產(chǎn)品介紹INTRODUCTION

全面了解3D 表面測(cè)量學(xué)

在工業(yè)和研究中，高精度表面分析發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它可以幫助確保材料和組件實(shí)現(xiàn)性能，但同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)：表面結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，高傾斜度區(qū)域要求橫向分辨率達(dá)到數(shù)微米，而關(guān)鍵性微觀峰谷要求垂直分析達(dá)到亞納米級(jí)。雖然共聚焦顯微技術(shù)可以提供高橫向分辨率，但要實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)垂直分辨率，則需要干涉測(cè)量技術(shù)。

因此，我們將這兩種測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，推出了多功能超高速 3D 表面測(cè)量系統(tǒng) Leica DCM8 — 為您的所有測(cè)量觀察任務(wù)提供一站式解決方案。

優(yōu)勢(shì)概覽：

在工業(yè)和研究中，高精度表面分析發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它可以幫助確保材料和組件實(shí)現(xiàn)性能，但同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)：表面結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，高傾斜度區(qū)域要求橫向分辨率達(dá)到數(shù)微米，而關(guān)鍵性微觀峰谷要求垂直分析達(dá)到亞納米級(jí)。雖然共聚焦顯微技術(shù)可以提供高橫向分辨率，但要實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)垂直分辨率，則需要干涉測(cè)量技術(shù)。

因此，我們將這兩種測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，推出了多功能超高速 3D 表面測(cè)量系統(tǒng) Leica DCM8 — 為您的所有測(cè)量觀察任務(wù)提供一站式解決方案。

（1）功能多樣，精確性高 —滿(mǎn)足您的表面測(cè)量需求

• 通過(guò)高清 (HD) 共聚焦顯微技術(shù)實(shí)現(xiàn)橫向分辨率、斜率求解和成像
• 通過(guò)高清干涉測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)高達(dá) 0.1 nm 的縱向分辨率
• 通過(guò)明場(chǎng)和暗場(chǎng)顯微鏡方便地實(shí)現(xiàn)圖像攝取
• 四盞 RGB 高清彩色成像 LED，應(yīng)用范圍更廣
• 可使用三種方法測(cè)量厚薄不同的薄膜
• 配置和物鏡適用于您的樣品

（2）快速、簡(jiǎn)單、耐用 —省時(shí)省力，節(jié)省資金，實(shí)現(xiàn)結(jié)果

• 無(wú)需準(zhǔn)備樣品或切換儀器
• 數(shù)字高清共聚焦掃描快速、可靠
• 通過(guò)大視場(chǎng)和形貌拼接快速攝取大表面
• 直觀的 2D 和 3D 軟件，適用于數(shù)據(jù)采集和分析

功能多樣，精確性高 —滿(mǎn)足您的表面測(cè)量需求

Leica DCM8 將高清共聚焦顯微技術(shù)和干涉測(cè)量技術(shù)融合在一起，更添加了豐富的附加功能，使各種材料表面特性的精確再現(xiàn)變得便利起來(lái)。為滿(mǎn)足您的記錄需求，系統(tǒng)的內(nèi)置百萬(wàn)像素 CCD 攝像頭和 4 個(gè) LED 光源提供非同凡響的真彩成像功能。

1.通過(guò)高清共聚焦顯微技術(shù)實(shí)現(xiàn)橫向分辨率

通過(guò)共聚焦技術(shù)，即使表面有著高達(dá) 70° 陡峭斜面或復(fù)雜形狀，也可以快速精確地繪制出輪廓 —且不會(huì)破壞樣品。Leica DCM8 中心內(nèi)置 140 萬(wàn)像素高分辨率、高靈敏度檢測(cè)器，可以查看共聚焦實(shí)時(shí)圖像，或同時(shí)查看共聚焦和明場(chǎng)圖像?？旖莴@取全面的表面數(shù)據(jù)以及高對(duì)比度對(duì)焦圖像。另外，RGB共聚焦模式可實(shí)時(shí)提供高度分布，快捷程度令人驚嘆。

（1）快捷：

只需點(diǎn)擊按鈕，即可完成對(duì)樣品的垂直掃描，讓表面上的每個(gè)點(diǎn)都經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)。在幾秒鐘內(nèi)，LeicaDCM8 便可沿物鏡景深的不同垂直點(diǎn)采集到多幅共聚焦圖像 (必要時(shí)可自動(dòng)調(diào)整照明)。隨后刪除離焦信息，生成詳細(xì)的表面形貌輪廓圖。

