Назначение
Микроскоп сканирующий интерференционный белого света NewView 6200 (далее - микроскоп) - это универсальный (многоцелевой) прибор для трёхмерного анализа микрорельефа отражающей поверхности, создаёт графические изображения и проводит их цифровой анализ с целью получения высокоточных данных о структуре поверхности исследуемого объекта.
Область применения - научно-исследовательские институты, оптическое приборостроение и микроэлектроника.
Описание
Принцип действия микроскопа основан на способности световых колебаний отражаться от поверхности среды, имеющей отличный от воздуха показатель преломления и интерференции отраженных от поверхности исследуемого объекта и опорного зеркала световых колебаний. Прибор использует сканирующую (по оси Z) интерферометрию белого света для получения изображений и определения микроструктуры и топографии поверхности. Сканирование осуществляется с помощью шагового двигателя при большом изменении высоты (до 15 мм) и с помощью дискретного пьезоманипулятора при изменении высоты в пределах 150 мкм. Свет от излучателя микроскопа делится внутри интерферометрического объектива на два пучка: опорный и тестовый. Тестовый пучок направляется на исследуемую поверхность, отражается от неё и внутри объектива интерферирует с опорным пучком. При вертикальном сканировании изменяется расстояние между интерференционным объективом и исследуемым участком поверхности. На определённом удалении объектива от поверхности оптическая разность хода между опорным и тестовым пучками обращается в нуль, и выполняется условие максимума, причём для всех длин волн, входящих в спектр излучения излучателя микроскопа. Для этой высоты с помощью ПЗС-камеры формируется изображение, на котором максимальную интенсивность будут иметь точки поверхности, находящиеся на этой высоте. При дальнейшем изменении высо-
об утверждении типа средств измерений Всего листов 4
ты условие максимума будет выполняться уже для других точек поверхности. Сформированный таким образом массив данных преобразуется с помощью программного обеспечения MetroPro в топограмму поверхности.
В приборе используются интерферометрические объективы, реализующие схему интерферометра Миро (объективы с увеличением 100х, 50х, 20х и Юх) и схему интерферометра Майкельсона (объективы с увеличением 5х и 1х).
Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Средняя длина волны оптического излучения, нм | 550 |
| Ширина спектра оптического излучения, нм | 125 |
| Длина когерентности оптического излучения, мкм | 2,9 |
| Диапазон измерения относительной высоты, мкм1 | 0+150 |
| Расширенный диапазон измерения относительной высоты, мм2 | 0,1+15 |
| Предел вертикального разрешения (шагового двигателя), мкм | <0,1 |
| Скорость сканирования, мкм/с | до 7 |
| Линейное поле зрения, мм2 для объектива с увеличением: | |
| 1х | 5,2 х 7,0 |
| 5х | 1,05 х 1,4 |
| Юх | 0,52 х 0,70 |
| 20х | 0,26 х 0,35 |
| 50х | 0,1 х 0,14 |
| прим.: может быть увеличено в режиме сшивки | |
| Количество элементов изображения (формат ПЗС-матрицы) | 640x480 |
| Характеристики тестовых пластинок | |
| - максимальные размеры (В х Ш хД), мм | 89x203x203 |
| - коэффициент отражения поверхности, % | 1+100 |
| - материал поверхности | непрозрачный, прозрачный, с покрытием, без покрытия |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °C | 15-30 |
| - стабильность температуры, °C/15 мин | <1 |
| - относительная влажность воздуха, % | 5+95 |
| Давление воздуха в системе виброизоляции, бар | 4,1-5,5 |
| Питание от сети общего назначения | |
| - номинальное напряжение, В | 100+240 |
| - частота, Гц | 50/60 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 1,2 |
| Масса микроскопа, кг, не более | 430 |
