通用表面测量与3D光学显微镜

Bruker的VXI测量模式的引入使得各种表面的测量结果几乎是通用的。这种独特的功能只安装在Bruker 3D光学显微镜上，提供完善的完整光学信号处理，全自动，自感知被分析表面，和最精确的表面形貌测量。

本文讨论了在行业中的应用，包括显示，MEMS和LED。

VXI测量模式

许多不同的参数的输入和调制对于其他竞争的“单一测量模式”方法是必不可少的，以产生更好的结果在不同的表面纹理在同一视场和表面的低和高反射率。

相比之下，VXI测量模式可以设置为自动感知表面类型，提供前所未有的表面三维光学计量表示。

图1所示。VXI 115X放大3D图像，显示在制造过程中晶圆片上光滑和粗糙的表面形貌。

VXI提供了一种单一的测量模式，能够在几乎任何表面上提供亚纳米垂直分辨率，垂直范围高达10mm。图1显示了LED生产过程中通过自动分辨率设置进行的晶圆测量。结果清楚地显示了光滑和麻点/粗糙的区域。

VXI测量模式适用性广

VXI提供了以下操作分辨率模式，可以根据预期的表面纹理从一个简单的下拉菜单中进行选择(图2)。

图2。VXI测量设置对话框。

• 标准-这是一个基于相位的分辨率模式与速度增强算法来处理表面测量信号。
• 高保真-这是另一个基于阶段的算法提供绝对最好的垂直分辨率的应用程序，即使在粗糙或漫反射表面。
• 自动 - 此模式使3D显微镜系统能够自动检测表面纹理属性并相应地更改分辨率设置。此设置将切换到相对平滑的表面的高保真度。对于不太平滑的表面，将设置标准分辨率以将表面信号数据处理成速度和分辨率之间的平衡。
• 高速-这是一个质量中心(COM)增强算法，与早期的垂直扫描算法相比，具有更高的精度。该模式将提供最快的VXI测量结果，并可用于扫描测量步长，已知相对粗糙，或高垂直分辨率是微不足道的表面。

自动感知在大多数情况下是首选，因为它确保了最佳的数据质量和采集速度。除了分辨率设置下拉菜单，VXI提供了一个信噪比阈值设置来拒绝低或有限的质量数据。

Bruker还提供了复杂的AcuityXR测量方法，为特定的放大和视野组合提供绝对最高的横向分辨率。

AcuityXR改进边缘检测和提高横向重复性3至5倍，相比传统显微镜成像等效测量参数。信噪比阈值设置拒绝平均调制低于设定值的数据。默认设置' 0 '不会拒绝任何数据，并且在大多数情况下很方便(图3)。

图3。显示默认设置= 0的信噪比阈值设置。

应用实例:MEMS惯性和位置传感器

VXI模式非常适合测量粗糙，光滑，甚至台阶表面。这种灵活性可以在台阶高度≥25µm的MEMS传感器的测量中观察到。显微镜视野中也有平坦的区域(图4)。

图4。MEMS结构的2.5倍放大图像(由桑迪亚国家实验室提供)。

在放大50倍的MEMS结构的3D交互视图中，Bruker的VXI技术提供的数据质量是明显的(图5)。合成的表面数据具有非常低的噪声，并以最高保真度精确地描述了这个相对较大的感兴趣区域。

图5。MEMS结构50X图像的3D视图。

视野的缩放区域显示了没有衍射效应的清洁表面数据，其在具有锋利边缘和平滑表面的类似阶梯结构的其他光学测量中可以看出（图6）。VXI方便地测量该表面形貌，提供高精度分析表面的高质量数据。

图6。放大区域的MEMS结构和光标分析显示高质量的高度信息。

使用VXI对用于制造有源矩阵OLED (AMOLED)器件的透明镀膜玻璃基板进行测量，证明了其在非常光滑的表面上提供精确大面积测量的能力。这里，我们利用VXI对无缺陷的光滑区域和大约100nm深的小坑缺陷区域进行成像(图7)。

图7。一个2.2mm x 1.7mm面积的AMOLED衬底显示<1nm Ra与VXI成像。

图8显示了VXI测量在处理凹坑与理想表面的偏差时显示埃级粗糙度的能力。

图8。放大的AMOLED显示衬底与~100nm坑成像与VXI。

结论

使用VXI测量模式，Bruker 3D光学显微镜用户能够使用按钮的各种曲面访问最精确的3D表面形貌测量。

本文讨论的结果是在VXI中通过一次测量获得的。这种创新的3D显微镜测量产生最容易获得和最准确的描述不同的技术表面。

这些信息来源于Bruker纳米表面公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

欲了解更多信息，请访问力量纳米表面。