Het Grotere Detail van de Meting met Hoge Interferometry van het Aftasten van de Definitie Verticale van Bruker

Door AZoNano

De Lijst van het Onderwerp

Achtergrond
De Optische Wijzen van de Verrichting Profiler
Fase die Interferometry, PSI Verplaatst
Verticale Interferometry van het Aftasten, VSI
Hoge Interferometry van het Aftasten van de Definitie Verticale, HDVSI

Achtergrond

Optische profilers zijn gespecialiseerde interferentiemicroscopen die de interferentie van twee lichtstralen voor het kenmerken van oppervlaktetopografieën gebruiken. Bruker is de belangrijke ontwikkelaar en de fabrikant van de wereld van interferometric optische profilers voor een grote verscheidenheid van onderzoek en industriële toepassingen, van MEMS testend aan wrijvingsleer karakterisering van machinaal bewerkte oppervlakten aan het onderzoek van biologisch materialen.

Hoogst nauwkeurig Deze, niet-contact, zijn de instrumenten van de volledig-gebiedsmeting ontworpen om de precisie van de subnanometermeting met nauwkeurigheid, herhaalbaarheid en betrouwbaarheid te leveren.

Nochtans, aangezien de high-tech industrie ooit-krimpt afmetingen blijft nastreven, zijn de meer en meer stringente kwaliteitseisen, en de snellere productie, het noodzakelijk geweest blijven de grenzen van interferometric technologie uitbreiden. De de instrumentatiefabrikanten hebben van de Metrologie aan deze uitdaging met voortdurende vooruitgang in profilertechnologie moeten antwoorden. Het aftasteninterferometry van Bruker gebruikt de nieuwe high-definition (HDVSI) verticale wijze een innovatief algoritme om subnanometerprecisie op een brede waaier van oppervlakten in één enkele meting te leveren, beduidend stroomlijnend profiler verrichting voor een waaier van toepassingen (zie figuren 1 & 2).

 

Figuur 1. Resultaten van een aftasten HDVSI op een golvende oppervlakte. Neem van nota de fijne details van de oppervlakte eindigen.

 

Figuur 2. Met geringe geluidssterkte van wijze HDVSI staat voor de FI nely gedetailleerd meting van dit 3 NM lange grating toe.

De Optische Wijzen van de Verrichting Profiler

Elke meting begint door de teststeekproef te evalueren en dan de beste manier te bepalen om het te meten. Optische profilers hebben traditioneel bijkomende wijze twee van verrichting gebruikt, fase die interferometry en (PSI) verticale aftasteninterferometry verplaatst (VSI). PSI is zeer nauwkeurig en gebruikt om vlotte, ononderbroken oppervlakten, zoals micromirrors, plastic films, en zonnecelsubstraten te meten. VSI kan een bredere waaier van oppervlakten, maar met een enigszins lager niveau van precisie meten dan met PSI mogelijk is.

Fase die Interferometry, PSI Verplaatst

PSI wordt gebruikt om vlotte oppervlaktetopografieën optisch in kaart te brengen en kan sub-nanometer verticale resolutie bereiken dan beter een andere optische methode. De Verticale resolutie verwijst naar het punt waar de metingsgegevens in het lawaai van het systeem dalen. Deze wijze kan steekproeven zo lang zoals tientallen microns, maar steekproeven met abrupte hoogtediscontinuïteit meten groter dan ongeveer 150 nanometers op een anders vlotte oppervlakte in ambiguïteiten resulteren die voor deze methode moeilijk zijn op te lossen. De wijze van PSI gebruikt een bijna monochromatische lichtbron om interferentieranden te produceren, en de oppervlaktetopografie wordt berekend door de vorm (positie) van de randen op de steekproef (zie FI gure 3) te meten. Slechts worden een paar frames verzameld door de camera in vaste toestand tijdens het ongeveer 1 micron verticale aftasten, en de volledig-gebiedsmeting wordt voltooid binnen minder dan 200 milliseconden. De geproduceerde randen vertegenwoordigen een topografiekaart van de oppervlakte van de steekproef waaruit de vorm dan wordt afgeleid. De wijze van PSI van Bruker is snel, herhaalbaar en hoogst nauwkeurig.