（2）精確：

共聚焦傳感器頭中無(wú)移動(dòng)部件，大大提高了穩(wěn)定性，降低了噪聲，從而可實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。選擇達(dá) 0.95* 的高數(shù)值孔徑 (NA) 和高放大倍率，可實(shí)現(xiàn)達(dá) 140 nm的橫向分辨率以及達(dá) 2 nm 的垂直分辨率。因而，這種方法十分適合于眾多行業(yè)中的材料研究和質(zhì)量控制，包括汽車(chē)、微電子、醫(yī)學(xué)設(shè)備和航天等行業(yè)。

圖1

2.使用高清干涉測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)縱向分辨率

對(duì)縱向分辨率的要求高達(dá) 0.1 nm時(shí)，Leica DCM8 干涉測(cè)量模式是的。該系統(tǒng)能夠分析平滑、超平滑和超級(jí)拋光表面，只需一臺(tái)系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。為滿(mǎn)足包括反光表面分析在內(nèi)的不同需求，我們提供大量的高品質(zhì)干涉測(cè)量物鏡(5x、10x、20x、50x 放大倍率)。

（1）多種選擇

根據(jù)樣品形貌，可在三種干涉測(cè)量模式中進(jìn)行選擇：垂直掃描干涉測(cè)量術(shù) (VSI) (也稱(chēng)為白光干涉測(cè)量術(shù) (WLI)) 適用于光滑至粗糙度適中的表面；移相干涉測(cè)量術(shù) (PSI)適用于極度光滑的表面；擴(kuò)展 PSI(ePSI) 適用于擴(kuò)展 Z 分析范圍。對(duì)于粗糙度適中的拋光表面，VSI 是進(jìn)行高速測(cè)量的理想選擇。與共聚焦模式類(lèi)似，逐步對(duì)樣品進(jìn)行垂直掃描，這樣表面上的每個(gè)點(diǎn)均可經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)，且的干涉條紋對(duì)比出現(xiàn)在表面上每個(gè)點(diǎn)的焦點(diǎn)位置。通過(guò)檢定狹窄條紋包絡(luò)的峰值，可獲得每個(gè)像素位置的表面高度。

在不到 3 秒的時(shí)間內(nèi)，PSI 和 ePSI 可以亞納米分辨率獲取超級(jí)拋光和超光滑表面的紋理參數(shù) (例如光滑如鏡面的圓晶硅片)。為達(dá)到這一高分辨率，逐步對(duì)聚焦的樣品進(jìn)行垂直掃描，每一步都精確至波長(zhǎng)的幾分之一。輪廓成形算法可生成表面的相位圖，而相位圖可通過(guò)解卷繞步驟轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的高度分布圖。

圖2：晶片表面干涉測(cè)量掃描步驟

3.通過(guò)明場(chǎng)和暗場(chǎng)顯微鏡方便地實(shí)現(xiàn)圖像攝取

除了共聚焦和干涉測(cè)量形貌分析之外，Leica DCM8 還提供明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像功能，無(wú)論是彩色或黑白，圖像攝取都非常簡(jiǎn)單。明場(chǎng)可通過(guò)真彩圖像使您快速掌握樣品材料表面和實(shí)際位置的整體概況。而暗場(chǎng)有助于識(shí)別樣品的表面細(xì)節(jié)，例如，明場(chǎng)照明難以辨認(rèn)的刮痕或顆粒。

圖3：陶瓷表面

4.四盞 RGB 高清成像 LED，應(yīng)用范圍更廣

Leica DCM8 內(nèi)置四盞 LED：藍(lán)色 (460 nm)綠色 (530 nm)、紅色 (630 nm) 和白色(置中 550 nm)。增加可用的顏色數(shù)(從而有更多可用波長(zhǎng)) 可以擴(kuò)展應(yīng)用范圍。例如，如果正在處理的是半導(dǎo)體晶片和光致抗蝕劑，由于這些樣品對(duì)藍(lán)光敏感，因此圖像攝取時(shí)可以選擇只使用紅光燈。

（1）超銳利全彩圖像隨手可得

RGB LED 結(jié)合高清 CDD 攝像頭，使Leica DCM8 能夠生成相當(dāng)于 500 百萬(wàn)像素?cái)z像頭的超銳利全彩圖像。通過(guò)依次脈沖點(diǎn)亮 LED，系統(tǒng)可以在每個(gè)像素中記錄全彩信息。使用帶拜爾 (Bayer) 濾鏡的標(biāo)準(zhǔn)彩色攝像頭時(shí)，普遍無(wú)需色彩插值。樣品的圖像分辨率和對(duì)比度因而得到提高，實(shí)現(xiàn)晶瑩剔透、生動(dòng)逼真的視覺(jué)效果。白色 LED 可使白光干涉測(cè)量術(shù)得到進(jìn)一步提升。LED平均使用壽命極長(zhǎng)，大約可達(dá)20,000 小時(shí)，這也是一項(xiàng)非常重要的優(yōu)點(diǎn)。

