，定位区域201的定位标志、粗标定区域202的第一位置标定结构和精标定区域203的第二位置标定结构是关于同一位置中心对称分布，以实现在利用台阶高度标准样块标定时，不限定其摆放的位置，即无论控制台阶测量仪在第一方向上，从左向右或者从右向左扫描，就可以确定视场中心与台阶测量仪测针的相对位置。

一些实施例中，标定区域内的第二位置标定结构与粗标定区域202内的第一位置标定结构相同，即第二位置标定结构的上平面可以为三角形、半圆形、矩形或者任意不规则形，即从俯视角度第一位置标定结构的截面可以为三角形、半圆形或者任意不规则形。通过扫描第二位置标定结构获取阶跃信号，根据阶跃信号中上升阶跃和下降阶跃之间的距离，确定台阶测量仪视场中心与测针扫描起点的偏差，其具体过程与扫描第一位置标定结构标定的过程相同，此处不再赘述。

优选的，第二位置标定结构包括两个凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于第一方向，两个等腰直角三角形的斜边平行相对设置或垂直相对设置，与第一位置标定结构相同。

综上所述，本申请实施例提供的用于标定台阶测量仪测量精度的台阶高度标准样块，包括基板10和设置在基板10上的用于标定测针位置的标定板20，标定板20上设置有定位区域201、粗标定区域202和精标定区域203；其中，定位标志为具有指向性的定位标志，用于指示台阶测量仪的视场中心与测针的相对位置，粗标定区域202和精标定区域203均包括至少一个相对于标定板20的凸起和/或凹陷的位置标定结构，其中精标定区域203的位置标定结构小于粗标定区域202的位置标定结构；在台阶测量仪的测针扫描至不同区域的位置标定结构时，将输出包含有与位置标定结构相关的阶跃信号，根据阶跃信号可以完成对台阶测量仪的至少一次精细标定。

本申请首先利用定位区域201的定位标志和粗标定区域202的位置标定结构对台阶测量仪进行标定，确定视场中心和测针的扫描起点之间的相对位置，减少了由于扫描起点偏离所引起的误差，再通过精标定区域203的位置标定结构对台阶测量仪进行精确标定，提高了标定精度，进而确保了台阶测量仪的测量结果的准确性和可靠性。

图4为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构俯视图。如图4所示，本实施例提供的用于标定校准台阶测量仪的台阶高度标准样块包括基板10和设置在基板10上的用于标定测针位置的标定板20，其中，标定板20上设置有上述任意实施例所述定位区域201、粗标定区域202、精标定区域203，同时还包括台阶高度标定区域204和测针缺陷识别区域205中的至少一个，因此通过在台阶高度标准样块布置多个不同的新创性的标定结构，能够实现不同的标定项目，进而能够设定标定程序完成多样且完整的标定项目，实现“一键标定”，简化标定操作。

本实施例中，台阶高度标定区域204包括相对于标定板20的凸起和/或凹陷的第三位置标定结构，用于保证标定台阶高度标定的精度。一些实施例中，第三位置标定结构的一个台阶边可以与第一方向平行。一些实施例中，第三位置标结构的上平面可以为矩形，矩形有一边与第一方向平行。

测针缺陷识别区域205包括在不同部位与第一方向形成不同夹角的凸起或凹陷的第四位置标定结构。一些实施例中，第四位置标定结构的上平面具有曲线的图案，该曲线图案在第一方向上与有不同的斜率。在测针扫描至第四位置标定结构时，测针输出第四测量结果，第四测量结果包含与第四位置标定结构相关的第四阶跃信号，第四测量结果用于对测针的缺陷进行识别，即测针缺陷识别区域205用于根据扫描测量第四位置标定结构高度结果，判断台阶测量仪的测针是否存在缺陷。

可以理解的是，由于第四位置标定结构具有在不同部位与第一方向形成不同夹角的凸起或凹陷的台阶，在测针沿着第一方向扫描的过程中，测针与第四位置标定结构接触的部位不同，对于所获取到的阶跃信号的强度是不同的。在测针不存在缺陷的时候，测针扫描第四位置标定结构时，测针每个方位均能够接触到第四位置标定结构，每个方位的阶跃信号应该都是比较清晰的；若测针的一个方位上出现了缺陷，例如缺角或沾染有其他物质，当测针扫描第四台阶时，存在缺陷的方位与第四台阶接触面与其他方位接触所得到的信号是不同的，阶跃信号会出现异常，即可以通过扫描结果判断台阶测量仪的测针是否存在缺陷。

图5为本申请一种实施例提供的第四位置标定结构俯视图。如图5所示，本实施例中，第四位置标定结构的上平面可以为多个圆环和/或半圆环。由于圆环或半圆环的斜率是变化的，因此改变测针的扫描起点在第二方向的位置，就能够实现改变测量的方位。换言之，使用曲线型的第四位置标定结构，能够令测针具有更多的测量角度。

测针在扫描过程中，在不同方位与测针缺陷识别结构接触时，具有不同方向的接触点，接触点的方向为垂直于接触位置的切线方向。在第二方向上选择两个不同部位作为扫描起点，远离半圆环圆心的扫描路径，测针能够扫描测针的-45、135、-30、120、0、180角度；靠近半圆环圆心的扫描路径，测针能够扫描测针的-60、150、-50、140、0、180角度，即在测针可能存在缺陷时，通过扫描曲线型的第四位置标定结构，通过扫描获得的阶跃信号的中出现异常的部位，确定测针对应扫描接触角度，进而确定测针缺陷的方位。

