Driedimensionele Oppervlakte die met Dektak Oppervlakte de Software van de Analyse van Profilers Profileert en van de Visie

Besproken Onderwerpen

Inleiding
3D Meting met Dektak en Visie
3D Karakterisering van de Oppervlakte Voorbij 2D Ra
Het Afvlakken van van Filters en Termen het Maskeren
Flexibiliteit voor 3D Programma's van de Vestiging
3D Mogelijkheden van de Verbetering
Nauwkeurige z-Hoogte Interpretatie
De Betrouwbare Metingen van de Top, van de Vorm en van de Helling
Conclusie
Ongeveer Nano Oppervlakten Bruker

Inleiding

Deze toepassingsnota beschrijft de voordelen van 3D metingsopties beschikbaar door een combinatie van 3D de analysesoftware van de Naald van Dektak® van Bruker Profiler en Vision®.

3D Meting met Dektak en Visie

De naaldprofilers worden van Dektak ontworpen om beide tweede te steunen en 3D oppervlakte die profileert, met precisiestadia, de spelden van de wafeltjegroepering, de weergave van de kleurenvideo, ging de parametrische hulpmiddelen van de gegevensanalyse en andere eigenschappen voor stal vooruit, en uiterst herhaalbaar, de metingen van de oppervlaktevorm.

De geavanceerde resolutiemogelijkheden staan gebruikers toe om tekortruwheid, symmetrie en procesresolutie visueel te interpreteren. Dektak naaldprofilers laat 1um Y as stappende nauwkeurigheid voor hogere algemene 3D karakterisering en resolutie toe. Deze hogere y- asresolutie, zoals aangetoond in figuur 2, openbaart kleine tekorten en het bewerken de tekens en nauwkeurig de maatregelen zijn ruwheid.

De Software van de Analyse van de Visie voegt een waaier van analyses, filters, maskerende mogelijkheden, het databasing, statistieken en de invoer/de uitvoerfunctionaliteit aan toe profilers Dektak. De Leider onder deze eigenschappen is de capaciteit veelvoudige sporen in een nauwkeurige 3D kaart van precisieoppervlakten automatisch om te combineren en het te manipuleren die een zeer kort, duidelijk, gebruikersvriendelijk menu gebruikt.

3D Karakterisering van de Oppervlakte Voorbij 2D Ra

In vele toepassingen, is de 2D gemiddelde (Ra) ruwheid de enige parameter die voor de controle van oppervlaktetextuur wordt gespecificeerd. Terwijl Ra een snelle maat van algemene ruwheid verstrekt, verstrekt het weinig inzicht in de functionele kenmerken van de oppervlakte. Omgekeerd, verstrekt 3D metrologie een duidelijk beeld van oppervlaktekarakterisering over een volledig gebied. Beduidend zijn meer gegevens beschikbaar dan met één enkel lijnprofiel mogelijk is. Het risico om 2D Ra als enige maat te gebruiken is dat een deel goed binnen het specifikation over één enkel 2D profiel (of zelfs een bemonstering van 2D profielen) kan zijn, nog kan nog in daadwerkelijke functie ontbreken omdat het enige 2D profiel een tekort of andere oppervlakteeigenschappen miste dat gemakkelijk duidelijk in een 3D gebiedskaart (zie figuur 3) zouden zijn.

Figuur 3. 3D beeld dat op Dektak 150 van 340nm kiezelzuurcolloïden wordt geproduceerd op kwarts. Neem nota van de kleine builen op grotere eigenschappen met diepe spleten. Deze steekproef toont diffi culty het kenmerken complexe oppervlakten met 2D profi les in tegenstelling tot het produceren van een 3D gebiedskaart. (Steekproef die door Tomika Velarde van het Onderzoeksteam Wirth wordt verstrekt.)

Een uitvoerigere interpretatie van oppervlaktefunctionaliteit kan worden afgeleid gebruikend de 3D visualisatie, het filtreren en analyseopties in Visie. De Specifieke 3D parameters, zoals de de parameterreeks van S, kunnen als zinvollere procesbeheersingsvariabelen worden gebruikt. Als voorbeelden, kan 3D analyse de capaciteit van een lageroppervlakte kwantificeren om olie, de visuele helderheid van geborsteld metaalFI nish, of de tendens van een het koppelen oppervlakte te behouden aan geratel toe te schrijven aan regelmatig uit elkaar geplaatst machinaal bewerkend tekens. De Aangepaste parameters kunnen ook aan zeer spoor-specifieke functionele aspecten van oppervlaktetextuur worden geproduceerd.

De Cijfers 4a en 4b tonen een profiel van de zelfde gegevens die in figuur 3 worden getoond. De software van de Visie verstrekt een verscheidenheid van gegevensfilters, met inbegrip van programmeerbare lage pas, de midden, hoge pas en filters van Fourier. Het Cijfer 4a toont een dwarsdoorsnede van ongefilterd cijfer 3 gegevens met een gemeten Ra van 833 nanometers. Het Cijfer 4b toont de zelfde dataset nadat een hoge pasfilter is toegepast om uit de grotere pieken en valleien te filtreren met lage frekwentie, die de kleinere builen op de oppervlakte de openbaren. De gegevens met de hoge toegepaste pasfilter stellen veel meer nauwkeurigheid tentoon, die Ra verminderen door een meer dan factor van tien tot nominaal ongeveer 70 nanometers.

