白光干涉仪(原理).ppt

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1、NanoSystem白光 干涉仪 深圳市欧博浩瀚科技有限公司 () 刘友 喜 （ LeoKeen Liu） 18927409466 三 维 测量技术比较 COMPARE Optical Triangulation CSM 1nm 1um 1mm 1nm 1um 1mm 垂直分辨率 垂直测量范围 AFM WSI PSI OPT: 光学三角测量 CSM: 共焦扫面显微镜 PSI : 移向干涉测量法 WSI : 白光干涉法 AFM : 原子力显微镜 三维图像的比较 根据测量技术特征 测量技术 高分辨率 优点（特点） 缺点 Optical Triangulation 光学三角测量 数 m 使用简单 测

2、量速度 /精度非常低 容易配备到设备 镜面或透明物体不能测量 有相对较宽的测量范围 水平方向分辨率低 运行距离（ W.D） Long 很难测量粗糙程度 CSM 激光 共焦显微镜 数十 数百 nm 可获得深度深的影像 根据倍率变更测量分辨率 容易观察表面状态的 2D 10X以下很难测量细微形状 可选择测量速度及精度 高度测量精度相对较低 高倍率使用便利 激光寿命短 PSI 移 相干涉测量 0.1nm 根据倍率分辨率没有变更 临近像素高度差必须是使用 波长的 1/2 使用单波长的干涉 主要用于镜面测量 高分辨率 /可高速测量 WSI 白光 扫描干涉 0.5nm 根据倍率分辨率没有变更 150X以上

3、的透镜很难制作 使用多重波长光的干涉 无测量无的高度限制（数 mm） 测量长度对比可精密测量 AFM 原子 力显微镜 0.1nm 可垂直、水平相同的精密测量 测量速度非常低 可测量数十纳米的形状 广域 /急剧的段差、无法测量 可测量表面错误状态 被测物布置困难 受环境影响严重 产品主要功能 三次元形状测量 表面粗糙度 (Ra , Rq , Rp , Rv , Rt , Rz) 高度 ， 段差 ， 幅度测量 (数纳米到最大 5mm) 关心领域信息 (体积 , 断面积 ) 2D 测量 产品主要特征 高度方向测量分辨率 0.1nm的高分辨率 与倍率无关的分辨率固定 (Z轴 ) 使用方法简单 ， 测量

4、快速 非破坏性 ， 无样品破损 反复性及再现性优秀 测 量容易 High Accuracy Non-Contact 3D Surface Profiler “ 使用白光干涉仪的纳米分辨率三 维 形状测量 ” NanoView 系列（ NV系列） 更精确！ 更快速 ! 更简便 ! NV-1800 NV-2400 NV-2700 NV-3200 Specification 型 号 NV-1800 NV-2400 NV-2700 NV-3200 测 量原理 非接 触 三 维 白光 扫 描干涉法（ WSI） /移相干涉法（ PSI） 视场 放大 镜 1.0X（ 标 配） 1.0X（ 标 配） 1.0X

5、（ 标 配） 1.0X（ 标 配） 物 镜 单镜头 可 选 5个镜头 （手 动 鼻 轮 ） 可 选 5个镜头 （自 动 鼻 轮 ） 可 选 5个镜头 （自 动 鼻 轮 ） 光源 白光 LED光源 扫 描方式 闭环 控制 压电 促 动扫 描方式 纵 向 扫 描范 围 Max 270um（ PZT扫 描） 纵 向 扫 描速度 Max:7.2um/sec（ 1X-3X倍率可 选 ） Max:12um/sec（ 1X-5X倍率可 选 ） 倾 斜角度 3（ 样 品台 倾 斜） 头 部 倾 斜 6（手 动 模式） 头 部 倾 斜 6（自 动 模式） 头 部 倾 斜 9（自 动 模式） 纵 向分辨率 WSI

