HD-3D optické měření profilu povrchu a tloušťky vrstev

Transkript

1 HD-3D optické měření profilu povrchu a tloušťky vrstev

2 CCI HD stvořen k překonávání hranic nemožného. Optická interferometrie bez kompromisů 2,2 mm vertikální rozsah skenování s patentovaným, robustním skenovacím mechanizmem osy Z (ne na piezzo principu), řízeným v uzavřené smyčce 0,1 Å vertikální rozlišení v celém rozsahu Zobrazení s 2048 x 2048 pixelů pro velké zorné pole s vysokým rozlišením Vhodné pro povrchy s odrazivostí 0,3% - 100% Virtuální odstranění nejistoty měření < 0,2 Å opakovatelnosti RMS; < 0,05% opakovatelnost výšky schodu Design optimalizovaný metodou konečných prvků pro vynikající výsledky R&R Kalibrace pomocí ISO standardů zajišťuje důvěryhodnost výsledků Automatické ostření a nastavení rozsahu eliminuje vliv operátora Robustní design pro dlouhodobou efektivitu Robustní vertikální skener bez piezzo prvků šetří vysoké náklady na servis Autoostření brání nabourání a poškození objektivu Vestavěný nástroj autodiagnostiky pro rychlé a snadné řešení problémů Jednoduchá obsluha omezuje možnost chyb operátora 64-bitový software pro ovládání a analýzy Více-jazyčná podpora komunikace Kompatibilní s většinou PC platforem pro společné výzkumné projekty Nové nástroje, včetně 4D analýz 3D povrchů, tak, jak se v čase vyvíjejí Automatická generace protokolů z dávek změřených dat. Vylepšení funkčních vlastností kuliček do kuličkových per CCI HD se používá k analýze rozměrů, tvaru a objemu jamek na povrchu malých kuliček, které zajišťují plynulou dodávku inkoustu.

3 Optimalizace účinnosti fotovoltaických článků Jednotná hloubka rýhy zamezuje proudění vodivého materiálu mimo rýhu, které snižuje účinnost. CCI vyhodnocuje funkce jako hloubka, šířka a objem rýhy Rychlost a mimořádná citlivost činí ze CCI HD ideální nástroj pro výzkum a vývoj, ale také pro zajištění kvality ve výrobě Prof. Michael Walls, profesor fotovoltaiky v CREST, Velká Británie CCD HD je průmysl měnící směs vědy, zkušeností a fantazie Rozsah, rozlišení, přesnost, spolehlivost - náš recept pro Váš úspěch Bez ohledu na typ vzorku a jak rychle ho musíte analyzovat, tomuto revolučnímu bezkontaktnímu optickému profiloměru pro 3D prostorové měření můžete zcela důvěřovat. Spojení unikátní 4M pixelové kamery s vertikálním rozlišením 0,1 Å poskytuje neuvěřitelně detailní analýzu nejrůznějších typů povrchů, od velmi hrubých po extrémně hladké. Univerzálnost - připraven pro výzkumné projekty i do výrobních procesů CCI HD je připraven držet krok s vysokou odbornou úrovní vědců a pracovníků výzkumu a pokrýt většinu náročných požadavků na měření v oborech s rychlým vývojem, jako jsou sluneční energie, optika a zdravotnické pomůcky. Spojení výkonného softwaru pro analýzy rozměrů a drsnosti s nekompromisní konstrukcí přístroje poskytuje ideální kontrolní nástroj prakticky jakékoliv aplikace. Snadné použití - snižuje náklady na školení obsluhy Ani v případě, že je přístroj používán jen zřídka, není nutné opakovat školení ani dohled nad obsluhou. Snadná obsluha CCI HD vyhovuje vědcům, studentům, vývojářům i provozním revizorům kvality. Přístroj je vybaven funkcemi jako je automatické ostření a automatické nastavení rozsahu, což významně zjednodušuje proces nastavení a vyrovnání vzorků. Ušetříte cenný čas, omezíte chyby a rychle získáte požadované výsledky. Komplexní platforma zjednodušuje integraci ISO Významně rozšiřuje Vaše analytické možnosti, aniž by se zvýšila složitost vlastních analytických programů. Můžete měřit širokou škálu součástek a povrchů bez komplikovaného přepínání mezi měřícími režimy a bez nutnosti průběžné kalibrace objektivu. Standardizované metody, postupy a výstupy protokolů usnadňují integraci přístroje CCI HD do Vašeho systému řízení kvality.

