光谱共焦法
是利用波长信息测量距离的。由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,形成不同波长的单色光。每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光射到物体表面被反射回来,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的焦点的波长,换算获得距离值。光谱共焦法的光谱共焦原理可以保证即使被测物存在倾斜或者翘曲,也可以进行高精度的测量,光谱共焦传感器的测量点不会改变。
光谱共焦传感器与激光位移传感器的对比:
激光三角反射法位移传感器光谱共焦位移传感器(光谱共焦传感器)遮挡阴影的影响
高度变化映射到传感器像位移,根据三角函数计算出高度距离。图中阴影部分是测量盲区。
光线是从四面八方照射过来的,即使大部分的光线被阻挡,只要有一小部分返回,照样可以测量,甚至能测量其它方法无法测量的小孔和槽底部。一个光谱共焦传感器可以起4个从不同方向照射的激光位移传感器的作用。透明体和镜面被测物的影响几乎没有。这就是光谱共焦传感器的特点。
光谱共焦大角度传感器的优势
当镜面被测物边沿有很大倾斜角度时(如手机3D玻璃边沿),激光三角反射法位移传感器的回光可能发生很大角度的反射,导致侧向收光器回光很少,无法测量。
在比较大的弯曲或倾斜角度内,只要有一小部分光返回,就可以完成测量任务。不需要倾斜安装或使用镜面反射特殊型号位移传感器,光谱共焦传感器减少了传感器品种数和安装难度,大大提高使用效率。光斑大小等等的影响。光谱共焦传感器大角度可以解决工业测量过程中的大多数问题。
光谱共焦传感器在光刻机中的应用
目前光刻机经历了六代改进:
**代是接触式光刻机。光刻机是掩模直接贴在硅片上曝光的,类似与投影,会造成较大的污染。
*二代是接近式光刻机。对接触式光刻机进行了改良,掩模和硅片之间留了点空隙,但成像不好。
*三代是全硅片扫描投影式光刻机。光刻机改良了扫描投影模式,并加入了物镜,进行光学矫正。
*四代是反射扫描摄影式光刻机。
*五代是步进式扫描投影式光刻机。顾名思义,就是采用了步进式扫描投影。 *六代就是EUV。EUV还使用反射镜取代了投射镜,还使用了较紫外光源,EU这俩字母就是较紫外的缩写,波长是13.5nm。因为用波长较短,很容易被任何东西吸收,包括空气,所以腔体内是真空系统。ASML研发EUV花了十来年时间,数百亿美元,可知其技术难度。EUV光刻机的售价曾为1亿美元一台。 光源、物镜目前还无法完全摆脱进口依赖 光源是光刻机的**部件之一。在光刻机改进中,所使用的光源也不断改进发展: **代是436nm g-line。
*二代是365nm i-line。
*三代是248nm KrF。
*四代是193nm ArF。
新的是13.5nm EUV。
目前,在集成电路产业使用的中**光刻机采用的是193nmArF光源和13.5nmEUV光源。 193nmArF也被称为申紫外光源。使用193nmArF光源的干法光刻机,其光刻工艺节点可达45nm,采用浸没式光刻、光学邻近效应矫正等技术后,其极限光刻工艺节点可达28nm。 浸没式光刻是指在物镜和硅片之间增加一层特殊的液体,由于液体的折射率比空气的折射率高,因此成像精度较高。因此,也就有了浸没式光刻的叫法。 而当工艺尺寸缩小到22nm时,则必须采用辅助的两次图形曝光技术。然而使用两次图形曝光,会带来两大问题:一个是光刻加掩模的成本迅速上升,另一个是工艺的循环周期延长。因而,在22nm的工艺节点,光刻机处于EUV与ArF两种光源共存的状态。 对于使用液浸式光刻+两次图形曝光的ArF光刻机,工艺节点的极限是10nm,之后将很难持续。EUV光刻机,则有可能使工艺制程继续延伸到5nm。 中国在激光技术上颇有成就,国内有的单位用汞灯做光源,还由单位研发出了*一**的固态深紫外光源,但目前,固态深紫外光源还并未用于光刻机制造,在光源上还无法彻底摆脱进口。在物镜方面,虽然*科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种**精抛光装备,实现了光学零件加工的纳米精度。但浸没式光刻物镜异常复杂,涵盖了光学、机械、计算机、电子学等多个学科领域*,二十余枚镜片的初始结构设计难度较大——不仅要控制物镜波像差,较要全面控制物镜系统的偏振像差。因此,在现阶段国内物镜也无法完全替代进口产品。 据了解,光源和物镜同属核高基02专项重点公关项目之一,相信不久以后会有好消息。 本次“光刻机双工件台系统样机研发”项目仅仅是核高基02专项的一部分,而且很有可能是**个通过核高基02专项验收的项目。相对于中科院光电技术研究所研制的紫外纳米压印光刻机,本次的技术突破——“光刻机双工件台系统”则是用于65nm前道光刻机的一项关键技术。虽然在技术上而言,65nm光刻机与ASML的差距依然巨大,但却是中国光刻机实现国产化替代万里长征的第一步。 作为光刻机成员ASML长期战略合作伙伴的德国米铱公司,以其**高精度和稳定性的位移传感器,为光刻机内部诸多定位需求提供量身定制的解决方案。在过去的半个世纪里,东莞蓝海ERT公司的光谱共焦测量技术一直秉承高工艺水平和业界标准,不断追求自我挑战,将非接触精密测量领域的技术不断向前推进。
东莞市蓝海精密检测设备科技有限公司专业从事工业自动化生产线上高精密检测设备的研发、生产、销售、服务及产业生态圈建设维护等业务。在劳动力日益紧张的今天,我们为企业实现机器换人提供专业集成解决方案。 强大的工业制造依赖于三个领域:一是新型材料;二是精密制造;三是精密检测。中国制造2025目标的实现离不开精密检测产业的发展,我们致力于成为中国**的精密光学检测解决方案集成商,推动中国精密光学检测行业向较高较精密方向发展。白光同轴光谱共焦技术,将精密光学的在线检测精度带入纳米级领域,以满足高精度、高标准、高效率的现代化科技需求,促进工业多领域产品的迭代和改革。我们坚持以市场为导向,技术服务为**,发现并解决顾客痛点,以标准产品和个性化联合研发定制解决方案相结合的产品组合满足不同领域的客户需求。 蓝海人坚持“专注协作,知行合一”的经营理念,与中国制造一同扬帆远航,屹立于世界制造之林。 蓝海精密目前提供2D轮廓分析仪、3D轮廓检测仪、粗糙度分析仪、中板高度段差检测机、阳极膜厚度检测机、曲面盖板玻璃平整度及弧度检测机、多层镜头厚度检测机、防水层厚度检测机、后盖板平整度及内腔高度检测机、手机精密五金件检测机等多种设备