Größeres Maß-Sonderkommando mit Hochauflösender Vertikales Scannen-Interferometrie von Bruker

Durch AZoNano

Thema Liste

Hintergrund
Optische Auswerteprogramm-Betriebsarten
Phase VerschiebungsInterferometrie, P/IN
Vertikales Scannen-Interferometrie, VSI
Hochauflösende Vertikales Scannen-Interferometrie, HDVSI

Hintergrund

Optische Auswerteprogramme sind fachkundige Störungsmikroskope, die die Störung von zwei Lichtstrahlen für die Charakterisierung von Oberflächentopographien verwenden. Bruker ist der führende Entwickler und der Hersteller der Welt von interferometric optischen Auswerteprogrammen für eine große Vielfalt der Forschung und der industriellen Anwendungen, von MEMS, das zur Tribologiekennzeichnung von Arbeitsflächen zur Prüfung von Biosubstanzen prüft.

Diese in hohem Grade genauen, berührungsfrei, Vollfeldmaßinstrumente sind konstruiert worden, um subnanometer Maßpräzision mit Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit zu entbinden.

Jedoch da die High-Tech-Industrie fortfährt, Immer Schrumpfung Abmessungen, in zunehmendem Maße zwingende Qualitätsnachfragen und schnelleren Durchsatz auszuüben, ist es notwendig gewesen fortzufahren, die Grenzen auf interferometric Technologie zu erweitern. Metrologieinstrumentierungshersteller haben auf diese Herausforderung mit anhaltenden Fortschritten in der Auswerteprogrammtechnologie reagieren gemusst. Brukers verwendet neuer hochauflösender Interferometriemodus (HDVSI) vertikalen Scannens einen innovativen Algorithmus, um subnanometer Präzision auf einer großen Auswahl von Oberflächen in einem einzelnen Maß zu entbinden und beträchtlich rationalisiert Auswerteprogrammoperation für eine Benutzungsmöglichkeit (siehe Abbildungen 1 u. 2).

 

Abbildung 1. Ergebnisse von einem HDVSI scannen auf einer gewellten Oberfläche. Beachten Sie die feinen Details des Oberflächenendes.

 

Abbildung 2. Das lärmarme von HDVSI-Modus lässt das ausführliche Maß FI nely dieses 3 nm hohen Gitters zu.

Optische Auswerteprogramm-Betriebsarten

Jedes Maß fängt an, indem es den Prüfling auswertet und dann die beste Methode bestimmt, sie zu messen. Optische Auswerteprogramme haben traditionsgemäß zwei ergänzende Betriebsart, Verschiebungsinterferometrie der Phase und (PSI) Interferometrie des vertikalen Scannens verwendet (VSI). P/IN ist sehr genau und wird verwendet, um die glatten, kontinuierlichen Oberflächen, wie micromirrors, Plastikfilme und Solarzellensubstratflächen zu messen. VSI kann eine breitere Reichweite der Oberflächen, aber mit einem ein wenig auf der unteren Ebene der Präzision, als messen möglich mit P/IN ist.

Phase VerschiebungsInterferometrie, P/IN

P/IN wird verwendet, um glatte Oberflächentopographien optisch abzubilden und kann Unternm vertikale Auflösung erzielen besser als jede andere optische Methode. Vertikale Auflösung spricht den Punkt an, wohin Maßdaten in die Geräusche der Anlage abfallen. Dieser Modus kann die Proben, die Mikrons, aber, die Proben so hoch sind wie zehn mit größeren als ungefähr 150 nm der plötzlichen Höhenunstimmigkeiten auf einem andernfalls glatten Oberflächenergebnis in den Mehrdeutigkeiten messen, die schwierig sind, damit diese Methode löst. P-/INmodus verwendet eine fast einfarbige Lichtquelle, um Interferenzstreifen zu erzeugen, und die Oberflächentopographie wird berechnet, indem man die Form (Stellung) der Fransen auf der Probe misst (sehen Sie FI-gure 3). Nur einige Felder werden durch die CD-Kamera während des vertikalen Scans von ungefähr 1 Mikron montiert, und das Vollfeldmaß wird in weniger als 200 Millisekunden beendet. Die erzeugten Fransen stellen eine Topographiekarte der Oberfläche des Beispiel dar, von der die Form dann berechnet wird. Brukers P-/INmodus ist schnell in hohem Grade genau, wiederholbar und.