4 Řízení výroby čoček Pikoprojektory vyžadují mimořádně přesné matice čoček. Odhalení vad na povrchu každé čočky je pro kvalitu zobrazení kritické. Nová generace 3D kamer VGA technologie minulého století 640 x 480 Vyšší rozlišení Obrazový snímač CCI HD s maticí pixelů 2048 x 2048 je nesrovnatelně kvalitnější než stará technologie VGA, která s maticí pixelů 640 x 480 hrubě omezovala laterální rozlišení. Nyní můžete bez potíží měřit velké plochy, aniž by docházelo ke zkreslení způsobenému přibližovacími (FoV) čočkami. CCI HD 2048 x 2048 Rychlejší měření Větší FoV (zorné pole) znamená méně nastavování, rychlejší kontrolu a efektivnější využití přístroje i obsluhy. Lepší nákladová efektivita tak přináší schopnost zkontrolovat důkladněji a mnohem podrobněji více vzorků, bez dodatečných výdajů. Skvělé výsledky Se 4 miliony datových bodů je měřená plocha definovaná jako nikdy předtím. Na velkém zorném poli můžete kdekoliv odhalit a následně přiblížit k podrobné analýze povrchové vady či potenciální problémové oblasti, aniž byste ztráceli čas opětovným přeměřováním vzorku. Kamera - nová technologie Vysoké rozlišení vizuální analýzy je základním nástrojem pro moniotorování a zlepšování Vašeho výrobního procesu. Ohromující 3D obraz se sub-mikronovými detaily můžete využít pro vzdělávání, informování nebo prostě k ohromování Vašich potenciálních zákazníků Vaší odbornou úrovní.

5 Šetří Váš drahocenný čas, redukuje chyby obsluhy a rychle poskytuje požadované výsledky Optická profilometrie 21. století Automatická detekce povrchu Funkce automatického vyhledávání interferenčních proužků urychluje kontrolu, protože eliminuje nutnost manuálního nastavení i nutnost opakovaného měření v důsledku falešné identifikace povrchu vzorku. Na rozdíl od běžných postupů automatického zaostřování, které vyžadují naprosto rovný a hladký povrch, toto inovativní propojení softwaru a vynikající optické úrovně umožňuje správně, rychle a automaticky identifikovat všechny druhy povrchů. Automatické nastavení rozsahu Naše exkluzivní automatické nastavení rozsahu, tedy funkce, která nastaví optimální rozsah skenování na povrchu vzorku, také významně zkracuje dobu měření. Ruční nastavení rozsahu skenování připomíná spíše střelbu od boku, která má často za následek překročení rozsahu, delší dobu měření a frustraci i těch nejobratnějších operátorů. Univerzální měřící režim Zjednodušte svůj proces kontroly, odstraněním složitých inspekčích postupů i neslučitelných protokolů o měření. Náš patentovaný algoritmus koherenční korelace nabízí sub-angstrémové rozlišení, bez ohledu na rozsah skenování, takže můžete měřit všechny povrchy v jakémkoliv stádiu výroby, na stejném přístroji, s použitím stejného měřícího režimu. Výkon pevných disků Pro výkon pevných disků je rozhodující, mimo jiné, jejich rovinnost. S velkým zorným polem a 4 miliony pixelů hodnotí CCI HD rovinnost, vlnitost i drsnost

