測量動態(tài)MEMS設備

       測量動態(tài)MEMS設備光學輪廓儀是確定MEMS設備表面特征的一 種非常有用的工具。傳統(tǒng)意義上，光學輪廓儀被用來測量樣品的表面特性。但是，在測量過程中，所測量的樣品需保持在靜止的狀態(tài)下，如果樣品不穩(wěn)定或者 處于運動狀態(tài)則會引起圖像混亂模糊、數(shù)據(jù)不完整或者數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。然而，對于MEMS設備，需要確定該設備處于運動狀態(tài)時的形貌特征，了解和確定 其在運動狀態(tài)下的功能和特征對研發(fā)和生產(chǎn)質(zhì)量控制至關重要，作為質(zhì)量檢驗，只有動態(tài)測量才可以真正模擬MEMS實際運行狀態(tài)，從而達到正真的功能檢測。

       的3D光學輪廓儀能夠?qū)崿F(xiàn)這一測量功能，運用NewView™7300和新的動態(tài)測量模塊DMM可以形成一個動態(tài)測量體系：一個頻閃的LED光源同步于MEMS設備的觸發(fā)信號，通過調(diào)整光源的頻閃頻率，其MEMS設備的運動被有效“靜止”。實現(xiàn)光學輪廓儀在 動態(tài)設備上進行測量。

       無論是生產(chǎn)制造過程中的質(zhì)量控制，還是實驗室的研究，ZYGO裝有DMM模塊的NewView™7300系統(tǒng)對檢查靜態(tài)和動態(tài)MEMS提供了的測量設備和全面的解決辦法。其的測量范圍和測量速度，已成為動態(tài)MEMS測量的理想解決方案。

薄膜分析應用

       薄膜分析應用白光掃描干涉儀NewView™系列能夠從樣品表面反射和參照反射的相干光中產(chǎn)出形貌高度數(shù)據(jù)。干涉物鏡在垂直方向上進行掃描，CCD記錄下干涉條紋的演變。計算機通過分析條紋演變過程中的強度變化，就能精確確定樣品形貌的高度。

       過去，測試樣品時，只有一個調(diào)制信號被檢查到，但大部分的樣品如半導體、MEMS、平面顯示屏等，這些樣品透射且能在樣品的同一點上產(chǎn)生多個調(diào)制信號，利用傳統(tǒng)的分析方法來處理這些信號有可能導致不正確或不存在的數(shù)據(jù)。

       為分離多個調(diào)制信號，MetroPro®8.1.1（或更高級版本）包含ZYGO的薄膜分析軟件——TopSlice和FilmSlice可以消除這些缺陷并讓用戶獲得下列結(jié)果：

? 單獨測量薄膜頂部表面形貌

? 單獨測量薄膜底部表面形貌

? 單獨測量薄膜厚度、頂部表面形貌和底部表面形貌

       NewView™7300系統(tǒng)采用一種增強型光源，包括一個LED光源和一個可變的光圈來限定光源的數(shù)值孔徑。其光圈保證所有的物鏡可以用來測量薄膜的第二個面和厚度，5倍或者更低的物鏡可以測量光學厚度1.5µm至75µm薄膜的頂部面形特征和底部面形特征以及薄膜厚度，大于5倍的物鏡可以得到更精確測量，但是可測量的薄膜厚度隨著物鏡的放大倍數(shù)增加而降低。MetroPro®薄膜分析模塊同時提供頂部面形、第二面（一般稱為底部）面形和薄膜厚度的數(shù)據(jù)。

       MetroPro®薄膜分析應用結(jié)合ZYGO秀的輪廓儀—NewView™7300—是目前對薄膜面形和薄膜厚度定量和直接顯示的且功能最完善的儀器。ZYGO的TopSlice和FilmSlice算法讓用戶在薄膜中對薄膜厚度的范圍和的重復性具有充足的信心。

測量次納米表面形貌

       測量次納米表面形貌，白光光學輪廓儀可以用來測量表面形貌。隨著機械精度和光學加工能力的提高，超光滑或者次納米表面的加工越來越普及，這些表面的量化已成為過程控制的關鍵。

       NewView™7000系列光學輪廓儀運用掃描白光干涉技術配備MetroPro®軟件和的FDA分析技術使得表面形貌的測量能夠達到次納米量級。如果很好的控制測量環(huán)境，選擇合適測量參數(shù)以及可靠的儀器校準，則表面粗糙度測量可以達到皮米量級（1×10-12）。

       在對超光滑表面進行定量測試時，首先要清楚每一個測量系統(tǒng)均存在其固有本底噪聲。這些噪聲來源電子噪聲、接收器噪聲、參考鏡表面的微小不平整以及測量環(huán)境引起的微小振動等。對大多數(shù)樣品，NewView系統(tǒng)的測量噪聲基本上可以忽略，因為所測量的結(jié)果遠大于本底噪聲。但對于非常光滑的表面，本底噪聲就得加以考慮，對這些樣品的測量就需要清楚知道噪聲的來源并加以很好的控制。

測量超光滑表面需要對測量環(huán)境很好的控制，理想的測量環(huán)境是：

? 機械和聲波振動的最小化

? 在測量時間內(nèi)嚴格控制溫度的變化，使樣品，物鏡溫度變化最 小化

? 嚴格控制物鏡和樣品之間的氣流，使氣流對測量影響最小化

       許多噪聲源可以通過以下的方法來消除或減低，一是很好控制測試環(huán)境如聲波、氣流、溫度及其變化等；二是進行多次測量并將測量結(jié)果加以平均從而獲得很好的測量結(jié)果。

       通過上述描述的方法和測量過程，可以證明ZYGO有能力測量粗糙度小于0.05nm的光滑表面，很好地控制環(huán)境并選擇合適的內(nèi)部精度以及基于系統(tǒng)優(yōu)化函數(shù)的位相平均次數(shù)，就能讓光學輪廓儀測量高質(zhì)量的表面形貌。因此，NewView™7300的高采樣速度和高分辨率使得超光滑表面形貌測量變得輕而易舉。

機械加工中的應用

       機械加工中的應用傳統(tǒng)的機械零件由于受加工設備的限制，對精度包括平面度，粗糙度的要求常規(guī)下停留在微米量級。但隨著技術發(fā)展，人們對機械零件的加工精度要求開始向納米量級邁進，設備加工精度的提高帶動檢測技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測手段包括接觸式和2D方式的檢測方法對檢測納米量級精度的機械零件有很大的局限性。

       光學輪廓儀最初應用在光學加工行業(yè)時，其3D、高速、精密、可靠和穩(wěn)定，開始引起加工人士的注意并開始應用。ZYGO光學輪廓儀已在汽車發(fā)動機噴油嘴、半導體切割刀具、人工關節(jié)制造、量塊標定等方面有大量的應用。ZYGO的MetroPro®分 析軟件中的一些特定功能如平面度、粗糙度、直線度和高度差等在機械加工檢測中呈現(xiàn)出新的應用。