光學3D表面輪廓儀，他是以白光干涉掃描技術為基礎研制而成的用于樣品表面微觀形貌檢測的精密儀器。光學3D表面輪廓儀是以非接觸的掃描方式，實現(xiàn)針對樣品表面的超高重復精度的3D測量，獲取表征樣品表面質量的2D、3D數(shù)據(jù)。因此，光學3D表面輪廓儀可廣泛應用于對器件表面質量要求極高的半導體、3C電子屏幕等器件、太陽能印刷薄膜、光學加工、超精密加工、納米材料等工業(yè)企業(yè)領域，以及高校、計量院所、科研院所等計量、研究性質單位。
下面簡單和大家介紹光學3D表面輪廓儀的功能與特色
1、儀器架構w1/w2
2、批量測量軟件模式
測量與分析同界面操作的一體化軟件，預先設好配置參數(shù)，結合操縱桿，可一鍵完成從測量到分析的全部流程，并對結果數(shù)據(jù)進行自動統(tǒng)計，適用于產(chǎn)線上的快速批量測量需求。
3、分析研究軟件模式
所有節(jié)點都可自由分叉構成新的分析流程，可實現(xiàn)強大的分析對比功能。
4、產(chǎn)品特點
1）、雙模式分析軟件：適用于批量測量和分析研究的兩種不同場景下的雙模式分析軟件；
2）、齊全的分析功能：包括粗糙度參數(shù)分析、2D輪廓分析、頻譜紋理分析、結構分析、功能分析等五大分析功能模塊。
3）、超高測量精度：獨特的3D重建算法，自動濾除樣品表面噪點，確保測量數(shù)據(jù)結果不受樣品表面雜質影響；
4）、超高重復性：雙通道氣浮隔振系統(tǒng)、經(jīng)過內(nèi)部抗振處理的測頭，能夠有效隔離地面振動噪聲和空氣中聲波振動噪聲，保障儀器在大部分的生產(chǎn)車間亦可正常使用，獲得超高測量重復性；
5）、靈活便捷的操縱桿：量身定制的操作手柄，集成了XYZ三軸運動控制模塊，測量時無須進行視線切換，能有效減輕操作人員用眼疲勞，提高測量效率；
6）、真空吸附臺：專為大尺寸輕薄樣品設計的真空吸附平臺，可有效確保輕薄如紙的樣品不受微弱空氣擾動影響，保證測量結果的準確性；
光學3D表面輪廓儀應用領域及案例
1、3C電子.藍寶石玻璃制品_光面
從校平后的3D圖像及提取的剖面輪廓曲線來看，半成品的藍寶石玻璃光面上分布有許多1~2nm的凸起，而從sa和ra數(shù)值對比來看，該藍寶石制品的粗糙度一致性較好，表面比較均勻。
2、3C電子.藍寶石玻璃制品_粗面
從校平后的3D圖像及提取的剖面輪廓曲線來看，半成品的藍寶石玻璃粗面上呈顆粒裝分布，表面高度差在3um左右，粗糙度在0.5um內(nèi)。
3、3C電子.手機玻璃屏
從3D圖像可看到其測量區(qū)域表面存在一深度為6nm，寬度為6um左右的劃痕；而線粗糙度Ra和面粗糙度Sa的數(shù)值對比看，該玻璃表面加工均勻度不夠完好。
該樣品接觸式輪廓儀和光學3D表面輪廓儀測量結果相差較大，從剖面輪廓曲線來看，主要原因在于接觸式輪廓儀由于探針針尖無法進入金屬后蓋顆粒縫隙掃描，其所繪輪廓曲線僅為后蓋顆粒表面輪廓，因而所得粗糙度Ra數(shù)值較小，而光學3D表面輪廓儀投射的光斑進入到顆粒縫隙并反射回去成像，因此其剖面曲線對金屬后蓋的微觀輪廓體現(xiàn)得更真實細致，也導致了數(shù)值的增大。
4、超精密加工.手機金屬模具半成品
用超精密銑床加工航空鋁制成的手機金屬殼模具半成品，用Sa表征其全局粗糙度參數(shù)，改善以前在超精密加工領域僅能獲取其局部線粗糙度Ra的情況，而針對樣品表面凹坑瑕疵，亦可同步提取剖面觀察和分析。
5、超精密加工.光學透鏡
針對光學透鏡這類低反射率的樣品，也能還原出其表面3D圖像，測出其加工表面粗糙度和曲率半徑。
6、太陽能光伏.印刷銀漿薄膜
硅基板上印刷的銀漿薄膜，其膜寬和膜厚參數(shù)作為評判前端印刷工藝的必需參數(shù)，針對微米級別寬度的膜寬，儀器也能完整還原出其三維輪廓進行測量。