6 Zvýšení výtěžnosti polovodičových součástek CCI HD je využíván k vyhledání malých povrchových vad, které snižují výtěžnost waferů Pomáhá zlepšit účinnost solárních článků Tlusté vrstvy (> 1,5 µm) Měřit lze jednovrstvé i vícevrstvé povlaky 3D tloušťka, homogenita tloušťky vrstvy, odchlípnutí povlaku a drsnost rozhraní substrát / povlak, to vše lze sledovat z jednoho měření Plná automatizace umožňuje změřit vzorek na více místech, či změřit více vzorků naráz Tloušťka vrstvy polymeru na kovovém substrátu Tenké vrstvy (> 50 nm) Patentovaný princip spirálového komplexního pole (Helical Complex Field HCF) 1 nyní poskytuje jedinečnou schopnost měření vrstev tenčích než 1,5 µm s nepřekonatelným vertikálním a prostorovým rozlišením. Patent Taylor Hobson. Zkušební měření povlaku SiO 2 na křemíkovém podkladu u tří vzorků s rozsahem tloušťky povlaku 50 až 1000 nm. Vzorek #1 #2 #3 CCI (HCF) tloušťka (nm) 47,3 191,7 1053,4 Kalibrovaná tloušťka NIST (nm) 47,0 191,2 1055,7 Chyba měření (%) 0,6 0,3 0,2 Bylo zkoušeno dokonce i měření vrstvy tenčí než 25 nm, dosažení takového výsledku je závislé na optických vlastnostech povlaku. Informace o měření vrstev pod 30 nm poskytujeme na vyžádání. 1 Mansfield D. Extrakce tenkých vrstev z interferometrického snímání s bílým světlem (WLSI) Sborník 21. výroční konference ASPE, říjen 2006

7 CCI HD je velmi užitečný nástroj pro studium ultra přesného strojírenství. Doc. Jan Tomasik Institut metrologie a biolékařského inženýrství Varšava, Polsko Lékařské implantáty Neomezené aplikační možnosti MEMS snímač zrychlení pro airbag Mnoho stávajících uživatelů spoléhá na CCI HD, jako na jedinečné řešení jejich metrologických problémů, které by s žádným jiným přístrojem nezvládli. S vynikajícím rozsahem, rozlišením a snadným ovládáním můžete tento nástroj využít pro výzkum, vývoj i zajištění kvality v široké škále aplikací. Tloušťka tenkých vrstev Drsnost waferů Lékařské implantáty Tloušťka tlustých vrstev Materiálový výzkum Vstřikovací trysky 1. generace solárních článků Ukládání dat Povrch klikových hřídelí 2. generace solárních článků Leštěné optické prvky Tloušťka lubrikační vrstvy LED Texturovaná ocel Drsnost ložisek MEMS Obrábění diamantem Papír / toner Ocel s texturovaným povrchem Diamantem obrobený optický prvek Prodloužení životnosti ortopedických implantátů Tribologické studie ortopedických implantátů poskytují důležité informace pro maximalizaci jejich životnosti. CCI HD kombinuje údaje o tvaru, povrchu a jeho textuře v jednom vyhodnocení.

