流水线级的高速光学3D形貌检测——全息显微镜方案

        对于一些需要时效性与细节兼顾的应用，如太阳能硅片的产品质量检测中，如果采用传统检测方案，即使只检测一块的硅片，也需要花费非常多的时间进行。而来自瑞士Lyncee Tec公司的革命性创新产品数字全息显微镜DHM®则是一款在时间和空间极限都能兼顾的显微系统。纵向亚纳米的分辨率和*高1000fps的成像速率，为许多需要兼顾时效和细节的显微与检测系统提供了创新的方案。DHM主要特点：

1.全视场、非扫描、非接触光学无损测量，可以超高速记录动态三维形貌（即四维形貌）；

2.高吞吐量和对于环境噪声和振动的不敏感；

3.通用性和可扩展性：可配备多种类型的物镜，如长工作距离物镜、浸入式物镜等，满足不同种类样品的需求，预留后期可升级端口。

• 研究可形变样品三维动态响应

• 表面大区域扫描分析

• 高产量常规检测

• 生产线在线三维形貌捕捉

应用案例：硅片表面形貌缺陷检测 Defect Inspection

• 高吞吐量和鲁棒性是生产线的关键需求。由于DHM®****的采集的速度测量不用停止样品。样品位移高达35厘米/秒，测量速率可达100hz

• 太阳能晶片有一个粗糙的表面产生斑点。一个特定光学配置允许DHM®提取精确的轮廓，无需机械聚焦、无需扫描成像

• 由于在生产环境中存在其他设备而出现振动。由于DHM®采集速度快，测量对振动不敏感，不需要防振工作站

根据用户需要，DHM可安装在一个标准传送带或集成在用户的设备上（输送托盘，龙门）。这种系统通常是定制的，专门用于特定的检查。DHM可以由TCP / IP控制软件模块启用控制所有的采集和分析功能。

材料和方法

显微镜

l 2个定制反射式DHM®头，顶部和底部表面检查

l 定制双波长DHM ®合成波长为58.6μm

l 尺寸：430 x230 x60毫米

l 重量：10公斤

软件

l 基于Koala软件的专用采集和分析软件：在不到1秒的时间内完成50张图像的拼接

l 基于形貌测量的决定Go/NoGo

传输器

速度：214 mm / s

高度变化：< 300μm

测量由光势垒触发

样品

晶圆尺寸：150×150mm

检查面积：150x5mm

检查时间：0.7秒

结果

通过每秒1硅片的速度三维测量150 mm×2mm 粗糙表面

在测量到的整个三维表面上看标记检测

半透明曲样缺陷检测。硅片是靠吸附固定的。由计算机驱动的两个旋转轴，允许对整个表面进行表征。

其他优点：

由于无需复杂的扫描机制，较长的MTBF（平均故障间隔时间）

独特4D维度光学信息，所有DHM创新的解决方案符合工业检验

根据ISO标准进行粗糙度测量

用快速和自动的图像缝合方法测量比视野更大的区域

在整个球面上自动检测缺陷：microshellls缺陷检测

操作复杂度：如果旋转轴不具有交叉样本中心，则样本抖动

自动聚焦补偿抖动问题

快速图像拼接在曲面上

在这个项目中，由于扫描过程的缓慢，其他替代方法被排除在外

显微镜

DHM®R1000

XYZ电动位移台

两个定制的转动轴

真空卡盘，用2个小喷嘴来处理样品

软件

快速和自动化的拼接和数字曲率补偿使可提取数据在一个波段

每一步都要进行自动化的聚焦和相干搜索，以获得*优光学质量的数据

远程TCP / IP控制DHM®

Microshells 样品

材料：CHGe球，由deutritium(d - t)组成的外部固态层

直径：0.8毫米

其他应用案例

在工业3D光学检测方面，Lyncee Tec于2010年安装了**个系统，专门用于手表行业的质量控制。通过在一个传送盘上演示测量，实现了一个重要的步骤。测量不停止样品，并且无需任何机械来调整样品的高度来聚焦。

DHM® 3 D光学检验目前用于半导体、医疗技术、钟表和太阳能产业等，控制等以下特征:

3D形貌测量

根据ISO标准进行粗糙度测量

硅晶圆上SiO2的台阶高度

样本的审美控制