 

Abbildung 3. Fransen für eine kugelförmige Oberfläche in P-/INmodus (einfarbige Beleuchtung) sind überall im Blickfeld sichtbar.

Vertikales Scannen-Interferometrie, VSI

Obgleich weniger genau als P/IN, VSI das Maß von rauen Oberflächen oder von denen mit größeren Höhenunstimmigkeiten zulässt. VSI-Modus funktioniert gut für messende Proben, denen P/IN, nicht wie Behörden der integrierten Schaltung, Papier, Gewebe oder Schaumgummi effektiv messen kann. Raue Oberflächen können diffi Kult sein, zu messen, weil nur eine wenig Leuchte zurück in die Anlage reflektiert wird. Jedoch ist VSI-Modus genug vielseitig, die hohen Stufen der Beleuchtung anzunehmen benötigt, um Maße auf rauen Oberflächen bei gute Daten zu erhalten für jene Bereiche auf der Probe noch zur Verfügung stellen, in der das Fransensignal ein wenig gesättigt wird.

VSI verwendet gewöhnlich eine weiße Lichtquelle und betrachtet den Fransenkontrast eher als die Form der Fransen wie in P/IN. Während des VSI-Maßes bewegt sich das Lernziel vertikal die volle Höhenreichweite der Probe hinunter, während das Montieren mit der Kamerafeldkinetik gestaltet. obgleich der Scanner sich im Allgemeinen mit Drehzahlen von ungefähr 5 Mikrons pro Sekunde bewegt, sind 100 Mikron-pro-zweite Scans mit verringerter vertikaler Auflösung möglich. Während eines VSI-Scans sieht jedes Pixel auf der Kamera Fransen, nur wenn der gegebene Punkt auf der Probe in Fokus kommt (siehe Abbildung 4). Die Stellung des maximalen Fransenkontrastes wird dann für jedes Pixel gefunden. Weil die weiße Lichtquelle eine kurze Kohärenzlänge hat, erscheinen Fransen nur um die beste Fokusstellung. Aus diesem Grund kann VSI betrachtet werden eine Reihe Beste fokus Fühler. VSI ist ein extrem vielseitiger Modus, denn es kann die vollständige Auswahl der meisten Oberflächen messen.

 

Abbildung 4. Fransen für kugelförmige Oberfläche in VSI- und HDVSI-Modus (Beleuchtung der weißen Leuchte) sind zum besten Fokusflugzeug für drei verschiedene Scan-Stellungen sichtbares nur sehr nahes: nah an der Unterseite, der Mitte und der Oberseite der Probe.

P/IN und VSI sind ergänzende Methoden und das zu verwenden der Modus von der Beispieloberfläche abhängt. Jedoch haben die Förderung von neuen Technologien und von Vorhandensein einer breiteren Benutzungsmöglichkeit für optische Auswerteprogramme die Fähigkeiten von P/IN und von VSI angefochten. Zum Beispiel für eine MEMS-Einheit mit einer glatten Oberfläche und Höhenunstimmigkeiten konnte kleiner als 150 nm, P-/INmodus verwendet werden. Eine ähnliche Oberfläche mit größeren als 150 nm der Schritthöhen würde VSI-Modus benötigen; jedoch obgleich VSI die Schritthöhe messen könnte, begrenzen die Geräusche, die in VSI inhärent sind, die vertikale Auflösung auf um 3nm, das gut unterhalb der vertikalen Auflösung P-/INmodus von 0.1nm ist. Für diese Arten von Oberflächen, Brukers können Auswerteprogramme einen Maßmodus anbieten, der die Genauigkeit von P/IN mit der Vielseitigkeit von VSI kombiniert.