8 Nový výkonný software - vlastnosti Řídící software S 64 bitovým zpracováním je řídící software CCI HD mnohem pružnější, rychlejší a výkonnější. Kompatibilita s většinou běžně používaných platforem umožňuje sdílení výzkumných projektů a vývoj pokročilých aplikací. Díky více-jazyčné podpoře je nyní snadnější držet krok s globálním vývojem ekonomiky i v rámci mezinárodních výrobních společenství. TalyMap - analytický software Výzkumná zařízení, továrny i univerzity po celém světě, ustanovily náš analytický SW Talymap jako jejich preferovaný software pro analýzu povrchu. Používá se ve vývoji výrobků, při zlepšování výrobních procesů, k predikci chování i rutinní kontrole v mnoha odvětvích. TalyMap je průběžně vyvíjen, doplňován a zlepšován multidisciplinárním týmem specialistů (metrologové, softwaroví inženýři a automatizační odborníci) tak, aby vyhovoval současným i budoucím potřebám v oblasti metrologie povrchu. Klíčové charakteristiky Plná metrologická návaznost Statistiky pro řízení kvality Více-jazyčná podpora Rychlé výsledky Uživatelská podpora Rozšiřující moduly Vývojový diagram nově umožňuje snadné sledování jednotlivých kroků analýzy. Postup lze doplňovat o nové kroky a stávající kroky mohou být kdykoliv doladěny nebo odstraněny. Nové statistické nástroje umožňují sledovat a vytvářet statistiky jednotlivých parametrů z různých datových souborů. Jazykové prostředí lze přepnout do jednoho z šesti evropských jazyků, japonštiny nebo čínštiny. Pomocí funkce Minidoc je možné definovat jakoukoliv sekvenci kroků analýzy a uložit ji jako makro do Minidoc knihovny, což výrazně urychluje přípravu nových protokolů. Vkládat lze loga, identifikační karty měření, poznámky na obrazovku, ilustrace včetně bitmap, textové bloky, šipky. Rozšířením Talymapu o pokročilé moduly vzrostla jeho funkčnost o další analýzy a prezentační možnosti. Zlepšení těsnění vstřikovacích trysek CCI HD odhaluje místa průsaku paliva na povrchu vstřikovacích trysek v oblasti kontaktu kuličky s kuželem.

9 Špičková technologie spolu s uživatelsky velmi příjemným programovým prostředím. CCI pro nás i pro studenty představuje velmi užitečnou učební pomůcku. Analýza zkorodovaných povrchů Díky kombinaci 4MP kamery a objektivu se 100x zvětšením je možné pochopit jemné detaily korozních mechanizmů Doc. P. Hariharan ANNA UNIVERSITY CHENNAI, Indie Flexibilní a přátelský all-inclusive software Nová generace programu TalyMap zajišťuje jak shodu s novou 3D normou ISO25178, tak i plnou metrologickou návaznost. Nové analytické funkce zahrnují i 4D analýzu 3D povrchů tak, jak se vyvíjejí v čase, tlaku nebo pod vlivem jiných fyzikálních faktorů. Vedle fotorealistických barevných obrázků TalyMap přináší i mnohem praktičtější nástroje, jako jsou šablony pro opakované činnosti nebo automatické generování protokolů z dávek naměřených dat. Taylor Hobson se těší skvělé pověsti v oblasti průmyslového zpracování dat. Dostupné jsou následující analýzy parametrů a softwarové moduly: 2D parametry 3D parametry Základní profil (nefiltrované) Pa, Pc, Pdc*, Pdq, PHSC*, PHtp, Pku, Plo, Pmr*, Pp, PPc, Pq, Prms, Psk, PSm, Pt, Ptp, Pv, Py, Pz, Pz(JIS), P3z, Pfd, Pda, Pla, PH, PD, PS, Pvo Vlnitost (s filtrem vlnitosti) Wa, Wc, Wdc*, Wdq, WHSC*, WHtp, Wku, Wlo, Wlq, Wmr*, Wp, WPc*, Wq, Wrms, Wsk, WSm, Wt, Wtm, Wtp, Wv, Wy, Wz, Wz(JIS), W3z, Wda, Wla, Wmax, WH, WD, WS, Wvo Drsnost (s filtrem drsnosti) Ra, Rc, Rdc*, Rdq, RHSC*, RHtp, Rku, Rlo, Rlq, Rmr*, Rp, RPc*, Rq, Rrms, Rsk, RSm, Rt, Rtm, Rtp, Rv, Ry, Rz, Rz(JIS), R3z, Rfd, Rda, Rla, Rmax, RH, RD, RS, Rvo Rk (DIN 4776, ISO ) A1, A2, Mr1, Mr2, Rk, Rpk, Rvk, Rpk*, Rvk* R&W (ISO 12785) AR, AW, HTrc, Pt, R, Rke, Rpke, Rvke, Rx, Trc, W, Wte, Wx, Kr, Nr, SR, SAR, Kw, Nw, SW, SAW Přímost (ISO 12780) STRt, STRp, STRv, STRq Amplitudové Sa, Sq, Sp, Sv, St, Ssk, Sku, Sz Plošné a objemové Stp, SHtp, Smmr, Smvr, Smr, Sdc Funkční Sk, Spk, Svk, Sr1, Sr2, Sbi, Sci, Svi, Sm, Vv, Vm, Vmp, Vmc, Vvc, Vvv Rovinnost FLt, FLTp, FLTs, FLTq, FLTv Hybridní a prostorové Sdq, Ssc, Sdr, Spc, Sds, Str, Sal, Std, Sfd Analýza dat Výška schodku, laterální vzdálenost, rozteč, měření úhlů, počet vrcholů, interaktivní Abbot-firestone křivka, objem výstupků, autokorelace, fraktální analýzy, analýzy Motif, frekvenční analýzy, úprava dat, import skriptů MATLAB Filtry Gauss, robustní Gauss, Spline, vlnitost, robustní vlnitost a morfologický Progresivní moduly Vrchol, křížový vrchol & zbytková šroubovice, laser-zónová textura, zdokonalený profil PSD, progresivní spojování dat *U všech parametrů označených hvězdičkou lze přiřadit jeden nebo více kvantifikátorů; např. materiálový poměr (mr) může být posuzován v jednom nebo více řezech v rámci jednoho měření

