Maior Detalhe da Medida com Interferometria Alta da Exploração Vertical da Definição de Bruker

Por AZoNano

Lista do Assunto

Fundo
Modos de Operação Ópticos do Perfilador
Interferometria Deslocadora, LIBRA POR POLEGADA QUADRADA
Interferometria da Exploração Vertical, VSI
Interferometria Alta da Exploração Vertical da Definição, HDVSI

Fundo

Os perfiladores Ópticos são os microscópios de interferência especializados que utilizam a interferência de dois feixes de luz caracterizando as topografias de superfície. Bruker é o revelador principal e o fabricante do mundo de perfiladores ópticos interferometric para uma grande variedade de pesquisa e de aplicações industriais, de MEMS que testa à caracterização do tribology de superfícies feitas à máquina ao exame dos matérias biológicos.

Estes altamente preciso, não-contacto, instrumentos da medida do pleno campo foi projectado entregar a precisão da medida do subnanometer com precisão, repetibilidade e confiança.

Contudo, como a indústria da alto-tecnologia continua a levar a cabo dimensões nunca-shrinking, procuras cada vez mais estritas da qualidade, e uma produção mais rápida, foi necessário continuar a expandir os limites de tecnologia interferometric. Os fabricantes da instrumentação da Metrologia tiveram que responder a este desafio com avanços continuados na tecnologia do perfilador. O modo a alta definição novo da interferometria da exploração vertical (HDVSI) de Bruker utiliza um algoritmo inovativo para entregar a precisão do subnanometer em uma vasta gama de superfícies em uma única medida, aerodinamizando significativamente a operação do perfilador para uma escala de aplicações (veja figuras 1 & 2).

 

A Figura 1. Resultados de um HDVSI faz a varredura em uma superfície ondulada. Note os detalhes finos do revestimento de superfície.

 

Figura 2. O de baixo nível de ruído do modo de HDVSI permite a medida nely detalhada do fi deste grating alto de 3 nanômetro.

Modos de Operação Ópticos do Perfilador

Cada medida começa avaliando a amostra do teste e então determinando a melhor maneira de medi-la. Os perfiladores Ópticos utilizaram tradicional o modo dois complementar de operação, de interferometria deslocadora (PSI) e de interferometria da exploração vertical (VSI). A LIBRA POR POLEGADA QUADRADA é muito precisa e é usada para medir superfícies lisas, contínuas, tais como micromirrors, filmes plásticos, e carcaças da célula solar. VSI pode medir uma escala mais larga das superfícies, mas com um tanto um nível inferior da precisão do que é possível com LIBRA POR POLEGADA QUADRADA.

Interferometria Deslocadora, LIBRA POR POLEGADA QUADRADA

A LIBRA POR POLEGADA QUADRADA é usada para traçar óptica topografias de superfície lisas e pode conseguir uma definição vertical de secundário-nanômetro melhor do que todo o outro método óptico. A definição Vertical refere o ponto aonde os dados da medida deixam cair no ruído do sistema. Este modo pode medir as amostras tão altas quanto dez dos mícrons, mas as amostras com maiores do que aproximadamente 150 nanômetros das descontinuidades abruptas da altura em um resultado de superfície de outra maneira liso nas ambigüidades que são difíceis para que este método resolva. O modo da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA usa uma fonte luminosa quase monocromática para gerar franjas de interferência, e a topografia de superfície é calculada medindo a forma (posição) das franjas na amostra (veja o gure 3 do fi). Somente alguns quadros são recolhidos pela câmera de circuito integrado durante a varredura vertical de aproximadamente 1 mícron, e a medida do pleno campo é terminada em menos de 200 milissegundos. As franjas geradas representam um mapa da topografia da superfície da amostra de que a forma é derivada então. O modo da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA de Bruker é rápido, repetível e altamente exacto.

 

A Figura 3. Franjas para uma superfície esférica no modo da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA (iluminação monocromática) é visível em toda parte no campo de visão.

Interferometria da Exploração Vertical, VSI

Embora menos preciso do que a LIBRA POR POLEGADA QUADRADA, VSI permita a medida de superfícies ásperas ou daquelas com descontinuidades maiores da altura. O modo de VSI trabalha bem para as amostras de medição que a LIBRA POR POLEGADA QUADRADA não pode medir eficazmente, como placas do circuito integrado, papel, tela ou espuma. As superfícies Ásperas podem ser culto do diffi a medir porque somente pouca luz é reflectida de novo no sistema. Contudo, o modo de VSI é versátil bastante aceitar os níveis elevados de iluminação exigidos para obter medidas em superfícies ásperas ao ainda fornecer bons dados para aquelas áreas na amostra onde o sinal da franja é saturado um tanto.

VSI usa tipicamente uma fonte luminosa branca e olha o contraste da franja um pouco do que a forma das franjas como na LIBRA POR POLEGADA QUADRADA. Durante a medida de VSI o objetivo abaixa verticalmente a escala completa da altura da amostra quando recolher moldar na taxa de quadro da câmera. embora o varredor se mova geralmente em velocidades de aproximadamente 5 mícrons de por segundo, 100 mícron-por-segundas varreduras são possíveis com definição vertical reduzida. Durante uma varredura de VSI cada pixel na câmera vê franjas somente quando o ponto dado na amostra entra o foco (veja figura 4). A posição do contraste máximo da franja é encontrada então para cada pixel. Porque a fonte luminosa branca tem um comprimento de coerência curto, as franjas aparecem somente em torno da melhor posição do foco. Por este motivo VSI pode ser considerado uma disposição de sensores do melhor-foco. VSI é um modo extremamente versátil, porque pode medir a série completa da maioria surge.

