白光干涉仪:表面粗糙度形貌台阶高测量解决方案
白光干涉仪主要用于测量微观表面的形貌、粗糙度、台阶高度等参数。
- 表面形貌测量
原理:白光干涉仪利用白光的干涉特性。当两束相干光(一束参考光和一束从被测表面反射回来的光)叠加时,会形成干涉条纹。通过分析这些干涉条纹的形状和位置,可以获取被测表面的高度信息。因为不同位置的表面高度不同,反射光的光程差也不同,从而导致干涉条纹的变化。
应用场景:在精密机械加工领域,例如汽车发动机的零部件表面,如活塞、曲轴等。这些部件的表面质量对发动机的性能和寿命有重要影响。白光干涉仪可以精确测量其表面形貌,确保加工精度达到设计要求。在光学元件制造中,比如高精度的透镜、反射镜等,需要对其表面进行精确的形貌测量,以保证光学性能。 - 表面粗糙度测量
原理:表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。白光干涉仪通过测量微观表面的高度变化来量化粗糙度。它可以在小范围内获取大量的高度数据点,然后根据这些数据计算出粗糙度参数,如Ra(算术平均粗糙度)、Rz(微观不平度十点高度)等。
应用场景:在模具制造行业,模具表面的粗糙度直接影响塑料制品的表面质量。使用白光干涉仪可以对模具表面进行粗糙度测量,确保模具达到所需的表面光洁度。在电子芯片制造中,芯片的封装表面粗糙度也很重要,合适的粗糙度有助于芯片散热和电气性能的稳定,白光干涉仪可以为其提供精确的粗糙度测量。 - 台阶高度测量
原理:当被测表面存在台阶结构时,白光干涉仪可以通过测量台阶两侧的高度差来确定台阶高度。干涉条纹在台阶处会出现明显的变化,通过对条纹的分析和计算可以得到台阶的精确高度。
应用场景:在半导体制造过程中,芯片上的不同功能区域之间可能存在台阶结构,例如金属布线层与有源区之间的台阶。准确测量这些台阶高度对于后续的光刻、刻蚀等工艺的精度控制非常关键。在微机电系统(MEMS)制造中,也经常需要测量微小结构的台阶高度,以保证MEMS器件的性能和可靠性。