3次元表面形状測定の原理

白色光干渉とは?

白色光干渉は、ナノレベルの精度で、粗さ・段差などの3次元の表面形状を非接触で測定出来る技術です。粗さや段差を測定する技術として、接触式段差計、原子間力顕微鏡(AFM)、レーザー顕微鏡などがあります。

 

  白色光干渉 レーザ
顕微鏡
接触式
段差計
AFM
精度

・ナノオーダの測定
・高い繰り返し精度(0.1%)

分解能

ナノからミリメートル

ミクロン

〇 

ミクロン

ナノ

測定領域

1回の測定で2mm角
(10倍レンズ使用時)

レーザー

スキャン

ライン

×

微小領域を

スキャン

接触・非接触

非接触

非接触 接触 接触
測定時間

数秒でエリア測定

スキャンによる

面測定

ライン

プロファイル

×

スキャンによる

面測定

 

白色光干渉は、高精度、高速測定、広範囲の測定を可能にしたシステムといえます。

 

 

白色光干渉方式の測定原理

光学系の構造

干渉縞

干渉縞

白色光干渉方式は、カメラで光の干渉パターンを計測し3次元形状を測定します。干渉レンズと呼ばれる参照ミラーを内蔵した対物レンズを使い、白色光を参照ミラーとサンプルに照射すると、2つの反射光の光路が等しい時は、2つの光が強く干渉して明るくなります。逆に、2つの反射光の光路が異なる時は、2つの光が打ち消し合い暗くなります。

 

高さの異なるサンプルを測定すると、光路の応じて光が強く所と弱い所が干渉縞が現れます。

 

段差があるサンプルの上で、対物レンズをピエゾアクチュエータやステップモーターで上下に動かしカメラで干渉信号を観察します。A面とB面でそれぞれ干渉信号のピークが現れ、このピークの位置のずれが高低差となります。

 

レンズを上下させた時、カメラで捉えた干渉縞と高さ情報を含め解析した結果、レンズの視野全体の正確な3Dプロファイルの解析が出来ます。

 

 

 

 

製品情報
Profilm3D 3次元表面形状測定システム
F20 膜厚測定システム
F10-RT 反射・透過・膜厚測定システム
F3-sX 基板厚測定システム
F3-CS 卓上膜厚測定システム
F40 汎用顕微鏡モデル
F40-UVX 紫外・近赤外対応顕微鏡モデル
F50 自動膜厚測定システム
F60 アライメント自動膜厚測定システム
F54 顕微式自動膜厚測定システム
お知らせ一覧
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