Описание Профилометр SURFIEW Probe

     Сканирующий интерферометр белого света SURFIEW Probe – это серия приборов, используемая для бесконтактного измерения изменений высоты поверхности с большой точностью. Система представляет из себя отдельный сканирующий модуль для последующей установки на производственную линию или встройки в существующую систему. Приборы линейки SURFIEW основаны на принципе оптической профилометрии и позволяют производить полноценную оценку текстуры поверхности, включая замер шероховатости образца, оценку кривизны поверхности, толщины пленок и многое другое. Оптическая профилометрия, основанная на отражении светового сигнала от поверхности, позволяет измерять топографию поверхности, достигая субнанометрового разрешения по вертикали (z ось).

Принцип работы профилометров SURFVIEW

        Оптические профилометры линейки SURFIEW позволяют измерить поверхность образца в диапазонах от нескольких десятков мкм² до нескольких мм². Измеряемый участок: от 1 нм до 10 мм, вертикальное z разрешение – вплоть до 0.1 нм. Оборудование относится к приборам неразрушающего контроля и позволяет производить измерения образца без модификации поверхности (например, в сравнении с АСМ и РЭМ методиками, где поверхность образца повреждается в результате сканирования или при предварительной пробоподготовке), причём z разрешение профилометров SURFIEW не зависит от увеличения объектива, как например, в конфокальных методах. Прибор позволяет исследовать такие материалы, как полимеры, биологические образцы, порошки, металлы, стекла и многое другое.

Особенности:

• Быстрый бесконтактный неразрушающий замер 2D профиля или 3D топографии образца.
• Измерение шероховатости образца, кривизны поверхности, толщины пленок, анализ дефектов (микротрещины, сколы, царапины) и др.
• Вертикальное z разрешение вплоть до 0.1 нм (вне зависимости от используемого объектива).
• Возможность изменения поля зрения за счет использования разных объективов.
• Высокая повторяемость и воспроизводимость измерений

Сферы применения:

• Микроэлектроника (анализ stud bump структур, контроль после CMP и CVD процессов, замер подложек, MEMS устройств и др.).
• Производство печатных плат (анализ печатных слоев, подложек, BGA и др.).
• Производство дисплеев (анализ TFT, LED, OLED слоев,  RGB, квантовых точек и др.).
• Микрооптика и стекольная индустрия (анализ шероховатости линз, напыления и др.).
• Механика и механообработка (замер высокоточных деталей, анализ лазерной обработки и др.).
• Аккумуляторы (анализ полимеров, электродов и др.).
• Биоприменения (неразрушающий контроль органических образцов).

Сравнение методик измерения

    Сканирующие интерферометры SURFIEW основаны на WLI методике (WLI – white light interferometry или SWLI). Прибор работает за счет разложения свет излучателя в оптическом тракте прибора на 2 пучка. Первый пучок падает на образец, и , отражаясь, встречается со вторым пучком, приходящим на опорное зеркало прибора. Лучи интерферируют, разность волн отраженного и опорного пучка приводит к возникновению интерференционных полос, которые анализируются прибором.

     Существуют две основные методики измерения WLI интерферометров: фазосдвигающая интерферометрия (Phase-Shifting Interferometry, PSI) и вертикальная сканирующая интерферометрия (Vertical Scanning Interferometry, VSI). SURFIEW интерферометры на базе PSI методики позволяют достичь z разрешения до 0.1 нм, на базе VSI методики – до 0.5 нм.

• PSI (Интерферометрия с фазовым сдвигом) основана на анализе интерферограмм — изображений, распределение интенсивности в которых зависит от разности длины оптического пути, проходимого светом в опорном и измерительном плечах интерферометра. Заметное влияние на интенсивность разность оказывает
  только тогда, когда находится в пределах длины когерентности.
  Фазовое сканирование производится, например, перемещением зеркала в опорном плече интерферометра с шагом, составляющим доли длины волны света. При этом для каждой точки изображения можно построить коррелограмму — зависимость интенсивности
  от фазового сдвига.
• VSI (вертикальная сканирующая интерферометрия) основан на регистрации интерференционных картин в белом свете при перемещении образца по вертикали. Метод позволяет измерять поверхности с большими значениями параметров шероховатости, а также различные дефекты глубиной до двух миллиметров. Положение реперного зеркала в объективах подобрано таким образом, чтобы оптическая разность хода была равна нулю . При этом условии в интерференционной картине возникают максимумы для всех длин воли,и наблюдается абсолютный максимум интенсивности, регистрируемый видеокамерой. Таким образом, если в некоторой точке образца наблюдается абсолютный максимум, она находится в фокусе. При вертикальном сканировании все точки поверхности поочередно проходят через фокус. По последовательности полученных интерференционных картин видеокамера определяет изменения интенсивности света в каждой точке в зависимости от расстояния. Программа вычисляет положение максимума интенсивности для каждой точки матрицы, после чего восстанавливается форма поверхности, основанная на регистрации интерференционных картин в белом свете при перемещении образца по вертикали.