Monatliches Archiv: April 2012

DIE MESSUNG DER WAHRHEIT. NACHTEILE DER INTERFEROMETRIE

Einige Überlegungen dazu, was bei der Prüfung der beiden weißen Leuchten zu beachten ist profilometer Techniken. Die Nachteile der Weißlicht-Interferometrie beginnen mit der Verwendung von Software und mathematischen Gleichungen, um mit Hilfe des Bildgebungssystems die Bewegung der Streifen über den Bildschirm zu erkennen, wenn die Probe oder der Messkopf in bestimmten Schritten nach oben oder unten bewegt wird. Diese Messungen sind nur so gut wie das, was die Software und die bildgebenden Teile in Bezug auf die "Erkennung" der Bewegung dieser Streifen leisten können. Bei spiegelnden und glatten Oberflächen ist die Genauigkeit der Daten besser. Aus diesem Grund wurde das Verfahren in erster Linie für Halbleiteranwendungen entwickelt, bei denen die Oberflächen häufig spiegeln und die Stufen, falls vorhanden, einen Winkel von nahezu 90° bilden.

Bei einer rauen und wenig reflektierenden Oberfläche ist die Software-Interpretation der realen Oberfläche jedoch aufgrund der Artefakte der Interferometrie-Technik weit von der Wahrheit entfernt. Hinzu kommt, dass die Interferometrie auch bei der Winkelmessung extrem eingeschränkt ist. Auch hier kann die Software nun Wunder vollbringen und Oberflächen mit zusätzlichen Informationen wie der erwarteten Form der Oberfläche ergänzen. Eine Vorschau der Rohdaten ist eine Möglichkeit, um zu erkennen, was die Software manipuliert hat, aber auch die primäre Analysesoftware gibt automatisch eine Interpretation dessen wieder, wie die Oberfläche aussehen muss, und vervollständigt automatisch nicht gemessene Punkte, ohne dass der Benutzer davon weiß. Bei cleverer Software kann es unmöglich sein, Artefakte von echten Daten zu unterscheiden, da das Rendering des 3D-Bildes perfekt aussieht und die Benutzer oft nicht wissen, wie ihre Oberfläche wirklich aussieht. Dies gilt insbesondere bei komplexeren und schwierigeren Oberflächen.

Auch die Geschwindigkeit wird als wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Verfahren angeführt. Es stimmt, dass die Interferometrie schneller ein Bild des Sichtfeldes messen kann, um Rauheit und Stufe zu bewerten. Dies sind klare Vorteile bei glatten Halbleiteroberflächen. Aber auch hier gilt: Wenn die zu messende Oberfläche nicht glatt ist, können die Daten zwar schneller geliefert werden, sind aber weit entfernt von echten Daten. Außerdem funktioniert das Stitching von Oberflächen, wenn die Oberfläche glatt und reflektierend ist und klare Positionsmarkierungen aufweist. Die Genauigkeit des Stitching nimmt ab, wenn die Oberfläche rauer wird und es sich um schwierigere Materialien handelt. Es kann schwierig werden, Artefakte und Probleme zu erkennen, wenn die Oberfläche rauer ist, als wenn man eine klare Stufe sieht. Um die beste seitliche Auflösung zu erzielen, ist es notwendig, ein 100x-Objektiv zu verwenden, was den Messbereich auf etwa 140 x 110 Mikrometer begrenzt. Die Anzahl der Bilder, die zusammengefügt werden müssen, kann zu einem Problem werden, wenn man versucht, genaue Daten über größere Teile zu erhalten (100 Bilder für 1mmx1mm und 10000 Bilder für 10mmx10mm). Die seitliche Auflösung des Bildes hängt von der Anzahl der Pixel der verwendeten Kamera ab.

Im Gegensatz zur manipulativen Interferometrietechnik wird bei der Axialchromatographie mit Weißlicht die Höhe direkt durch die Erkennung der Wellenlänge gemessen, die auf die Oberfläche der Probe im Fokus trifft. Es handelt sich um eine direkte Messung ohne mathematische Softwaremanipulation. Dies ermöglicht eine unübertroffene Genauigkeit der gemessenen Oberfläche, da ein Datenpunkt entweder genau ohne Softwareinterpretation oder überhaupt nicht gemessen wird. Die Software kann den nicht gemessenen Punkt vervollständigen, aber der Benutzer ist sich dessen voll bewusst und kann sicher sein, dass es keine anderen versteckten Artefakte gibt. Mit dieser Technik können auch nahezu alle Materialoberflächen mit sehr viel größeren Winkeln gemessen werden, in manchen Fällen bis zu über 80°. Axialer Chromatismus kann eine Länge von über 30 cm in weniger als 0,3 Sekunden scannen. Neue Erfassungssysteme sind jetzt verfügbar, um 31.000 Punkte pro Sekunde bei einer Abtastgeschwindigkeit von 1m/s zu erreichen. Neue Zeilensensoren mit Axialchromatismus können sogar bis zu 324.000 Punkte pro Sekunde messen. Ein typisches Bild, das mit einem Interferometer aufgenommen wird, hat weniger als 1.000.000 Datenpunkte pro Sichtfeld. Bei Verwendung eines Axialchromatismus-Zeilensensors dauert das Scannen einige Sekunden, was bedeutet, dass die tatsächliche Geschwindigkeit sehr nahe an der Geschwindigkeit der Interferometrie liegt, aber wahrheitsgetreuere Daten liefert. Daher sollte die Geschwindigkeit von der jeweiligen Anwendung abhängig gemacht werden.

Das Wachstum der Interferometrietechnik ist vor allem auf ihren Erfolg in Branchen mit größerem Budget zurückzuführen. Daher sind die Kosten für die Interferometrie in der Regel doppelt so hoch wie für Axialchromatographie-Systeme mit ähnlicher Auflösung und breiterem Leistungsspektrum. Wir haben die Erfahrung gemacht, dass 90% Anwendungen besser mit der Axialchromatometrie-Technik bedient werden können. Kunden, die sich für die Axialchromatismus-Technik entschieden haben, wurden selten enttäuscht, während es bei der Interferometrie viele Fallstricke gibt. Und das Bedauern ist fast immer dasselbe: Der Nachteil der Interferometrie liegt in der breiten Messmöglichkeit und den zuverlässig wahren Daten bei einem hohen Preis.

Siehe ausführlicher Bericht