◆ 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(xì)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(jì)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(shí)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(diǎn)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(diǎn),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(diǎn)
1.高分辨率、大范圍
采用的算法,實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)行掃描,從而實(shí)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(jìn)行的異物測量,VS1800能夠以無損傷方式進(jìn)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(rèn)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(xiàng)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(jìn)行,根據(jù)用途輕松引進(jìn)系統(tǒng)
技術(shù)指標(biāo):
軟件一覽:
隨著各種電子零配件實(shí)現(xiàn)微細(xì)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(diǎn),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(jìn)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(diǎn),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(jìn)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(jìn)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(xì)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(diǎn),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(jìn)行觀察和測量,可實(shí)現(xiàn)多方面評估。