 

Figuur 3. De Randen voor een sferische oppervlakte op de wijze van PSI (monochromatische verlichting) zijn zichtbaar overal op het gebied van mening.

Verticale Interferometry van het Aftasten, VSI

Hoewel minder nauwkeurig dan PSI, VSI voor de meting van ruwe oppervlakten of die met grotere hoogtediscontinuïteit toestaat. De wijze VSI werkt goed voor het meten van steekproeven dat PSI effectief, zoals de raad van geïntegreerde schakelingen, document, stof of geen schuim kan meten. De Ruwe oppervlakten kunnen te meten difficultus zijn omdat slechts wat licht terug in het systeem wordt weerspiegeld. Nochtans, is de wijze VSI veelzijdig genoeg die de hoge niveaus van verlichting goed te keuren wordt vereist om metingen op ruwe oppervlakten te verkrijgen terwijl nog het verstrekken van goede gegevens voor die gebieden over de steekproef waar het randsignaal enigszins verzadigd is.

VSI gebruikt typisch een witte lichtbron en bekijkt het randcontrast eerder dan de vorm van de randen zoals in PSI. Tijdens de meting VSI beweegt de doelstelling zich verticaal onderaan de volledige hoogtewaaier van de steekproef terwijl het verzamelen van frames aan het cameraframe tarief. hoewel de scanner over het algemeen zich bij snelheden van ongeveer 5 microns per seconde beweegt, is 100 micron-per-tweede aftasten mogelijk met verminderde verticale resolutie. Tijdens een aftasten VSI ziet elk pixel op de camera randen slechts wanneer het bepaalde punt op de steekproef in nadruk (zie figuur 4) komt. De positie van maximumrandcontrast wordt dan gevonden voor elk pixel. Omdat de witte lichtbron een korte coherentielengte heeft, omzoomt slechts verschijnen rond de beste nadrukpositie. Om deze reden kan VSI als een serie van best-nadruksensoren worden beschouwd. VSI is een uiterst veelzijdige wijze, want het de volledige waaier van de meeste oppervlakten kan meten.

 

Figuur 4. De Randen voor sferische oppervlakte op wijze VSI en HDVSI (witte lichte verlichting) zijn zichtbaar slechts zeer dicht aan het beste nadrukvliegtuig voor drie verschillende aftastenposities: dicht bij de bodem, het midden en de bovenkant van steekproef.

PSI en VSI zijn bijkomende methodes en die de wijze aan gebruik van de steekproefoppervlakte afhangt. Nochtans, hebben de vordering van nieuwe technologieën en de aanwezigheid van een bredere waaier van toepassingen voor optische profilers de mogelijkheden van zowel PSI als VSI uitgedaagd. Bijvoorbeeld, voor een apparaat MEMS met een vlotte oppervlakte en hoogtediscontinuïteit minder dan 150 nanometers, zou de wijze van PSI kunnen worden gebruikt. Een gelijkaardige oppervlakte met staphoogten groter zou dan 150 nanometers wijze VSI vereisen; nochtans, hoewel VSI de staphoogte kon meten, beperkt het lawaai inherent aan VSI de verticale resolutie tot rond 3nm, die goed onder de verticale resolutie van de psi- wijze van 0.1nm is. Voor deze soorten oppervlakten, kunnen profilers van Bruker een metingswijze aanbieden die de nauwkeurigheid van PSI met de veelzijdigheid van VSI combineert.

