測量動(dòng)態(tài)MEMS設(shè)備
測量動(dòng)態(tài)MEMS設(shè)備光學(xué)輪廓儀是確定MEMS設(shè)備表面特征的一 種非常有用的工具。傳統(tǒng)意義上，光學(xué)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(yùn)動(dòng)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(shè)備，需要確定該設(shè)備處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的形貌特征，了解和確定 其在運(yùn)動(dòng)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(guān)重要，作為質(zhì)量檢驗(yàn)，只有動(dòng)態(tài)測量才可以真正模擬MEMS實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到正真的功能檢測。
*的3D光學(xué)輪廓儀能夠?qū)崿F(xiàn)這一測量功能，運(yùn)用NewView™7300和新的動(dòng)態(tài)測量模塊DMM可以形成一個(gè)動(dòng)態(tài)測量體系：一個(gè)頻閃的LED光源同步于MEMS設(shè)備的觸發(fā)信號，通過調(diào)整光源的頻閃頻率，其MEMS設(shè)備的運(yùn)動(dòng)被有效“靜止”。實(shí)現(xiàn)光學(xué)輪廓儀在 動(dòng)態(tài)設(shè)備上進(jìn)行測量。
無論是生產(chǎn)制造過程中的質(zhì)量控制，還是實(shí)驗(yàn)室的研究，ZYGO裝有DMM模塊的NewView™7300系統(tǒng)對檢查靜態(tài)和動(dòng)態(tài)MEMS提供了的測量設(shè)備和全面的解決辦法。其的測量范圍和測量速度，已成為動(dòng)態(tài)MEMS測量的理想解決方案。
薄膜分析應(yīng)用
薄膜分析應(yīng)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(jìn)行掃描，CCD記錄下干涉條紋的演變。計(jì)算機(jī)通過分析條紋演變過程中的強(qiáng)度變化，就能精確確定樣品形貌的高度。
過去，測試樣品時(shí)，只有一個(gè)調(diào)制信號被檢查到，但大部分的樣品如半導(dǎo)體、MEMS、平面顯示屏等，這些樣品透射且能在樣品的同一點(diǎn)上產(chǎn)生多個(gè)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(dǎo)致不正確或不存在的數(shù)據(jù)。
為分離多個(gè)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(dú)測量薄膜頂部表面形貌
? 單獨(dú)測量薄膜底部表面形貌
? 單獨(dú)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(qiáng)型光源，包括一個(gè)LED光源和一個(gè)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(gè)面和厚度，5倍或者更低的物鏡可以測量光學(xué)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(shí)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(yīng)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(fù)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(xué)輪廓儀可以用來測量表面形貌。隨著機(jī)械精度和光學(xué)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(guān)鍵。
NewView™7000系列光學(xué)輪廓儀運(yùn)用掃描白光干涉技術(shù)配備MetroPro®軟件和的FDA分析技術(shù)使得表面形貌的測量能夠達(dá)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(zhǔn)，則表面粗糙度測量可以達(dá)到皮米量級（1×10-12）。
在對超光滑表面進(jìn)行定量測試時(shí)，首先要清楚每一個(gè)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(dòng)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?yàn)樗鶞y量的結(jié)果遠(yuǎn)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(jī)械和聲波振動(dòng)的最小化
? 在測量時(shí)間內(nèi)嚴(yán)格控制溫度的變化，使樣品，物鏡溫度變化最 小化
? 嚴(yán)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(jìn)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(xué)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(jī)械加工中的應(yīng)用
機(jī)械加工中的應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械零件由于受加工設(shè)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(shù)發(fā)展，人們對機(jī)械零件的加工精度要求開始向納米量級邁進(jìn)，設(shè)備加工精度的提高帶動(dòng)檢測技術(shù)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(jī)械零件有很大的局限性。
光學(xué)輪廓儀最初應(yīng)用在光學(xué)加工行業(yè)時(shí)，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(yīng)用。ZYGO光學(xué)輪廓儀已在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴、半導(dǎo)體切割刀具、人工關(guān)節(jié)制造、量塊標(biāo)定等方面有大量的應(yīng)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(jī)械加工檢測中呈現(xiàn)出新的應(yīng)用。