Hochauflösende Vertikales Scannen-Interferometrie, HDVSI

Der neue HDVSI-Modus kombiniert die hohe vertikale Auflösung von P/IN mit Fähigkeit VSIS, die unterbrochenen und rauen Oberflächen zu messen. HDVSI fördern Fortschritte Brukers Oberfläche, die Technologien auf einige beträchtliche Arten abbildet. Von einem einzelnen Set Daten, die während eines VSI-Scans erworben werden, werden beide die Stellung des maximalen Fransenkontrastes (VSI) und die Stellung der Fransen auf der Probe (P/IN) gleichzeitig und unabhängig einander berechnet. Die VSI-Daten liefern ein ungefähres Oberflächenprofil, während die P-/INinformationen Unternm Präzision zum Maß zuteilen (siehe Abbildung 5). Anlagenmerkmale wie Brukers Bezugssignaltechnologiehilfe gleichen Fehlerquellen wie Scanner-Nichtlinearität und -Körperschall aus.

 

Abbildung 5. Mit HDVSI können die scharfen Merkmale dieser hohen Gericht des Kreuzschraffierens 90nm genau und leicht gemessen werden

In den technischen Ausdrücken wendet der Patent-schwebende HDVSI-Modus einen eindeutigen P-/INquadaturedemodulation Algorithmus an den Fransendaten an, die bereits im VSI-Maß enthalten werden. Diese Prozedur erlaubt, dass die Stellung der Fransen (Phase) unabhängig der Stellung des maximalen Fransenkontrastes berechnet wird. Die VSI-Daten werden dann mit den P-/INdaten kombiniert, um die Mehrdeutigkeiten zu vermeiden, die in den nur für P/in Maßen auf den rauen oder unterbrochenen Oberflächen inhärent sind. Die resultierende Topographiekarte mergt die Unternm vertikale Auflösung von P/IN mit dem großen vertikalen Abtastbereich von VSI (siehe Abbildung 6).

 

Abbildung 6. Die breite messbare Höhenreichweite HDVSI-Modus lässt das Maß dieses Ladungsturbulenzobjektivs (über eine 2-Mikron-Schrittgröße) zu, und lärmarme HDVSI verhältnismäßig aktiviert die Markierungen des ebeam Prozesses auf der glatten Oberfläche der Turbulenz beobachtet zu werden. (Turbulenzobjektiv hergestellt von Daniel Wilson, JPL unter Verwendung ebeam Lithographie.

Bedeutung HDVSIS ist seine Fähigkeit, Unternm Präzision auf einer großen Auswahl von Oberflächen in einem einzelnen Maß zu entbinden. Mit HDVSI nach dem Zufall können raue Oberflächen oder Oberflächen, die im Laufe der Zeit ändern, jetzt gemessen werden. Zum Beispiel benötigt Hüftgelenkaustausch die Prüfung, die nach Produktion und nach einem Zeitraum des Tragens recht ist. Während P/IN verwendet würde, um die glatte Nachbearbeitungsoberfläche zu messen, erforderte möglicherweise die abgenutzte, korrodierte oder aufgeraute Oberfläche VSI-Modus. Das Monomode-, HDVSI, konnte verwendet werden, um beide Oberflächen zu messen. Das heißt, kann HDVSI von super-glattem zu den rauen Oberflächen alle in einem Maß mit Präzision FastP/IN gehen (siehe Abbildung 7).

 

Abbildung 7. HDVSI-Modus wurde verwendet, um die Rauheit dieser Probe zu messen; das Ergebnis wurde dann mit dem kalibrierten Wert verglichen, der unter Verwendung eines Stiftauswerteprogramms mit einer Geldstrafe erreicht wurde

HDVSI bringt besonders an den glatten Oberflächen gute Leistung, die enthalten große Unstimmigkeiten oder Steigungen wie Einheiten, Gitter und microoptics MEMS/MOEMS sind, die schwierig, an den Rändern mit anderen Techniken zu messen möglicherweise. Maße, in denen Änderungen in der Oberflächenrauigkeit im Laufe der Zeit aufgespürt werden können, sind eine andere Anwendung, in der HDVSI genaue Ergebnisse entbindet. HDVSI stellt eine hohe Stufe der Maßpräzision und -flexibilität zur Materialkunde, Halbleiter und mikro- und die Nanotechnologie zur Verfügung, die herein ein einzelner Maßmodus Industrie-alle ist.

Diese Informationen sind Ursprungs- angepasst gewesen, wiederholt und von den Materialien, die von Nano-Oberflächen Bruker bereitgestellt werden.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Nano-Oberflächen Bruker.

Date Added: Apr 4, 2008 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:11

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