Hoge Interferometry van het Aftasten van de Definitie Verticale, HDVSI

De nieuwe wijze HDVSI combineert de hoge verticale resolutie van PSI met de capaciteit van VSI om onderbroken en ruwe oppervlakten te meten. HDVSI de technologieën van de de oppervlakteafbeelding van verdere vooruitgangsBruker op een aantal significante manieren. Van één enkele die reeks gegevens tijdens een aftasten VSI worden verworven, zowel worden de positie van maximumrandcontrast (VSI) en de positie van de randen op de steekproef (PSI) berekend gelijktijdig en onafhankelijk van elkaar. De Vsi- gegevens verstrekken een benaderend oppervlakteprofiel, terwijl de informatie van PSI sub-nanometerprecisie aan de meting (zie figuur 5) verleent. De eigenschappen van het Systeem zoals de technologie van het de verwijzingssignaal van Bruker helpen foutenbronnen zoals scannerniet lineair zijn en mechanische trilling overwinnen.

 

Figuur 5. Met HDVSI, kunnen de scherpe eigenschappen van deze 90nm lange dwars-broedselbars precies en gemakkelijk worden gemeten

In technische termen, past de octrooi-hangende wijze HDVSI uniek een de quadature-demodulatie van PSI algoritme op de randgegevens reeds toe in de meting VSI. Deze procedure laat de positie van de randen (fase) toe om onafhankelijk van de positie van maximumrandcontrast worden berekend. Het Vsi- gegeven wordt dan gecombineerd met de psi- gegevens om de ambiguïteiten te vermijden inherent aan psi-slechts metingen op ruwe of onderbroken oppervlakten. De resulterende topografiekaart voegt de sub-nanometer verticale resolutie van PSI met de grote verticale aftastenwaaier van samen VSI (zie figuur 6).

 

Figuur 6. De brede meetbare hoogtewaaier van wijze HDVSI staat voor de meting van deze lens van de lastendraaikolk toe (een ongeveer grootte van de 2 micronstap), en HDVSI vrij met geringe geluidssterkte laat dat de noteringen van het ebeamproces op toe de vlotte oppervlakte van de draaikolk worden waargenomen. (De lens van de Draaikolk door Daniel Wilson wordt gemaakt, JPL gebruikend ebeam lithografie die.

Het belang van HDVSI is zijn capaciteit om sub-nanometerprecisie op een brede waaier van oppervlakten in één enkele meting te leveren. Met HDVSI, kunnen de willekeurig ruwe oppervlakten of de oppervlakten die in tijd veranderen nu worden gemeten. Bijvoorbeeld, vereisen de heup gezamenlijke vervangingen testen zowel juist na productie als na een periode van het dragen. Terwijl PSI worden gebruikt om de vlotte post-productieoppervlakte te meten, zou de versleten, aangetaste of geruwde oppervlakte wijze kunnen vergen VSI. De enige wijze, HDVSI, zou kunnen worden gebruikt om beide oppervlakten te meten. Met andere woorden, kan HDVSI van super-vlotte aan ruwe oppervlakten gaan allen in één meting met precisie dichtbijgelegen-psi (zie figuur 7).

 

Figuur 7. De wijze HDVSI werd gebruikt om de ruwheid van deze steekproef te meten; het resultaat werd toen vergeleken bij de gekalibreerde bereikte waarde gebruikend een naald profiler met een boete

HDVSI presteert bijzonder goed op vlotte oppervlakten die grote discontinuïteit of hellingen zoals apparaten MEMS/MOEMS, gratings en microoptics bevatten, die moeilijk kunnen zijn om bij de randen met andere technieken te meten. De Metingen waar de veranderingen in oppervlakteruwheid in tijd kunnen worden gevolgd zijn een andere toepassing waar HDVSI nauwkeurige resultaten levert. HDVSI verstrekt een hoog niveau van metingsprecisie en flexibiliteit aan de materiële wetenschap, halfgeleider en micro en nanotechnologie industrie-helemaal op één enkele metingswijze.

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door Bruker Nano Oppervlakten aangepast worden verstrekt.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Nano Oppervlakten Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:07

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit