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NewView 600s: Métrologie des Surfaces
Microscope interférométrique en lumière blanche
Profilomètre-rugosimètre 3D sans contact
Analyse Manuelle
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La caractérisation d'état de surface par microscopie interférométrique en lumière blanche est une spécialité de longue date de Zygo. Cette technique de mesure métrologique reconnue, utilisant notamment l'analyse fréquentielle dite "FDA" brevetée par Zygo est irremplaçable en termes de précision, d'immunité au bruit, de fiabilité et de flexibilité. Plusieurs générations d'appareils utilisant cette technologie ont déjà vu le jour chez Zygo.
Après la gamme des NewView 6000 complètement automatisable et son vaste champ d'applications, le constructeur vise un nouveau marché avec un instrument plus simple d'utilisation et plus compact mais profitant de tous les avantages techniques qu'offre l'analyse FDA.
Le tout nouveau NewView 600s, en plus d'une excellente répétabilité, apporte une précision de 0,1 nm pour les mesures de rugosité et de topographie. Une seule mesure suffit pour tout type de forme jusqu'à 150µm en Z. | |
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NewView 600s: principe de fonctionnement et technologie
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Tout comme la série des NewView 6000, le NewView 600s de la société Zygo (http://www.zygo.com) est un microscope de mesures métrologiques utilisant la méthode d’interférométrie par balayage axial en lumière blanche. Cette technologie permet d’obtenir instantanément une analyse 3D multiple et sans contact de votre surface d'échantillon comprenant:
 | la rugosité
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| la topographie
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| la forme globale
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La mesure de profondeur (axe Z) est obtenue sur 150 µm avec une haute résolution meilleure que 0,1 nm pour une précision meilleure que 0,75%.
La résolution latérale (plan XY) et le champ de mesure sont fonction de l'objectif utilisé. La résolution latérale minimale de 0,37 µm est atteinte avec l'objectif 100X. Le champ d'observation maximal obtenu avec un objectif 2X est de 3,5 x 2,6 mm.
L’objectif interférométrique du microscope effectue une translation autour de son point de focalisation pendant qu’une caméra CCD rapide à faible bruit enregistre les différents interférogrammes. Un traitement par Transformée de Fourier Rapide (FFT), à l’aide d’un algorithme spécifique breveté (FDA), permet d’obtenir les informations topographiques du champ observé. Ce traitement breveté permet au NewView 600s de réaliser toutes les mesures en lumière blanche avec la même précision. Marches importantes et très faibles rugosités sont ainsi analysées par la même méthode en une seule mesure. |
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Le NewView 600s peut être équipé d'une large gamme d'objectifs de microscopes de 2X à 100X afin de s'adapter à la plupart des applications exigeantes en terme de résolution latérale et de champ d'observation. Une tourelle manuelle ou automatisée peut être ajoutée afin de sélectionner efficacement jusqu'à 6 objectifs. La large dynamique, le gain automatique de la caméra et de l'éclairage par LED blanche, ainsi que la possibilité d'utiliser des objectifs "Low Reflexion", permettent au NewView 600s de s'adapter à tous les types de surfaces: réfléchissantes, mates, polies ou rugueuses.
Ce nouvel instrument simple et efficace permet de couvrir l'essentiel des besoins en analyse par microscopie interférométrique des équipes de recherche et des laboratoires d'analyse des surfaces. Sa très haute résolution verticale (0,1 nm) couplé à son large choix d'objectifs (2X à 100X) lui permettent de répondre aux contraintes de plus en plus exigeantes dans des domaines et des applications de pointe très variés comme les semi-conducteurs, la microélectronique, les MEMS, l'étude des matériaux, le micro-usinage, la mécanique de précision, l'automobile ou la cosmétique.
Le logiciel d'exploitation des mesures MetroPro fonctionnant sous Windows XP Pro est commun à tous les appareils ZYGO, et fournit les résultats sous de très nombreuses formes (graphiques 3D, courbes de profil, de tableaux de valeurs numériques …).
Principaux composants du NewView 600s
| statif vertical rigide indépendant sur granit
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| tête manuelle à hauteur réglable
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| focalisation manuelle, rapide et fine sur 30 mm
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| transducteur piézo-électrique contrôlé en boucle fermée sur une course verticale de 150 µm
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| source lumineuse DEL blanche
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| caméra numérique rapide faible bruit de 640x480 pixels
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| PC complet Dell
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| option: platine manuelle de déplacement de l'échantillon 4 axes: +/- 50 mm en XY et +/- 6° en roulis et tangage
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| option: large choix d'objectifs de 2X à 100X dont certains avec de longues distances de travail (20 mm)
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| option: tourelle 6 positions, manuelle ou motorisée |
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| Performances du NewView 600s |
| balayage vertical de précision (piézo) |
150 µm |
| résolution verticale |
0,1 nm |
| résolution latérale |
de 0,37 à 5,18 µm (fonction de l'objectif) |
| répétabilité RMS |
< 0,01 nm RMS |
| mesure de marche : précision |
précision ≤ 0,75% |
| mesure de marche : répétabilité |
répétabilité ≤ 0,1% @ 1 σ |
| vitesse d'acquisition |
≤ 15 µm/s |
Analyse des couches minces transparentes
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Même si ce type d'analyses oriente plutôt vers le choix du NewView 6300 équipé, dans cette optique, d'un réducteur d'ouverture numérique afin d'optimiser l'utilisation de cette application "couches minces transparentes", le microscope interférométrique Zygo NewView 600s permet également de réaliser une analyse très complète de ces couches. Ainsi, avec des objectifs 2X à 5X, voire 10X, cette analyse informe à la fois sur la topographie de la surface du film mince (Top Surface), celle du substrat (Secondary Surface) ainsi que sur la couche elle-même (TH) (épaisseur optique et homogénéité). Avec des objectifs de 20X à 100X, est encore obtenue la topographie de la surface du film mince.
Voir plus bas le document pdf correspondant.
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