10 Volba možností Objektivy CCI Pro sérii přístrojů CCI je k dispozici kompletní řada objektivů špičkových parametrů. Volba vhodného objektivu vychází z požadavků aplikace. Klíčové parametry volby: Zorné pole (FoV) určuje velikost měřené plochy. Optické rozlišení (OptRes) definuje nejmenší prvky, které lze rozlišit. Sklon (Slope) je důležitým aspektem u zakřivených a hrubých vzorků; u hrubých povrchů lze očekávat strmější sklon. Interferometr Mirau Všechny objektivy jsou dodávány s ochranným pouzdrem. Interferometrické objektivy se standardní kamerou 2048 x 2048 pixelů Mag FoV OptRes SamRes Slope WD Type Design NA (mm) (µm) (µm) (deg) (mm) 2,5x 6,6x6,6 5,4 3,3 3,5 10,3 Std Michelson 0,075 5,0x 3,3x3,3 3,1 1,65 6,4 9,3 Std Michelson 0,13 Zvětšení 10x; 20x; 50x; 100x Interferometr Michelson 10x 1,65x1,65 1,3 0, ,4 Std Mirau 0,3 20x 0,825x0,825 1,0 0,415 19,5 4,7 Std Mirau 0,4 50x 0,33x0,33 0,4-0,6 0,165 27,5 3,4 Std Mirau 0,55 100x 0,165x0,165 0,3-0,5 0, Std Mirau 0,7 Další objektivy jsou k dispozici na vyžádání. Kontaktujte prosím příslušnou kancelář zastoupení. Mag zvětšení objektivů WD pracovní vzdálenost, vzdálenost mezi vzorkem a objektivem FoV plocha vzorku měřená daným objektivem Type systém objektivu, Std - standard, Uln - ultra nízký šum OptRes optické rozlišení, schopnost rozlišit přilehlé vrcholy Design typ použitého interferometru, Michelson nebo Mirau SamRes rozlišení vzorku, rozteč pixelů (prostorový interval vzorkování) NA numerická apertura, vyjadřuje úhlovou aperturu objektivů Slope maximální sklon odrazu, omezený numerickou aperturou Zvětšení 5x; 2,5x Tělo systému Řídící elektronika 3-místný karusel Objektivy Naklápěcí stolek Výkonné PC s možností až 2 monitorů XY posuvné motorizované stolky Zdroje světla