Cijfer 4a. De software van de Visie verstrekt een waaier van filters voor het manipuleren van gegevens. Hier, ltered unfi gegevens van figuur 3 wordt getoond. De dwarsdoorsnede van gegevens heeft een gemeten Ra van 833nm.

Cijfer 4b. Hoog pasFI lter op de dataset in cijfer4a filters uit de grotere pieken en de valleien met lage frekwentie om de kleinere builen op de oppervlakte te openbaren en de ruwheid toe te laten om nauwkeuriger worden gemeten (nota: Ra = zijn 70nm na de hoge pasfilter toegepast).

Het Afvlakken van van Filters en Termen het Maskeren

Een secundaire methode om de hoogten van elk spoor correct te interpreteren is Dektak „te gebruiken Afvlakkend“ eigenschappen binnen het de softwarepakket van de Visie. Het uiterst linkse beeld in figuur 5 toont ruwe gegevens van een 3D kaart met horizontale aftastenartefacten die door thermische afwijking of trilling kunnen worden veroorzaakt. Het beeld op het recht toont de zelfde gegevens nadat het het afvlakken algoritme is toegepast.

Figuur 5. Dektak 150 de software van de Visie heeft een speciale eigenschap die aftastenartefacten kan uit filtreren die door thermische afwijking of trilling tijdens een 3D kaartverrichting worden veroorzaakt.

De software van de Visie laat termen ook maskers toe worden toegepast om eigenschappen te verwijderen die over sommige sporen maar niet in anderen aanwezig kunnen zijn. Termen kunnen de maskers het het afvlakken algoritme toelaten op een geselecteerd gebied van gegevens worden toegepast om aftastenartefacten te verwijderen. Samen, verstrekken deze twee methodes uitstekende interpretatie van de z-Hoogten voor elk spoor, en laten zo uitstekende 3D afbeelding van de eigenschappen toe.

Naast lters van gegevensFI, verstrekt de software van de Visie veelvoudige kleurenpaletten die toelaten dat diverse oppervlakteeigenschappen om worden verbeterd en worden benadrukt (zie figuur 6). Het verstrekt zelfs de capaciteit om de oppervlakte te maken „glanzend kijken“ of de hoek en de intensiteit veranderen van het lichte in de schaduw stellen van het beeld.

Figuur 6. De software van de Visie kan worden gebruikt om de gegevens te benadrukken door verschillende FIlters en kleurenpaletten te gebruiken om diverse eigenschappen van het beeld te benadrukken en uit te brengen.

Flexibiliteit voor 3D Programma's van de Vestiging

De software Dektak omvat een aantal eigenschappen die een gebruiker toestaan om aftasten voor beste snelheid/het best resolutie te optimaliseren. Het kan snel en gemakkelijk aan opstelling worden gebruikt en 3D kaarten met een verscheidenheid van verschillende parameters in werking stellen om veelvoudige toepassingen aan te passen. Profilers van Dektak produceren 3D kaarten door verscheidene individuele profi le measurements of sporen in een 3D beelddossier te combineren. De gebruiker kan het gebied visueel bepalen dat moet worden in kaart gebracht door de microscoop van de kleurenvideo te gebruiken. De exploitant gebruikt eenvoudig de muis om omvang de van X en van Y van het aandachtsgebied te selecteren, en de software berekent automatisch de lengte en de breedte van het te meten gebied, evenals de plaats van het aftastenbegin (zie figuur 7). Zodra de exploitant het in kaart te brengen gebied selecteert, kan de resolutie van de kaart worden bepaald door te selecteren hoeveel individuele sporen worden gewenst het gebied, evenals de resolutie van elk individueel spoor in kaart te brengen. Tot 500 sporen kunnen worden gebruikt om een kaart te creëren met het minimum uit elkaar plaatsen van 1 micron per spoor.

Figuur 7. Dit videobeeld van de zelfde steekproef in cijfers 3-6 toont hoe het programmeerbare steekproefstadium kan worden gebruikt om de X-Y omvang van een 3D kaart te bepalen.

3D Mogelijkheden van de Verbetering

Profilers van de Naald worden nog grotendeels gebruikt om 2D profi le measurements eerder dan te verkrijgen om 3D beelden te produceren. De primaire reden voor dit is dat 2D profilers typisch minder duur dan 3D metingshulpmiddelen zijn. Één belangrijk voordeel van Dektak is dat het een vrij lage kostenoplossing voor 3D weergave en analyse verstrekt. Een Ander voordeel (dat geen andere aanbiedingen van naaldprofi ler) is dat het 2D model van Dektak aan een 3D metrologiesysteem kan worden bevorderd door van een handsteekproefstadium te bevorderen het programmeerbare steekproef plaatsen.