| Габаритные размеры (В х Ш хД), мм, не более | 157x132x89 |
1 Сканирование пьезоманипулятором
2 Сканирование шаговым двигателем
Приложение к свидетельству № Лист 3
об утверждении типа средств измерений Всего листов 4
| Площадь, занимаемая микроскопом, м2, не более | 4 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Метрологические характеристики:
| Диапазон измерений относительной высоты неровности, мкм | 0-2 |
| Предел разрешения, нм | <0,2 |
| Расширенная неопределённость измерения относительной высоты h, нм, не более, | |
| в интервале 0-20 нм | (0,2 +0,065h) |
| в интервале 20-180 нм | ( 1,5 + 0,0063(h-20)) |
| в интервале 80 нм - 2 мкм | (2,5 + 0,0094(h-180)) |
| Повторяемость измерений относительной высоты двух плоскостей, не хуже, нм | |
| в интервале 0-20 нм | 0,1 |
| в интервале 20-180 нм | 0,2 |
| в интервале 180 нм - 2 мкм | 1 |
| Диапазон измерения поперечных размеров, мкм | 1 - 7000 |
| Расширенная неопределённость измерения поперечных размеров, мкм, не более при увеличении объектива | |
| 1х | бмкм |
| 5х | Змкм |
| Юх | ±2мкм |
| 20х | ±1,5мкм |
| 5 Ох | ±0,7мкм |
Комплектность
| № п/п | Наименование устройства | Обозначение | Кол-во, шт |
| 1 | Базовый блок микроскопа (датчик) | ZYGO/NewView6K NV6200Microscope Part#6300-0501-02 S/N 07-28-59448 | 1 |
| 2 | Интерферометрический объектив Майкельсона lx Mich | Zygo Corp L 10221 1XLWD/0.03 WD 8.0 | 1 |
| 3 | Интерферометрический объектив Майкельсона lx Mich | Zygo Corp L 10180 1XSLWD/0.03 WD 8.0 | 1 |
| 4 | Интерферометрический объектив Майкельсона 5х Mich | Nikon 5X70,13 TI WD.9.3 426183 | 1 |
| 5 | Интерферометрический объектив Миро Юх Mirau | Zygo Corp 1 100766 Юх Юх/0.30 WD7.4 oo/0 | 1 |
| 6 | Интерферометрический объектив Миро 20х Mirau | Zygo Corp 1200545 20x 20x70.40 WD4.7 oo/0 | 1 |
| 7 | Интерферометрический объектив Миро 50х Mirau | Zygo Corp I 500612 50x /0.55 WD 3.4 oo/0 | 1 |
| 8 | Моторизованная турель для объективов на 6 мест | Nikon | 1 |
| 9 | Моторизованный X-Y столик | Zygo 1520-500-114 S/N:080416P138350 | 1 |
об утверждении типа средств измерений Всего листов 4
| 10 | Контроллер сканирования микроскопа по оси Z и рабочего столика по осям X и Y; | Zygo 6202-0190-14 | 1 |
| 11 | Драйвер рабочего столика | Zygo S/N: ТК0801010 | 1 |
| 12 | Блок управления микроскопом | Zygo S/N: 07-28-59448 | 1 |
| 13 | Компьютер | Dell Optiplex 745 | 1 |
| 14 | Основной ЖК монитор | Dell 1708FPf | 1 |
| 15 | Вспомогательный ЖК монитор | Dell 1708FPf | 1 |
| 16 | Клавиатура | Типовая | 1 |
| 17 | Мышь | Типовая | 1 |
| 18 | Стол на виброизолирующих опорах | Dynamics Engineering | 1 |
| 19 | Компрессор | E.C.CIAO 6/185 (до 12 бар); | 1 |
| 20 | Руководство по эксплуатации | | 1 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят фотохимическим методом на табличку, закрепляемую с помощью клея на корпус микроскопа, и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Поверка
Поверка микроскопа проводится по документу «Микроскоп сканирующий интерференционный белого света NewView6200 фирмы “Zygo Corporation”, США. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в июле 2010 г.
Основные средства поверки: меры рельефные высоты ступеньки SHS-1.8QC, SHS-1800QC, SHS-180QC, входящие в состав вторичного эталона ВЭТ 113-2-09; объект-микрометр ОМО ДТ7.216.009ПС, серийный номер №3347.
Вспомогательное средство поверки: Прецизионная опорная пластина ZYGO. Номер модели 1776-666-013. Серийный номер 1776-666-012.
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы-изготовителя фирмы “Zygo Corporation”, США
Заключение
Тип микроскопа сканирующий интерференционный белого света NewView 6200 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации.
