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NewView Serie 7000 - Profilometro 3D per metrologia di superfici
Interferometro a luce bianca
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La famiglia di Profilometri Ottici NewView si evolve e si ottimizza ulteriormente, sulla base dell’esperienza acquisita da Zygo con gli oltre 5.000 interferometri a luce bianca installati nel mondo. La nuova Serie NewView 7000 migliora le potenzialità nella caratterizzazione non distruttiva di rugosità, planarità, forma, altezza di gradino, angolo di cono, dimensioni critiche ed altre proprietà topografiche.
Il Profilometro Ottico NewView rappresenta il più avanzato sistema di mappatura tridimensionale ad alta risoluzione attualmente disponibile per la metrologia di superfici. Grazie alla tecnologia Scanning White-Light Interferometry (SWLI) brevettata da Zygo, i sistemi consentono una misura quantitativa e 3D con tecnica a non contatto e con risoluzione verticale inferiore a 0.1nm. | |
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Rispetto alla precedente Serie 6000, la Serie 7000 presenta una velocità di scansione superiore (fino a 135µm/s) e un range in Z più esteso (fino a 20mm) che rende il NewView ancora più vicino alle esigenze dell’industria.
Lo stage motorizzato consente inoltre di misurare aree fino a 150x150 mm.
La scelta degli obiettivi è ancora più ampia rispetto a prima. Quelli standard sono circa 20. Con gli obiettivi a lunga distanza di lavoro (denominati SLWD) si possono misurare superfici fino alla profondità di 40 mm.
L’esperienza acquisita in campo da Zygo consente di disporre di una serie di accorgimenti per misure particolari: angoli di cono, superfici laterali, parallelismo, film sottili sono ora misurabili con opportune attrezzature hardware o con pacchetti software specifici. |
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| I sistemi vengono quindi completati dal potente pacchetto software MetroPro che include l'algoritmo brevettato FDA (Frequency Domain Analysis) per l'acquisizione delle immagini di interferenza e la conversione di queste in profili superficiali tridimensionali. Tale software opera in ambiente Windows XP su un PC allo stato dell'arte dotato di monitor LCD 17". Oltre a gestire l'acquisizione dei profili topografici il MetroPro permette di visualizzarli sotto forma di mappe a falsi colori, di grafici tridimensionali con rendering ed in altre forme, consente inoltre di effettuare una lunga serie di analisi statistiche da cui estrarre in maniera facile e rapida i risultati di interesse. |
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Principio di funzionamento
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Il sistema NewView 7000 utilizza l'interferometria a luce bianca in scansione per ottenere immagini e misure delle parti analizzate fornendo informazioni quantitative sulla struttura di superfici senza contatto fisico con esse. Il fascio luminoso, attraversato il cammino ottico del microscopio, viene diviso in due all'interno dell'obiettivo interferometrico. Una parte viene riflessa dal campione mentre l'altra parte viene riflessa da una superficie di riferimento di alta qualità presente nell'obiettivo.
I due fasci si ricombinano e la luce risultante viene diretta su una telecamera a stato solido. L'interferenza tra i due fronti d'onda genera un'immagine formata da bande chiare e scure, chiamate frange d'interferenza, che sono indicative della struttura superficiale della parte analizzata. Poiché le frange di interferenza si originano solo quando la superficie analizzata è a fuoco, è necessario effettuare una scansione verticale per poter acquisire gli interferogrammi che caratterizzano la quota di ogni pixel componente la matrice della telecamera CCD. La scansione viene effettuata per mezzo di un trasduttore piezoelettrico posto alla base della testa ottica del microscopio.
