基于线点点的反干扰光谱同焦传感器

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 计量学 计量学 计量学
• 表面科学是一门学科.

背景情况:

• 光谱对焦移位传感器提供高精度,但面临着振动,角度偏移和表面变化的挑战.
• 这些挑战限制了传感器在电池晶片分析和光学元件计量等关键应用中的稳定性和准确性.
• 现有的以点为基础的传感器在动态测量稳定性方面遇到了困难.

研究的目的:

• 为提高传感器稳定性和准确性,开发和验证一种基于线点的共聚焦测量方法.
• 在动态和具有挑战性的测量环境中解决传统点光谱共聚焦传感器的局限性.
• 使用光学模拟优化共聚焦系统,以提高晶圆厚度和表面地形测量的性能.

主要方法:

• 设计了一种直线点测量方法,使用二进制衍射镜头和带有20×镜头的圆柱形镜头.
• 使用ZEMAX光学软件模拟和优化了光学系统的结构.
• 该系统使用纳米位移阶段进行校准,以精确评估性能.

主要成果:

• 优化的对焦系统实现了800微米的测量范围和长度为3.8毫米,宽度为0.2毫米的线点.
• 传感器显示了30nm的高分辨率.
• 观察到显著改善的动态稳定性,标准偏差 (SD) 为0.013μm,与0.064μm的点光谱对焦传感器的SD相比.

结论:

• 拟议的基于线点的光谱对焦传感器在扫描测量过程中表现出卓越的动态稳定性.
• 增强的传感器设计有效地减轻了与振动和表面质量变化有关的问题.
• 这种方法为苛刻应用中的非接触计量学提供了更强大,更准确的解决方案.