圖4

5.可使用三種方法測(cè)量厚薄不同的薄膜

Leica DCM8 提供三種不同的厚度測(cè)量技術(shù)：共聚焦模式、干涉測(cè)量模式和光譜反射計(jì)模式。共聚焦和干涉測(cè)量技術(shù)可用于測(cè)量透明層或透明箔的厚度，亦可用于測(cè)量層基底表面或?qū)?空氣界面的厚度。厚度測(cè)量選項(xiàng)有單點(diǎn)、輪廓和形貌。選配的光譜反射計(jì)對(duì)于基底上的單層和多層箔、膜或薄層的測(cè)量效果佳，還可處理復(fù)雜結(jié)構(gòu) (基底上多達(dá)十層的結(jié)構(gòu))。運(yùn)用該技術(shù)還可有效測(cè)量 10 nm 至 20 μm 的透明薄膜。

6.配置和物鏡適用于您的樣品

（1）擁有令人驚嘆的光學(xué)品質(zhì)

Leica DCM8 采用享譽(yù)世界的共聚焦、明場(chǎng)和暗場(chǎng)物鏡，放大倍率從 1.25x 至 150x，適用于各種不同的工作距離，可滿(mǎn)足您的需求。如果您需要以橫向分辨率分析樣品，徠卡還提供高數(shù)值孔徑的油鏡可選。針對(duì)透明層之下的表面分析，徠卡帶修正環(huán)的專(zhuān)用物鏡可進(jìn)行透層調(diào)焦。

此外，我們還提供放大倍率為 5x、10x、20x 和 50x 的各種多反射率 (MR) 干涉測(cè)量物鏡。這些的多反射率物鏡：

• 可匹配樣品反射率，讓系統(tǒng)得到干涉條紋對(duì)比度，全力獲取各種樣品的表面特性
• 便捷的補(bǔ)償系統(tǒng)可在發(fā)生熱漂移時(shí)發(fā)揮作用

（2）為每項(xiàng)任務(wù)提供稱(chēng)心如意的光學(xué)部件

徠卡公司的光學(xué)專(zhuān)家還研發(fā)出了多反射率 (MR) 低放大倍率物鏡，可用于共聚焦和干涉測(cè)量，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的靈活性，讓您的投資獲得收益。如果您需要以的精確度執(zhí)行重復(fù)作業(yè)，徠卡還可為您提供單反射率 (SR) 物鏡，這種物鏡經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，具備的測(cè)量和成像性能。

（3）根據(jù)需要量身配置

我們的電動(dòng)載物臺(tái)和立柱系列使大型樣品的處理變得極為方便，不再需要準(zhǔn)備樣品或手動(dòng)調(diào)節(jié)。Leica DCM8 可配置的的電動(dòng)載物臺(tái)尺寸為 300 x 300 mm(包括 XYZ 操縱桿控件)，Z 立柱可達(dá) 1 m。如有其它要求，可聯(lián)系我們，商討定制配置。

Leica DCM8 采用流線(xiàn)型設(shè)計(jì)和微顯示器掃描技術(shù)，傳感器頭無(wú)移動(dòng)部件，因此在過(guò)程控制應(yīng)用中能夠方便地集成到其它系統(tǒng)中。為確保結(jié)果的穩(wěn)定性和精確度，可根據(jù)實(shí)際空間將 Leica DCM8 安裝在工作臺(tái)頂部或落地式防振臺(tái)上。如有必要，甚至還可以將設(shè)備倒置安裝。

圖5：物鏡轉(zhuǎn)盤(pán)

圖6：干涉測(cè)量物鏡示例

圖7：精選的物鏡核心部件 — 手工拋光鏡頭

圖8：適合于各種樣品的手動(dòng)和自動(dòng)載物臺(tái)系列

快速、簡(jiǎn)單、耐用 —省時(shí)省力，節(jié)省資金，實(shí)現(xiàn)結(jié)果

在任何應(yīng)用中，可靠、精確地確定表面特性都是先決條件，但在制造業(yè)中，為避免造成生產(chǎn)過(guò)程中斷 (成本巨大)，速度同樣至關(guān)重要。Leica DCM8 可快速獲取表面數(shù)據(jù)和圖像，操作簡(jiǎn)便。直觀的軟件令分析變得更加簡(jiǎn)單，耐用的設(shè)計(jì)確保長(zhǎng)久的使用壽命和的持有成本。