6、： 0.5nm/PSI： 0.1nm 横 向分辨率 0.2-4um（取 决 于物 镜 /视场 放大 镜 倍率） 台 阶 重 复 性 0.2%1 0.1%1（ 标 准 样 品 8um） XY样 品台行 程 50 50mm（ 手 动 ） 100 100mm（ 自 动 ） 100 100mm（ 自 动 ） 300 300mm（ 自 动 ） Z轴 行程 30mm（ 手 动 ） 100mm（ 手 动 ） 100mm（ 自 动 ） 100mm（ 自 动 ） 工作台尺寸 150 150mm 230 230mm 230 230mm 455 455mm POV 视场 放大 镜 0.5 0.75 1 1.5 2

7、（可 选 1项 ） 0.5 0.75 1 1.5 2 （最多可 选 4项 ） 物 镜 2.5 5 10 20 50 100 （可 选 1项 ） 2.5 5 10 20 50 100 （最多可 选 5项 ） 白光干涉测量原理 PRINCIPLE 干涉现象 同时在池塘中的两处抛石块可观察到两个波的干涉现象，波以震源为中心扩散传播 后两个波叠加后加强或减弱的现象为波动干涉。 (光的波动性质） 波动震源地 -1 波动震源地 -2 震 源地 -1开始 发生的波动 两个波预见后发 生干涉现象 震源地 -2开始 发生的波动 相长干涉和相消干涉 波 1 波 2 波 1 +波 2 A. 两个波动位相一致时 B.

8、 两个波动有 180度位相差时 相消 相 加 波动大小相加 波动大小相消 step n+1 step n+2 focus position step n 干涉信号扫描 干涉条纹物理意义 干涉条纹 干涉条纹 和地图上的等高线相同 干涉条纹 意味着相同的高度 半 球上的 干涉条纹 平面上的 干涉条纹 影响干涉信号的要素 干涉透镜 (物镜 )的 N.A 干涉透镜（物镜）从 被测物 可接收光的角度，如果被反射光的角度比该干涉透镜可接 收角度大，大部分光线会脱离入射镜头使入射光数量减少，干涉信号微小或丌会出现 干涉现象。 被测物的反射 度 对象物体的反射度小，照射到物体的大部分都会被吸收，反射光强度会减

9、少，干涉 信号微小或丌会出现干涉现象。 （太阳光下那些物体程黑色是表示该物体吸收光，视为红色是主要反射红外线领域 的光。） 三 维 细微形状测量实例 APPLICATION 创造性的非接触式二维 /三维测量解决方案 Business Division Post Spacer Charater RGB Back Panel Spray PR FPD Inspection Cu Pad Roughness Line Profile Via Hole Cu Thickness Build-up PCB Inspection Fiber Array Semiconductor Stud Bumping

10、 BGA MEMS abrasion Surface Profile Measurement Measuring Result of MVA Height Measuring Result Column Space on the LCD Color Filter Defect on the LCD Glass Stamper on the Diffusion Plate for LCD LCD Panel Height, Diameter Width, Pitch, Position, etc RGB & BM Photo Spacer & RGB (Stitching) Reflective

11、 LCD Analysis Spherical Pattern Spray式 PR 涂 层 均 匀 性 测 量 Glass 141nm LCD用 Glass R-edge Character on the Glass Glass 关联测 量例子 Flexible FPD Pattern(Gel Type) 碳纳 米管 LGP Pattern OLED 有机物蒸镀 PKG Substrate Inspection Roughness, Diameter, Height, Width, Space (user defined base plane), etc PCB Via Hole Cu Thi

12、ckness Ball Pad Trace CSP Substrate Inspection Section Analysis Multi-Section Analysis 3D Analysis Cooper Foil Surface I Metal Jet on the Film Small Ball Coined Ball Stitching Results BGA on Flip Chip Substrate Ball Grid Array Ceramic PCB Substrate 具有 Wrapage的 Substrate Stud Bump / 导光板 / 磨具 Stud Bum

13、p Core-Edge Stemper Geared Pattern on Glass “V” Grooves for silicon Optical Brenchs Etched Pattern Machined Al Surface by Ball End Mill Machined Cu Surface by Diamond Tuning Machine Machined Surface Micro Structure Via Hole Depth on Build-up PCB MEMS 核电管道磨损量 2D 核电管道磨损量 3D Pipe 磨损形象测量 关心 区域 域放大 测量分析 工具三次元形状测量 工具形状测量 Grid 形状测量