一款測量設(shè)備的性能表現(xiàn),很大程度上取決于其硬件配置的優(yōu)劣。Zygo 3D 光學(xué)輪廓儀 NewView™ 9000 在硬件選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的精心考量,為其穩(wěn)定高效的測量能力提供了堅(jiān)實(shí)保障。
光學(xué)系統(tǒng)作為 NewView™ 9000 的核心,在元件選擇上十分嚴(yán)格。其核心光學(xué)鏡片采用高純度熔融石英材質(zhì),這種材料具有極低的熱膨脹系數(shù)和良好的光學(xué)均勻性,能在溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定的光學(xué)性能,減少因材料形變導(dǎo)致的光路偏移。鏡片表面經(jīng)過多層鍍膜處理,鍍膜材料選用高硬度的氧化物,不僅能提高光線透過率,減少反射損失,還能增強(qiáng)鏡片的耐磨性和抗腐蝕能力,延長使用壽命。
Mirau 干涉物鏡作為 Zygo 的部件,在材質(zhì)與結(jié)構(gòu)上頗具特色。物鏡鏡筒采用鈦合金打造,鈦合金不僅重量輕,還具有出色的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性,能有效抵抗外界振動(dòng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響。物鏡內(nèi)部的參考鏡選用高精度平面反射鏡,其平面度誤差控制在 0.1λ 以內(nèi)(λ=632.8nm),確保反射光線的穩(wěn)定性,為干涉條紋的清晰成像提供基礎(chǔ)。該物鏡有 5 倍、10 倍、20 倍、50 倍、100 倍等多種規(guī)格,滿足不同放大倍數(shù)的測量需求。
圖像采集組件同樣是硬件配置的亮點(diǎn)。NewView™ 9000 搭載 1200 萬像素高分辨率 CCD 相機(jī),該相機(jī)采用全局快門設(shè)計(jì),能有效避免滾動(dòng)快門造成的圖像畸變,確??焖龠\(yùn)動(dòng)時(shí)的成像質(zhì)量。相機(jī)的像素尺寸為 5.5μm×5.5μm,配合高數(shù)值孔徑的物鏡,能實(shí)現(xiàn)較高的空間分辨率,捕捉樣品表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)。相機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸接口采用高速 USB 3.0 標(biāo)準(zhǔn),單幀圖像的傳輸時(shí)間可控制在 0.1 秒以內(nèi),保證了測量的高效性。
樣品臺(tái)的設(shè)計(jì)充分考慮了測量的穩(wěn)定性與便利性。樣品臺(tái)臺(tái)面采用航空鋁合金材質(zhì),經(jīng)過精密加工,平面度誤差控制在 5μm/m 以內(nèi),為樣品提供平整的放置基礎(chǔ)。臺(tái)面表面覆蓋一層耐磨陶瓷涂層,陶瓷涂層硬度高、摩擦系數(shù)小,既能保護(hù)臺(tái)面免受樣品劃傷,又能減少樣品在測量過程中的滑動(dòng)。樣品臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用精密滾珠絲杠與伺服電機(jī)組合,X、Y 軸的移動(dòng)范圍均為 300mm,定位精度可達(dá) 1μm,重復(fù)定位誤差小于 0.5μm,確保樣品能被精準(zhǔn)移動(dòng)到測量位置。
設(shè)備的機(jī)身結(jié)構(gòu)采用剛性框架設(shè)計(jì),主體框架選用優(yōu)質(zhì)鋼材,經(jīng)過焊接和時(shí)效處理,消除內(nèi)應(yīng)力,確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。機(jī)身內(nèi)部安裝有多重減震裝置,包括空氣彈簧和橡膠減震墊,能有效吸收外界振動(dòng),將設(shè)備的振動(dòng)幅度控制在 50nm 以內(nèi)。同時(shí),機(jī)身配備獨(dú)立的恒溫控制系統(tǒng),通過精密溫控傳感器和加熱 / 制冷模塊,將內(nèi)部工作溫度穩(wěn)定在 23℃±0.1℃,減少溫度波動(dòng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響。
在連接與擴(kuò)展方面,NewView™ 9000 配備了豐富的接口,包括 USB 3.0、以太網(wǎng)、RS232 等,方便與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等外部設(shè)備連接。設(shè)備還支持多種可選配件,如自動(dòng)聚焦模塊、激光定位器、大樣品載物臺(tái)等,用戶可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展,提升設(shè)備的適用性。
這些硬件配置的優(yōu)勢,讓 NewView™ 9000 在電子半導(dǎo)體、光學(xué)制造、精密機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。無論是測量芯片表面的細(xì)微結(jié)構(gòu),還是檢測光學(xué)鏡片的平整度,它都能憑借穩(wěn)定的硬件性能,提供可靠的測量數(shù)據(jù)。