Nauwkeurige z-Hoogte Interpretatie

In een naald profiler, wordt een 3D kaart opgebouwd van een reeks 2D sporen. Om de oppervlakte nauwkeurig in kaart te brengen, is het noodzakelijk verticale) hoogte de van Z (van elk spoor met betrekking tot anderen correct om te interpreteren. Andere profilers met 3D mogelijkheden maken de veronderstelling dat elk spoor bij de zelfde hoogte van Z begint. Deze techniek zou het nauwkeurig aan beeld en maatregelensteekproeven als in figuur 3 onmogelijk maken, waar elk aftasten op een verschillend punt in de as van Z begint. Dektak leidt tot een 3D kaart door alle verdere gegevenspunten aan het allereerste gegevenspunt van verwijzingen te voorzien dat in het allereerste spoor wordt genomen. Dit resulteert in nauwkeurige metingen en 3D weergave van de oppervlakte in kwestie.

De Betrouwbare Metingen van de Top, van de Vorm en van de Helling

Een gelijkaardige uitdaging wordt gericht wanneer het meten van de hoogte sferische of asferische oppervlakten, zoals microlenses, lensvormen, soldeerselbuilen, enz. Met eenvoudige 2D profielmetingen, is het zeer moeilijk om de top van een sferische vorm met één enkel aftasten te bepalen. Een variatie van slechts een paar honderd microns in de plaats van het aftastenbegin kan een verschil in de topmetingen vrij veroorzaken. De afwijking kan exponentieel hoger afhankelijk van de kromming van de lens zijn. Het Gebruiken van 3D afbeelding vangt altijd de ware top, resulterend in hoogst betrouwbare hoogtemetingen.

Tijdens een aftasten, draait de naald en schommeling verticaal in een een boog vormende motie. Deze boogmotie kan fouten in hellingsmetingen veroorzaken aangezien de naald omhoog één kant van de helling berijdt en verslaat andere. Figuur 8 toont een piramide gevormde kaliberbepalingsnorm, die een 2D profiel dat van een 3D beeld wordt geproduceerd is. De donkere lijn toont affect van de een boog vormende motie van de naald aan de gegevens aangezien de helling op de linkerkant van de piramide niet zo steil zoals de slepende helling op de rechterkant van de piramide is, die de verschijning geven dat de norm niet sferisch is. De software van de Visie omvat een speciale filter van het Micro-organisme om voor de een boog vormende motie van de naald te verbeteren. Stel 8a in de grijze tentoongestelde voorwerpen voor de zelfde gegevens met FI van het Micro-organisme lter dat wordt toegepast om de hellingshoeken te verbeteren en de ware sferische vorm van de lens te verstrekken. Kom voor 8b 90 graad symmetrische grating toont, welke confi rms het grijze verbeterde beeld van het aftasten.

Figuur 8. De software van de Visie bevat FI van het „Micro-organisme“ lter om nauwkeurigere helling en vormmetingen te verstrekken door de vorm van de naaldboog te verwijderen. De vorm van een kaliberbepalingsnorm die (lijn) aan het recht toe te schrijven aan de motie van de naald tijdens het aftasten leunen kan in 8a worden gezien. Het grijze gebied is de daadwerkelijke oppervlakte. 90 graad symmetrische grating is duidelijk in 8b.

Voorts omvat de software van de Visie een Analyse van het multi-Gebied die een Ne laat van gebruikersdefi en vergelijkt veelvoudige eigenschappen binnen een dataset. Figuur 9 toont een ruwe aftasten en een kaart van een serie van de soldeerselbuil. Gebruikend de multifunctie van de gebiedanalyse in Visie, kunnen de hoogte van elke buil, de diameter en coplanarity gemakkelijk worden bepaald. De gegevens kunnen ook als .csv dossier worden uitgevoerd, en in een klantgericht gegevensbestand voor het volgen en procesbeheersing worden opgeslagen.

Figuur 9. De de analyseeigenschap van het multi-Gebied van de software van de Visie verstrekt hoogte en diameter automatisch metingen van veelvoudige builen binnen een 3D kaart.

Conclusie

Traditioneel, is naaldprofi lers confi ned aan 2D analyse, echter, vooruitgang in hardware geweest en de softwarefunctionaliteit heeft zeer naald profilerend mogelijkheden uitgebreid. Nu, is 3D meting mogelijk, verstrekkend uitvoerige visualisatie en getalsmatige weergave van precisieoppervlakten voor nauwkeurige beoordeling van procesparameters en deelfunctionaliteit. Van het meten van nanometer-schaal ets diepte aan het meten van oppervlakteruwheid op machinaal bewerkte delen, biedt de combinatie van Dektak Naald de analysesoftware van Profilers en van de Visie de nauwkeurigste en herhaalbare vandaag beschikbare methode van 3D karakterisering aan.

Ongeveer Nano Oppervlakten Bruker

Nano Bruker verstrekt de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meten, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.

Bron: Nano Oppervlakten van Bruker.

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