 

A Figura 4. Franjas para a superfície esférica no modo de VSI e de HDVSI (iluminação da luz branca) é somente muito próxima visível ao melhor plano do foco para três posições diferentes da varredura: perto da parte inferior, do meio e da parte superior da amostra.

As LIBRAS POR POLEGADA QUADRADA e VSI são métodos complementares e que o modo a se usar depende da superfície da amostra. Contudo, o avanço das novas tecnologias e da presença de uma escala mais larga dos pedidos para perfiladores ópticos desafiou as capacidades da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA e do VSI. Por exemplo, para um dispositivo de MEMS com uma superfície lisa e descontinuidades da altura menos de 150 nanômetros, modo da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA podia ser usado. Uma superfície similar com nanômetros maiores das alturas da etapa de 150 exigiria o modo de VSI; contudo, embora VSI poderia medir a altura da etapa, o ruído inerente em VSI limita a definição vertical em torno de 3nm, que está bem abaixo da definição vertical do modo da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA de 0.1nm. Para estes tipos das superfícies, os perfiladores de Bruker podem oferecer um modo da medida que combine a precisão da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA com a versatilidade de VSI.

Interferometria Alta da Exploração Vertical da Definição, HDVSI

O modo novo de HDVSI combina a definição vertical alta da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA com a capacidade de VSI para medir superfícies descontínuas e ásperas. HDVSI promovem a superfície de Bruker dos avanços que traça tecnologias em um número de maneiras significativas. De um único grupo de dados adquiridos durante uma varredura de VSI, ambos a posição do contraste máximo da franja (VSI) e a posição das franjas na amostra (LIBRA POR POLEGADA QUADRADA) são calculados simultaneamente e independentemente de se. Os dados de VSI fornecem um perfil de superfície aproximado, quando a informação da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA der uma precisão de secundário-nanômetro à medida (veja figura 5). As características de Sistema tais como a ajuda da tecnologia do sinal de referência de Bruker superam fontes do erro tais como a não-linearidade do varredor e a vibração mecânica.

 

Figura 5. Com HDVSI, as características afiadas destas barras altas da hachura 90nm podem ser medidas precisamente e facilmente

Em termos técnicos, o modo patente-pendente de HDVSI aplica um algoritmo original da quadature-demodulação da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA aos dados da franja já contidos na medida de VSI. Este procedimento permite que a posição das franjas (fase) seja calculada independentemente da posição do contraste máximo da franja. Os dados de VSI são combinados então com os dados da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA para evitar as ambigüidades inerentes nas medidas Libra por polegada quadrada-somente em superfícies ásperas ou descontínuas. O mapa resultante da topografia funde a definição vertical de secundário-nanômetro da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA com a grande escala da exploração vertical de VSI (veja figura 6).

 

Figura 6. A escala mensurável larga da altura do modo de HDVSI permite a medida desta lente do redemoinho da carga (sobre um tamanho de etapa de 2 mícrons), e HDVSI relativamente de baixo nível de ruído permitem as marcações do processo do ebeam na superfície lisa do redemoinho de ser observados. (Lente do Redemoinho feita por Daniel Wilson, JPL usando a litografia do ebeam.

A importância de HDVSI é sua capacidade para entregar uma precisão de secundário-nanômetro em uma vasta gama de superfícies em uma única medida. Com HDVSI, aleatòria as superfícies ásperas ou as superfícies que mudam ao longo do tempo podem agora ser medidas. Por exemplo, as substituições da articulação da bacia exigem o teste mesmo após a produção e após um período de vestir. Quando a LIBRA POR POLEGADA QUADRADA seria usada para medir a superfície lisa da cargo-produção, a superfície gasta, corrmoída ou tornada áspera pôde necessitar o modo de VSI. O único modo, HDVSI, podia ser usado para medir ambas as superfícies. Ou seja HDVSI pode ir de super-liso às superfícies ásperas todas em uma medida com precisão próximo-LIBRA POR POLEGADA QUADRADA (veja figura 7).

 

A Figura 7. modo de HDVSI foi usada para medir a aspereza desta amostra; o resultado foi comparado então ao valor calibrado alcançado usando um perfilador do estilete com uma multa

HDVSI executa particularmente bem nas superfícies lisas que contêm grandes descontinuidades ou inclinações tais como os dispositivos, os gratings e o microoptics de MEMS/MOEMS, que podem ser difíceis de medir nas bordas com outras técnicas. As Medidas onde as mudanças na aspereza de superfície ao longo do tempo podem ser seguidas são uma outra aplicação onde HDVSI entregue resultados precisos. HDVSI fornece um nível elevado de precisão e de flexibilidade da medida à ciência material, o semicondutor e o micro e nanotecnologia indústria-toda dentro um único modo da medida.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Superfícies Nano de Bruker.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Superfícies Nano de Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:25

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