Summary
Vi presentiamo una riflessione compatto sistema olografico digitale (CDHM) per l'ispezione e la caratterizzazione di dispositivi MEMS. Lo dimostra una lente-less con un'onda d'ingresso divergente fornendo naturale ingrandimento geometrico. Entrambi gli studi statici e dinamici sono presentati.
Introduction
Metrologia di micro e nano oggetti è di grande importanza per l'industria e ricercatori. In effetti, la miniaturizzazione degli oggetti rappresenta una nuova sfida per la metrologia ottica. Sistemi micro elettro meccanici (MEMS) sono generalmente definiti ha miniaturizzati sistemi elettromeccanici e di solito comprende componenti come micro sensori, micro attuatori, microelettronica e microstrutture. E ha trovato molte applicazioni in campo diverse quali la biotecnologia, la medicina, la comunicazione e rilevamento 1. Recentemente, la crescente complessità, nonché la progressiva miniaturizzazione dei oggetto di prova funzioni di chiamata per lo sviluppo di adeguate tecniche di caratterizzazione per MEMS. Produzione ad alto rendimento di questi complessi microsistemi richiede l'attuazione di tecniche di misurazione in linea avanzate, per quantificare i parametri caratteristici e difetti relativi causati dalle condizioni di processo 2. Per esempio, la deviazione geometrica parametri in un dispositivo MEMS influenza le proprietà di sistema e deve essere caratterizzata. Inoltre, l'industria richiede prestazioni di misura ad alta risoluzione, come la piena metrologia tridimensionale (3D), grande campo di visione, immagini ad alta risoluzione, e l'analisi in tempo reale. Pertanto, è essenziale per garantire un controllo di qualità e processo di ispezione affidabile. Inoltre, si richiede che il sistema di misura per essere facilmente implementabile su una linea di produzione e quindi relativamente compatto per essere installato su infrastrutture esistenti.
Olografia, che è stato introdotto da Gabor 3, è una tecnica che permette il recupero delle informazioni quantitative pieno di un oggetto registrando l'interferenza tra un riferimento e un'onda oggetto in un mezzo fotosensibile. Durante questo processo noto come registrazione, l'ampiezza, fase e polarizzazione di un campo sono memorizzati nel mezzo. Quindi il campo d'onda oggetto può essere recuperato inviando il fascio di riferimento sul medium, un processo noto come lettura ottica dell'ologramma. Poiché un rivelatore convenzionale registra solo l'intensità dell'onda, l'olografia è stato oggetto di grande interesse negli ultimi cinquant'anni poiché dà accesso a informazioni aggiuntive sul campo elettrico. Tuttavia, alcuni aspetti della olografia convenzionale rendono poco pratica per applicazioni industriali. Infatti, materiali fotosensibili sono costosi e il processo di registrazione richiede generalmente un elevato grado di stabilità. I progressi nella sensori delle fotocamere ad alta risoluzione, come i dispositivi di carico (CCD) hanno aperto un nuovo approccio per la metrologia digitale. Una di queste tecniche è conosciuto come olografia digitale 4. In Digital olografia (DH), l'ologramma viene registrato su una fotocamera (supporto di registrazione) e processi numerici vengono utilizzati per ricostruire l'informazione di fase e intensità. Come con l'olografia convenzionale, il risultato può essere ottenuto dopo due procedure principali: la registrazione e ricostruzione come mostrato in Fifigura 1. Tuttavia, se la registrazione è simile a olografia convenzionale, la ricostruzione è solo numerico 5. Il processo di ricostruzione numerico è mostrato nella Figura 2. Due procedure sono coinvolti nel processo di ricostruzione. In primo luogo, il campo d'onda oggetto viene recuperato dal ologramma. L'ologramma viene moltiplicato per un onda di riferimento numerico per ottenere il fronte d'onda oggetto sul piano ologramma. In secondo luogo, il complesso oggetto fronte d'onda è numericamente propagato al piano dell'immagine. Nel nostro sistema, questo passaggio viene eseguita utilizzando il metodo convoluzione 6. Il campo ricostruito ottenuta è una funzione complessa e quindi fase e intensità possono essere estratti fornire informazioni quantitative altezza sull'oggetto di interesse. La capacità di memorizzazione dell'intero informazioni fi campo nel metodo olografia e l'uso della tecnologia computer per l'elaborazione dei dati veloce offrono maggiore flessibilità nella configurazione sperimentale e aumentano significativamente la speed del processo sperimentale, aprendo nuove possibilità per sviluppare DH come strumento metrologico dinamico per MEMS e microsistemi 7,8.