1.無(wú)需準(zhǔn)備樣品或切換儀器

共聚焦顯微技術(shù)和干涉測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像功能錦上添花，使您從此無(wú)需再為不同的分析而費(fèi)時(shí)切換儀器 — 只需輕輕一按，便可解決！它與其它表面特性測(cè)定方法的不同之處還在于，由于采用非接觸式掃描，因而無(wú)需準(zhǔn)備或破壞樣品，便可以精確描繪大多數(shù)樣品的輪廓圖。從我們?nèi)娴奈镧R產(chǎn)品系列中選擇工作距離宜的物鏡，并搭配正確尺寸的載物臺(tái)和立柱，便可輕松適應(yīng)不同尺寸的樣品。

2.快速、可靠的數(shù)字高清共聚焦掃描

Leica DCM8 采用基于硅基鐵電液晶(FLCoS) 的*高清微顯示器技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)振動(dòng)掃描，得到高再現(xiàn)性結(jié)果。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在傳感器頭內(nèi)部具有一個(gè)快速切換裝置，無(wú)需使用移動(dòng)部件。該設(shè)計(jì)可確保極其穩(wěn)定的結(jié)果和優(yōu)異的噪聲消減，達(dá)到精確度和再現(xiàn)性令人驚艷的測(cè)量性能。不僅采集速度極快，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共聚焦 (每秒共聚焦幀數(shù)高達(dá) 12.5)，讓您以更高的效率直接處理實(shí)時(shí)圖像。另外，由于傳感器頭中沒(méi)有移動(dòng)部件，大大提高了儀器的耐用性，在超長(zhǎng)的使用壽命期間基本無(wú)需維護(hù)。

圖9

3.通過(guò)大視場(chǎng)和形貌拼接快速攝取大表面

Leica DCM8 采用內(nèi)置高分辨率 CCD 攝像頭，提供超大視場(chǎng) (FOV)。一次可攝取更多樣品表面，有助于優(yōu)化工作流程效率。

（1）一覽無(wú)遺

在工業(yè)組件質(zhì)量控制中，不僅要求對(duì)樣品的較小區(qū)域進(jìn)行高分辨率測(cè)量，還要求對(duì)較大區(qū)域進(jìn)行快速掃描。為滿(mǎn)足這一需求，Leica DCM8 提供了超快速 XY 形貌拼接功能。在該模式中，可自動(dòng)拼接所攝取的 3D模型，組成遠(yuǎn)大于單個(gè)視場(chǎng)的形貌圖像。最終的表面數(shù)據(jù)會(huì)顯示一個(gè)大表面區(qū)域的高精度無(wú)縫模型以及對(duì)焦的紋理，同時(shí)又保留了較小區(qū)域的原始光學(xué)屬性?？筛鶕?jù)樣品表面的幾何形狀 (從平整的表面到彎曲起伏的形貌) 輕松應(yīng)用不同的拼接算法。

圖10

圖11：LeicaSCAN 軟件

圖12：LeicaMap 軟件

4.直觀快速的軟件，適用于數(shù)據(jù)采集和分析

Leica DCM8 使用 LeicaSCAN 軟件進(jìn)行控制。該軟件功能強(qiáng)大，基于圖標(biāo)的界面可快速、直觀地進(jìn)行數(shù)據(jù)攝取和分析。LeicaSCAN 軟件提供多種預(yù)定義程序，在需要進(jìn)行大量測(cè)量時(shí)，只需一鍵操作即可完成。另外，可使用多測(cè)量程序 (MMR) 快速準(zhǔn)確地從不同 XY 位置攝取測(cè)量值，在相同位置重復(fù)測(cè)量，評(píng)估演變情況以及獲取統(tǒng)計(jì)信息。

（1）簡(jiǎn)化復(fù)雜的 3D 分析

我們選配的 LeicaMap 軟件為高級(jí) 3D分析提供全面豐富的表面參數(shù)和3D 轉(zhuǎn)換，包括：步級(jí)高度和載重比、區(qū)域表面紋理參數(shù) (ISO 25178、EUR 15178)、橫截面輪廓的主參數(shù)和粗糙度參數(shù) (ISO 4287)、傅里葉分析、分形分析等等。在研發(fā)部門(mén)和實(shí)驗(yàn)室中，LeicaMap 尤其可在離線(xiàn)表面特性測(cè)定或生產(chǎn)過(guò)程中的近線(xiàn)控制方面大顯身手。

（2）快速3D 分析

在日常工作中，除了攝取和測(cè)量3D 數(shù)據(jù)之外，常常還需要進(jìn)行詳細(xì)的 2D 分析。為滿(mǎn)足該需求，也可為 Leica DCM8 搭載應(yīng)用極廣的 LeicaApplication Suite (LAS) 軟件。LAS 將系統(tǒng)的 2D 分析能力從普通的面積測(cè)量擴(kuò)展到復(fù)雜的自動(dòng)幾何分析。

圖13