Mano a mano che l'obiettivo effettua la scansione, la telecamera registra immagini dell'intensità delle frange di interferenza. A questo punto entra in gioco l'algoritmo proprietario di Zygo chiamato "Frequency Domain Analysis" che trasforma i dati di intensità delle frange in dati di Fase e Frequenza della luce per mezzo dell'analisi di Fourier. L'analisi del dominio delle frequenze appena trovato consente di localizzare la quota per ogni pixel in maniera univoca ed estremamente precisa. Le misure ottenute con il procedimento illustrato sono quindi tridimensionali: la misura verticale (perpendicolare alla superficie in esame) viene ottenuta per via interferometrica, mentre le misure laterali (sul piano del campione) si ottengono grazie alla taratura dell'ingrandimento generato dall'obiettivo. | |
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| Specifiche Tecniche |
| Prestazioni |
| Scanner |
Sistema piezoelettrico a circuito chiuso con sensori capacitivi altamente lineari |
| Range di scansione verticale |
Fino a 150 µm tramite sistema piezoelettrico, fino a 20 mm con motore microstepper |
| Risoluzione verticale |
< 0.1 nm |
| Risoluzione laterale |
Da 9.50 µm fino a 0.36 µm a seconda dell'obiettivo |
| Velocità di scansione |
NewView 7300: fino a 135 µm/s
NewView 7200: fino a 21 µm/s |
| Numero massimo di punti acquisibili |
307.200 punti (opzionale 995.668 punti con camera 992 x 1004 pixel) |
| Misure di Step Height |
Accuratezza: ≤ 0,75%
Ripetibilità: ≤ 0,1% a 1 σ |
| Ripetibilità RMS |
< 0.01 nm RMSσ |
| Descrizione Sistema |
| Tecnica di Misura |
Interferometria a scansione in luce bianca
SWLI, Scanning White Light Interferometry |
| Obiettivi |
Da 1X a 100X, disponibili anche obiettivi a lunga distanza di lavoro |
| Zoom |
NewView 7300: variabile motorizzato
NewView 7200: intercambiabile manualmente |
| Campo di vista |
Da 0.14x0.11 mm a 21.91 mm diametro (Dipende da obiettivo, zoom e telecamera).
Fino a 150x150 mm per mezzo dell'opzione di Image Stitching |
| Visione in tempo reale |
Monitor LCD 17” separato |
| Messa a fuoco |
Manuale tramite joystick e autofocus |
| Illuminazione |
Luce bianca a LED di lunga durata e elevata efficienza con controllo di intensità tramite computer |
| Matrice di acquisizione |
Standard: 640x480 pixels, selezionabile: 160x120 pixels, 320x240 pixels
Opzionale: 992x1004 pixels |
| Tavoli portacampioni |
Posizionamento manuale: ±6° tip/tilt, ±50 mm X/Y, 230° rotazione
Posizionamento motorizzato: ±4° tip/tilt, ±75 mm X/Y oppure 75 mm/360° r/q; mediante motori microstepper con feedback di posizione |
| Computer |
PC allo stato dell’arte con monitor LCD 17” |
| Software |
MetroPro di Zygo operante in ambiente Windows XP |
| Opzioni |
| Isolamento dalle vibrazioni |
E' consigliato un sistema di smorzamento delle vibrazioni |
| Fissaggio dei campioni |
Fissaggio specifico per applicazioni, eventualmente anche su misura |
| Filtri ottici |
Filtri ottici a seconda dell'applicazione |
| Standards |
Step Height Standard certificato NIST, Standard di calibrazione laterale, Standard di planarità ad alta precisione |
| Software |
Metro Pro.
Moduli Software per Applicazioni speciali: Advanced Texture, Stitching, ABS Geometry, Thin Film, PTR ed altri. |
| Specifiche del campione |
| Superfici osservabili |
Varie: opache e trasparenti, con film di rivestimento e senza, speculari e non speculari |
| Riflettività |
1-100% |
| Obiettivi |
| Ingrandimenti |
1X, 2.5X, 5X Michelson;
2X, 5X, 10X a lunga distanza di lavoro (20 o 40 mm)
10X, 20X, 50X, 100X Mirau |
| Configurazione |
Obiettivi interferometrici coniugati all'infinito |
| Montaggio |
Fissaggio a coda di rondine per singolo obiettivo, oppure torretta manuale o motorizzata ospitante fino a 6 obiettivi. |
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