11 Výsledky, kterým můžete věřit! Technické specifikace Systém Typ měření Režim měření Z skener Zorné pole Světelný zdroj Upevnění objektivu Měřící matice Analýzy Charakteristika Vertikální rozsah (Z) Vertikální rozlišení [max] Šumové pozadí (Z) Reprodukovatelnost RMS (Z) Max. měřená plocha (X,Y) Počet měřených bodů Optické rozlišení (X,Y) Opakovatelnost výšková Odrazivost povrchu Stolky Velikost součásti (max) Hmotnost součásti (max) Automatický X-Y stolek (střední) Automatický X-Y stolek (velký) Ruční sklápění / náklon (standard) Požadavky systému Celkové rozměry (půdorys) Teplota (skladovací) Teplota (operační) Teplotní gradient Vlhkost Vibrace 3D bezdotykový (4 miliony datových bodů) Koherentní korelační interferometrie, patent Taylor Hobson Vysoce přesný skener s uzavřenou smyčkou Až 6,6 mm x 6,6 mm (v závislosti na objektivu) Zdroj bílého světla (LED také v nabídce) Třípolohový karusel 2048 x 2048 pixelů Software Talymap analytický software Více než 120 2D & 40 3D parametrů Automatické načítání a třídění Připraven pro práci na dvou monitorech 2,2 mm standardně (>50 mm při Z - spojování) 0,01 nm [0,1 Å] < 0,02 nm [0,2Å] 1 < 0,02 nm [0,2Å] 2 6,6 mm (>100 mm při X,Y - spojování) 2048 x 2048 standardně 0,3 µm (s objektivem 100x) < 0,05% 3 < 0,3% - 100% X a Y = 150 mm; Z = 100 mm 10 kg 112 x 75 mm 150 x 150 mm ± 4 v osách X,Y (±6 úhlopříčně) 550 mm x 550 mm x 850 mm (šxhxv) C C < 1 C / hod (pro nejlepší výkon měření) < 70% bez kondenzace Vnitřní antivibrační systém v základně (standard) Vnější aktivní antivibrační systém (volitelně) 1 Dokumentováno výsledky řady měření na vyrovnaném povrchu taveného křemenného skla 2 Dokumentováno 1 sigma Std úchylky 20 Sq (RMS) měření na destičce karborunda SiC 3 Standardní odchylka u 20 měření na etalonu s výškou schodu 5 µm

12 Působíme na celosvětovém trhu Komplexní služby Taylor Hobson je světově proslulým výrobcem přesných měřících přístrojů určených pro kontrolu ve výzkumných a výrobních podmínkách. Přístroje zajišťují měřící procesy s nanometrickou přesností a rozlišením. Firma mimo přesnou měřící techniku nabízí i rozsáhlou metrologickou podporu, která má přispět zákazníkům ke komplexnímu řešení jejich problemů v měření a zvýšení spolehlivosti výsledků měření. Taylor Hobson nabízí tyto smluvní služby: Kontrola Měření vašich výrobků prováděné zkušenými techniky na špičkových přístrojích v souladu s ISO standardy Metrologické kurzy Praktické kurzy měření kruhovitosti a drsnosti povrchu vedené zkušenými techniky Výcvik obsluhy Instruktáž v místě měření přispěje k vyšší efektivnosti a produktivitě kontroly Kalibrace a testování UKAS Ověřování etalonů nebo přístrojů ve firemních laboratořích nebo přímo u zákazníka K výše uvedeným službám se spojte s Center of Excellence: taylor-hobson.cofe@.ametek.com nebo tel.: Projekční služby Speciální požadavky, jednoúčelové metrologické systémy pro požadované aplikace Přesná výroba Smluvní zajištění obrábění pro vysoce přesné průmyslové aplikace Preventivní údržba Cílem služby Talycare je ochrana vašich investic do metrologie K výše uvedeným službám se spojte s Sales Department: taylor-hobson.sales@ametek.com tel: Nebo kontaktujte svého místního zástupce. Autorizované obchodní zastoupení pro ČR a SR: IMECO TH s.r.o. U Hřiště Modřice tel: imeco-th@imeco-th.cz URL: