光學(xué)3D表面輪廓儀，他是以白光干涉掃描技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的用于樣品表面微觀形貌檢測的精密儀器。光學(xué)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(fù)精度的3D測量，獲取表征樣品表面質(zhì)量的2D、3D數(shù)據(jù)。因此，光學(xué)3D表面輪廓儀可廣泛應(yīng)用于對器件表面質(zhì)量要求極高的半導(dǎo)體、3C電子屏幕等器件、太陽能印刷薄膜、光學(xué)加工、超精密加工、納米材料等工業(yè)企業(yè)領(lǐng)域，以及高校、計量院所、科研院所等計量、研究性質(zhì)單位。
下面簡單和大家介紹光學(xué)3D表面輪廓儀的功能與特色
1、儀器架構(gòu)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(yù)先設(shè)好配置參數(shù)，結(jié)合操縱桿，可一鍵完成從測量到分析的全部流程，并對結(jié)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)果不受樣品表面雜質(zhì)影響；
4）、超高重復(fù)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(fù)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(shè)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(jié)果的準(zhǔn)確性；
光學(xué)3D表面輪廓儀應(yīng)用領(lǐng)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(xué)3D表面輪廓儀測量結(jié)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?？p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(xué)3D表面輪廓儀投射的光斑進入到顆?？p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(dǎo)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(lǐng)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(xué)透鏡
針對光學(xué)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(dǎo)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(zhì)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(fù)性為0.046987nm，測量穩(wěn)定性良好。
8、半導(dǎo)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(xué)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(zhì)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(xué)3D表面輪廓儀技術(shù)規(guī)格表
型號 | W1 | W2 | |||
光源 | 白光LED | 白光LED | |||
標(biāo)配影像系統(tǒng) | 1024×1024（2048×2048可選） | 1024×1024（2048×2048可選） | |||
標(biāo)配干涉物鏡 | 10×（2.5×，5×，20×，50×，100×可選） | 10×（2.5×，5×，20×，50×，100×可選） | |||
標(biāo)配光學(xué)ZOOM | 1×，（0.5×、0.75×可選） | 1×，（0.5×、0.75×可選） | |||
標(biāo)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(diào)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(fù)性 | 0.005nm | 0.005nm | |||
臺階測量 | 準(zhǔn)確度 | 重復(fù)性 | 準(zhǔn)確度 | 重復(fù)性 | |
0.75% | 0.1% 1σ | 0.75% | 0.1% 1σ | ||
2、光學(xué)3D表面輪廓儀配置清單
序號 | 標(biāo)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(xué)zoom：0.5X、0.75X |
4 | 光學(xué)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(dǎo)體晶圓專用） |
7 | XtremeVision 軟件一套 | |
8 | 系統(tǒng)校準(zhǔn)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 |
