레이저 현미경 신뢰하기 전 9 포인트 점검 진행

레이저 공초점 현미경 측정치를 신뢰할 수 있습니까? 9 포인트 측정 테스트를 사용하여 자가 검증

주사 레이저 공초점 현미경 검사(SLCM)는 연구소와 제조 생산 라인 모두에서 널리 사용되는 검사 도구가 되었습니다. 405nm 레이저 광원을 사용하는 SLCM은 고해상도 수평(XY 약 200nm)과 수직(Z 약 10nm) 정보를 결합하여 수 초 내에 3차원(3D) 이미지를 생성합니다. SLCM의 측정 척도는 광학 현미경 검사(OLM), 주사 전자 현미경 검사(SEM), 원자력 현미경 검사(AFM)와 중첩됩니다. 또한 샘플 준비 요구 사항을 최소화하고 현미경은 대형 크기를 포함하여 매우 폭넓은 형태의 샘플을 수용할 수 있습니다. SLCM에는 소모품이 필요 없으며 최소한의 시스템 유지보수가 필요합니다.이러한 모든 이점 덕분에 SLCM은 유용한 검사 도구입니다.아래 표에는 이 4가지 기법의 차이가 간략하게 나와 있습니다.

고해상도 측량 기법인 SLCM은 전체 시야에서 높은 정확도와 반복성을 보여줍니다. 시스템의 정확성과 반복성을 확인하는 한 가지 방법은 보통 1년에 한 번 정기적으로 보정 인증서를 받는 것입니다. 일반적으로 이렇게 하려면 A2LA 인증 서비스 엔지니어를 부르고 NIST 추적 가능 보정 표준을 사용하여 장비를 테스트해야 합니다. 그러나 간단한 9 포인트 측정 테스트(그림 1)와 같이 매주 또는 매월 시스템 상태를 쉽게 확인할 수 있습니다.

그림 1. 안정적인 측정을 보장하기 위해 시야에 있는 9개 지점에서 형상을 측정합니다. 파란색 점은 각 측정치의 위치를 나타냅니다.

방법은 간단합니다. 먼저 쉽게 인식할 수 있는 기능 또는 알려진 샘플을 선택합니다. 그림 1과 같이 시야에 있는 9개 위치에서 형상을 측정합니다. 데이터를 기록하고 정확히 동일한 위치에서 측정을 다시 수행합니다. 시스템의 구면 수차가 시야 전반에서 잘 보정된 경우 모든 데이터는 거의 변동 없이 일관성을 유지해야 합니다.

다음은 LEXT^™ OLS5000 주사 레이저 공초점 현미경을 사용한 예입니다. 피트가 있는 강철판을 사용했지만(그림 2a), 가능하다면 표준 보정 샘플을 사용할 것을 권장합니다. 가장 깊은 위치에 있는 피트 깊이를 측정했습니다(그림 2b). 그리고 나서 피트를 현미경의 시야 내에 있는 9개 위치로 이동하고 각 위치에서 동일한 측정을 수행했습니다. 평균 깊이는 6.976μm였고, 최소 깊이와 최대 깊이의 차이는 0.267μm였습니다. 표준 편차는 9.6%였으며, 이는 시스템이 정확하고 재현 가능한 측정치를 제공하고 있음을 나타냅니다.

(a)

(b)

올바른 광학계 사용의 중요성을 보여주기 위해 OLS5000 현미경에 포함된 측정 전용 50X LEXT 대물렌즈를 올림푸스 제품이 아닌 기성 대물렌즈로 바꾸었습니다. 측정 분산은 0.267μm에서 0.911μm로 급증했고, 표준 편차는 34.7%까지 증가했습니다! 동일한 형상의 측정 결과에서 이와 같은 상당한 변화는 기성 대물렌즈가 신뢰할 수 없는 데이터를 산출했음을 나타냅니다. 이러한 결과는 대다수 측량 실험실에서는 허용되지 않으며 시스템 성능을 보장하는 이 빠른 테스트가 얼마나 중요한지 잘 보여줍니다.

(a)

(b)

연구 및 제조 분야의 측량 어플리케이션에서 측정 정확도와 반복성은 매우 중요합니다. 1년에 한 번 시스템을 전문적으로 검증하는 작업을 신중하게 진행해야 하지만, 현실적으로 이 작업을 매주 또는 매월 정기적으로 수행하기 어렵습니다. 다행히 여기서 사용한 9 포인트 측정 기법을 통해 시스템이 계속 일관된 정보를 제공하고 있다는 사실을 빠르고 쉽게 확인할 수 있습니다. 이 기법을 시스템 자가 검증을 위한 표준 절차의 일부로 추가하면 데이터의 상당한 변화를 방지하는 데 유용할 수 있습니다. 또한 이 테스트는 레이저 공초점 주사 현미경에서 사용할 수 있는 최고 품질의 대물렌즈를 선택하는 것이 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다.

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