納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng) VS1800

◆ 測量表面形貌的新標(biāo)準(zhǔn)

隨著材料不斷趨向平坦化、薄膜化及結(jié)構(gòu)的微細化，人們開始要求比傳統(tǒng)的普通SPM（掃描探針顯微鏡）、觸針式粗糙度測量儀及激光顯微鏡等產(chǎn)品更高的測量精度。相比較利用光干涉原理的白光干涉掃描顯微鏡，納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)VS1800，使用更方便，測量精度跟高，測量范圍更大。此外，傳統(tǒng)的采用線粗的測量方式仍存在“測量位置導(dǎo)致的結(jié)果偏差"和“掃描方向?qū)е碌慕Y(jié)果偏差"等重大課題。VS1800的解決對策是通過參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO25178規(guī)定的表面形貌評估方法來計算參數(shù)，建立測量表面形貌的新標(biāo)準(zhǔn)，從而受到了各界的關(guān)注。

■與普通測量儀器比較

原子力顯微鏡的納米尺度3D探針測量系統(tǒng)AFM5500M同樣可實現(xiàn)高度的分辨率為0.1nm以下，與此相比，納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)VS1800的一大特點在于面內(nèi)方向的測量范圍更大。發(fā)揮兩種測量系統(tǒng)各自的優(yōu)點，根據(jù)需求選擇好的測量系統(tǒng)有利于生產(chǎn)率的提高。

◆ 優(yōu)點

1.高分辨率、大范圍

采用的算法，實現(xiàn)垂直方向分辨率0.01 nm（Phase模式下）。由于無需依賴于物鏡的倍率即可實現(xiàn)較高的垂直方向分辨率，即使是大范圍（測量視野6.4 mm × 6.4 mm）的情況下，也能測量納米尺度的粗糙度、高差。

                                   Wafer研磨表面形貌（表面粗糙度Sa 0.58 nm）

2.測量數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性高

高度測量使用干涉條紋，將Z驅(qū)動產(chǎn)生的影響控制在最小程度，從而實現(xiàn)測量重現(xiàn)性誤差低于0.1%（Phase模式下）。

3.高速測量

通過以平面捕捉樣品，不對X、Y方向進行掃描，從而實現(xiàn)高速測量，并且由于采用非接觸方式，測量時能夠保證不會給樣品帶來損傷。

4.無損傷測量

對于以往切割樣品后形成截面來對多層膜層結(jié)構(gòu)及層內(nèi)部進行的異物測量，VS1800能夠以無損傷方式進行。對于透明層結(jié)構(gòu)樣品，利用透鏡的高度坐標(biāo)以及各界面產(chǎn)生的反射光，通過各光學(xué)界面出現(xiàn)的干涉條紋輸出虛擬截面圖像。

5.測量簡單

搭載有可直觀性使用的操作畫面，可以當(dāng)場確認處理后的圖像?？梢院唵蔚貙⑻幚砑胺治鰞?nèi)容列表、生成原始分析庫、重復(fù)使用分析庫等。還支持?jǐn)?shù)據(jù)的批量處理，統(tǒng)一管理多個樣品及分析結(jié)果，減輕繁雜的后處理程序。

此外，導(dǎo)入表面形貌評估方法的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO25178的項目，自動按每個樣品選擇合適的參數(shù)。VS1800搭載有可對參數(shù)選擇提供建議的工具，有助于提高管理的精度。

6.配置靈活

手動XY樣品臺為基本型號Type 1，并提樣品臺電動化逐級提升的Type 2以及Type 3。各型號的升級可通過需求來進行，根據(jù)用途輕松引進系統(tǒng)

技術(shù)指標(biāo):

軟件一覽：

隨著各種電子零配件實現(xiàn)微細化，電鍍越來越趨向薄膜化。在電鍍的質(zhì)量管理方面，要求采用更精確、更精密的分析方法。 掃描探針顯微鏡具有Z軸分辨率較高的特點，而另一方面觀察范圍被限制得很窄。此外，使用普通的光學(xué)觀察儀器可以進行更大視野范圍的觀察，但是Z軸分辨率會降低。

納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)VS1800兼具面內(nèi)方向的大觀察視野及高度方向的高分辨率兩大特點，因此對于像電鍍線之類較大的高差形狀及其表面粗糙度，均可進行簡單方便的測量。

根據(jù)不同的用途及目的，電鍍表面可能會施加表面處理，一般的表面觀察方法有SEM觀察。

通過SEM圖像，能夠清楚地顯現(xiàn)出表面性狀的不同，一般SEM所獲信息屬于二維圖像，因此很難高精度測量立體特征。

關(guān)于在電鍍Ni表面施加了粗化處理的樣品，使用FlexSEM 1000（SEM）以及AFM5500 M（AFM）、VS1800（納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)/CSI）進行觀察及測量所得結(jié)果如圖所示。

對比FlexSEM 1000/AFM5500 M的觀察及測量結(jié)果，可了解到SEM觀察的形狀在AFM測量結(jié)果中也能看到同樣的捕捉信息。此外，還可看出AFM與CSI的算術(shù)平均粗糙度Sa顯示幾乎相同的數(shù)值，納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)可同樣測量出AFM所捕捉的微細形狀。由此可知，如果使用具有高空間分辨率的AFM，則可以交叉檢查CSI數(shù)據(jù)。納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)發(fā)揮高速測量的優(yōu)點，有利于提高多個樣品的測量速度，另外如前所述，通過增加用SEM及AFM進行觀察和測量，可實現(xiàn)多方面評估。