7、半導體封裝.減薄硅片粗糙度
減薄工序中粗磨和細磨后的硅片表面3D圖像，用表面粗糙度Sa數(shù)值大小及多次測量數(shù)值的穩(wěn)定性來反饋加工質量。在生產(chǎn)車間強噪聲環(huán)境中測量的減薄硅片，細磨硅片粗糙度集中在5nm附近，以25次測量數(shù)據(jù)計算重復性為0.046987nm，測量穩(wěn)定性良好。
8、半導體制造.晶圓IC芯片
上述為晶圓盤上單顆IC芯片的3D圖像，光學3D表面輪廓儀可對其微觀外形輪廓尺寸進行測量，同時可提取其中某一區(qū)域進行表面粗糙度Sa等數(shù)據(jù)的測量，以分析蝕刻的質量情況。
9、精密加工.發(fā)動機葉片
上述3D圖為測發(fā)動機葉片上兩個位置，其中由于其外形輪廓并非規(guī)則形狀，測量的Sa值受輪廓影響，會較Ra數(shù)值偏大，而Ra值則與接觸式粗糙度儀所測數(shù)值一致；而另一肋條的大坡度和高度差，采用高倍物鏡亦可掃描出來。
產(chǎn)品規(guī)格及配置清單
1、光學3D表面輪廓儀技術規(guī)格表
型號 | W1 | W2 | |||
光源 | 白光LED | 白光LED | |||
標配影像系統(tǒng) | 1024×1024（2048×2048可選） | 1024×1024（2048×2048可選） | |||
標配干涉物鏡 | 10×（2.5×，5×，20×，50×，100×可選） | 10×（2.5×，5×，20×，50×，100×可選） | |||
標配光學ZOOM | 1×，（0.5×、0.75×可選） | 1×，（0.5×、0.75×可選） | |||
標配視場 | 0.49*0.49mm | 0.49*0.49mm | |||
最大視場 | 6*6mm | 6*6mm | |||
物鏡塔臺 | 3孔手動 | 3孔手動 | |||
XY位移平臺 | 尺寸 | 320×200mm | 320×320mm | ||
移動范圍 | 140×110mm | 200×200mm | |||
負載 | 10kg | 10kg | |||
控制方式 | 電動 | 電動 | |||
水平調整 | ±4°手動 | ±6°電動 | |||
Z軸聚焦 | 行程 | 100mm | 100mm | ||
控制方式 | 電動 | 電動 | |||
Z向掃描范圍 | 10 mm | 10 mm | |||
Z向分辨率 | 0.1nm | 0.1nm | |||
可測樣品反射率 | 0.5%~100% | 0.5%~100% | |||
粗糙度RMS重復性 | 0.005nm | 0.005nm | |||
臺階測量 | 準確度 | 重復性 | 準確度 | 重復性 | |
0.75% | 0.1% 1σ | 0.75% | 0.1% 1σ | ||
2、光學3D表面輪廓儀配置清單
序號 | 標配 | 選配 |
1 | 白光干涉測量儀主機 | 干涉物鏡：2.5X、5X、20X、50X、100X |
2 | 干涉物鏡：10X | 影像系統(tǒng)：2048*2048 |
3 | 影像系統(tǒng)：1024*1024 | 光學zoom：0.5X、0.75X |
4 | 光學zoom：1X | 自動測量模塊（須硬件支持） |
5 | XY載物臺：全自動位移臺 | 拼接測量模塊（須硬件支持） |
6 | 電腦：品牌計算機一臺 | 真空吸附臺（半導體晶圓專用） |
7 | XtremeVision 軟件一套 | |
8 | 系統(tǒng)校準模塊一套 | |
9 | 操縱手柄一個 | |
10 | 電氣控制柜 | |
11 | 儀器配件箱 | |
12 | 便攜加壓充氣裝置一套 | |
13 | 儀器操作說明書一本 | |
14 | 產(chǎn)品合格證、保修卡一套 |