需要说明的是，粗标定区域202的第一位置标定结构、精标定区域203的第二位置标定结构、台阶高度标定区域204的第三位置标定结构以及测针缺陷识别区域205的第四位置标定结构中的凸起或凹陷的高度不完全相同。可以理解的是，不同的位置标定结构的高度仅仅响应的是测针扫描所获得的对应的阶跃信号的强度，而根据扫描结果判断标定台阶测量仪的精度时，需要用到的是阶跃信号中对应于台阶处的距离，与信号的强度无直接关系，因此，各个位置标定结构的高度可以相同，也可以不相同。

图6为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构图。如图6所示，本实施例提供的用于标定校准台阶测量仪的台阶高度标准样块包括基板10和设置在基板10上的用于标定测针位置的标定板20，其中，标定板20上设置有上述任意实施例所述定位区域201、粗标定区域202、精标定区域203、台阶高度标定区域204、测针缺陷识别区域205以及线性标定区域206。

可以理解的是，台阶测量仪在制备的过程中，由于加工误差，装配误差、结构形变等因素，可能会对台阶测量仪的测量结果产生存在非线性的影响，具体的表现是扫描一个平面的时候，测量得到的信号并不是直线，而是波动的曲线，因此需要对台阶测量仪进行线性标定。

本实施例中，线性标定区域206包括与基板10具有夹角的平面，用于对台阶测量仪进行线性标定。具体地，测针扫描线性标定区域206时，由于线性标定区域206是与基板10具有夹角的平面，根据测针扫描测量的结果，判断台阶测量仪是否存在非线性的影响，即若测针扫描线性标定区域206时所获取的阶跃信号是波动的曲线而非直线，则说明台阶测量仪存在非线性的影响，需要进一步检测装配等问题。

图7为本申请另一种实施例提供的台阶高度标准样块的结构图。如图7所示，本实施例提供的用于标定校准台阶测量仪的台阶高度标准样块包括基板10、设置在基板10上的用于标定测针位置的标定板20以及用于保护标定板20的可拆卸的保护盖30。保护盖30能够与基板10形成密闭空间，将标定板20完全覆盖，可以保护标定板20上各个标定区域的台阶结构落灰或磨损。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种台阶高度标准样块，用于标定校准台阶测量仪，其特征在于，包括基板和设置在所述基板上的用于标定测针位置的标定板；所述标定板上设置有定位区域、粗标定区域和精标定区域；

所述定位区域包括至少一个用于指示所述测针扫描起点的定位标志；所述粗标定区域包括至少一个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第一位置标定结构；所述精标定区域位于所述定位区域和粗标定区域之间；所述精标定区域包括至少一个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第二位置标定结构，且所述第二位置标定结构的尺寸小于所述第一位置标定结构。

2.根据权利要求1所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述定位标志为具有指向性交点的图案，所述具有指向性交点的图案为T字线、十字线或三角线中的任一种，且所述台阶测量仪的视场中心位于所述T字线、十字线或三角线的连线交点；

所述定位标志、第一位置标定结构和第二位置标定结构关于同一位置中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述粗标定区域内的第一位置标定结构的台阶包括至少三个台阶边，分别为第一台阶边、第二台阶边和第三台阶边；所述第一台阶边平行于第一方向；所述第二台阶边和第三台阶边相互不平行，且不平行于所述第一方向；其中，所述第一方向为所述测针的预设扫描方向；

所述精标定区域内的第二位置标定结构与所述粗标定区域内的第一位置标定结构相同；

所述粗标定区域还包括辅助位置标定结构；所述辅助位置标定结构包括一个相对于所述标定板的凸起和/或凹陷的台阶，且该台阶至少有一台阶边与所述第二台阶边或第三台阶边平行。

4.根据权利要求3所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述第一位置标定结构包括两个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形的斜边平行相对设置，且两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于第一方向；

或者，所述第一位置标定结构包括两个相对于所述标定板凸起和/或凹陷的等腰直角三角形，两个等腰直角三角形的斜边垂直相对设置，且两个等腰直角三角形各有一条直角边平行于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述标定板上还设置有台阶高度标定区域；

所述台阶高度标定区域包括相对于所述标定板凸起和/或凹陷的第三位置标定结构。

6.根据权利要求3所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述标定板上还设置有测针缺陷识别区域；

所述测针缺陷识别区域包括在不同部位与所述第一方向形成不同夹角的凸起或凹陷的第四位置标定结构。

7.根据权利要求6所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述第四位置标定结构的上平面为具有曲线的图案，所述具有曲线的图案为多个圆环和/或半圆环。

8.根据权利要求6所述的台阶高度标准样块，其特征在于，所述第一位置标定结构、所述第二位置标定结构、第三位置标定结构和第四位置标定结构的凸起或凹陷的高度不完全相同。

9.根据权利要求1所述的台阶高度标准样块，其特征在于，还包括设置在所述基板上的线性标定区域；所述线性标定区域包括与所述基板具有夹角的平面，用于对所述台阶测量仪进行线性标定。

10.根据权利要求1所述的台阶高度标准样块，其特征在于，还包括设置在所述基板上的可拆卸的保护盖；所述标定板位于所述保护盖中。