L'utilizzo dell'olografia digitale nella diagnostica per immagini a contrasto di fase è ormai ben consolidata e stata presentata più di dieci anni fa 9. Infatti, ricerca di dispositivi microscopici combinando olografia digitale e la microscopia è stata eseguita in molti studi 10, 11, 12, 13. Diversi sistemi basati su alta coerenza 14 e basse fonti coerenza 15 così come diversi tipi di geometria 13, 16, 17 (in linea, fuori asse, percorso comune ...) sono stati presentati. Inoltre, in linea olografia digitale è stato utilizzato in precedenza nella caratterizzazione di dispositivi MEMS 18, 19. Tuttavia, questi sistemi sono generalmente difficili da implementare e ingombranti, che li rende inadatti per applicazioni industriali. In questo studio, vi proponiamo un sistema compatto, semplice e obiettivo libero basato su axi offs olografia digitale in grado di ispezione MEMS in tempo reale e la caratterizzazione. Il microscopio digitale compatta olografico (CDHM) è un obiettivo meno sistema olografico digitale sviluppato e brevettato per ottenere la morfologia 3D di micro-dimensioni oggetti speculari. Nel nostro sistema, a 10 mW, altamente stabile, temperatura controllata diodo laser operante a 638 nm è accoppiata in una fibra monomodale. Come mostrato in figura 3, il fascio divergente che emana dalla fibra viene divisa in un riferimento ed un fascio oggetto da un divisore di fascio. Il percorso del fascio di riferimento comprende uno specchio inclinato per realizzare la geometria fuori asse. Il fascio oggetto viene dispersa e riflessa dal campione. I due fasci interferiscono sul CCD dando l'ologramma. Il modello di interferenza impresso sull'immagine è chiamato un vettore spaziale e permette il recupero delle informazioni fase quantitativa con una sola immagine. La ricostruzione numerica viene eseguita utilizzando un comune di Fourier trasformare e algoritmo di convoluzione come STATed in precedenza. La configurazione lente inferiore ha diversi vantaggi che lo rendono attraente. Poiché non si utilizzano lenti, il fascio in ingresso è un'onda divergente fornendo un ingrandimento geometrico naturale e migliorando la risoluzione del sistema. Inoltre, è privo di aberrazioni riscontrati nei sistemi ottici tipici. Come si vede nella Figura 3B, il sistema può essere reso compatto (55x75x125 mm 3), leggero (400 g), e quindi può essere facilmente integrato in linee di produzione industriale.
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Protocol
1. Preparazione preliminare della misura
Nota: Il campione utilizzato per l'esperimento è un elettrodo MEMS. Gli elettrodi d'oro sono fabbricati su un wafer di silicio con decollo processo. Il campione è di 18 mm x 18 millimetri di wafer con strutture periodiche (elettrodi) con un periodo di 1 millimetro
- Accedi al giornale di bordo prima di utilizzare il sistema.
- Accendere il computer e LASER fase di traduzione.
- Mettere il / campione MEMS elettrodo micro-diaframma.
- Posizionare il campione MEMS nel mezzo del supporto del campione utilizzando una pinzetta.
- Regolare il portacampioni per posizionare gli elettrodi nel percorso ottico. Il massimo campo di vista di misurazione è definito dalla dimensione del sensore della fotocamera. È un rettangolo di 2,3 mm x 1,8 millimetri.
- Utilizzando la direzione motorizzata palcoscenico verticale, spostare il sistema approssimativamente a 1,5 cm di distanza dal campione.
2. Regolazione delle impostazioni del software
- Aprire la Vista 3DSoftware. Vista 3D è il nostro programma di in-house sviluppato in C ++.
- Fare clic sul pulsante Imaging Source per selezionare la telecamera appropriata per l'esperimento. Scegliere la telecamera CCD in bianco e nero. Evitare una telecamera a colori in questa configurazione da un diodo laser monocromatica viene utilizzato. Inoltre, per lo stesso numero di pixel, risoluzione sarebbe inferiore quando si utilizza telecamere a colori.
- Nella scheda impostazioni del dispositivo, selezionare Y800 (1.280 x 960) formato video e 15 fotogrammi al secondo tasso di video.
- Fare clic sul pulsante di riproduzione gialla per avviare la fotocamera. L'immagine dell'oggetto con i modelli impressi frangia (ologramma) dovrebbe essere visualizzato.
- Regolare i parametri di guadagno e di esposizione ottimali per evitare la saturazione dell'immagine, se necessario.
- Utilizzando la finestra video live view della fotocamera, regolare la posizione del campione per selezionare l'area esatta di indagare sul campione.
- Aprire la scheda Impostazioni.
- Nella scheda di configurazione, selezionare il tipo di superficie (riflettente o trasparente), la lunghezza d'onda di laser, e pixel dimensioni della fotocamera. Il laser è un laser a diodo operante a 633 nm. La dimensione dei pixel della fotocamera è 4.650 nm. Il campione è un dispositivo speculare MEMS elettrodo in modo modalità riflettente deve essere selezionata.
Nota: La configurazione CDHM consente solo superfici riflettenti da misurare. Tuttavia, il software può essere utilizzato anche per misurare campioni trasparenti quando un diverso sistema olografia digitale viene utilizzata 13. Una modifica di questa impostazione cambia la formula di calcolo altezza dalla fase. Infatti, il calcolo della differenza di cammino ottico è leggermente diverso per campioni trasparenti quanto include l'indice di rifrazione dell'oggetto. - Scegliere l'algoritmo di ricostruzione Convolution e impostare la distanza di ricostruzione a zero. Scegliere un passo ricostruzione di 1 o 2.
Nota: Il parametro di distanza ricostruzione può essere definito successivamente, considerando l'immagine di intensità ottenuta dal ologramma e usando l'autofocus. La fase di ricostruzione definisce il numero dipassi per implementare il Fresnel integrale e simulare la propagazione del fascio. Il primo metodo valutare l'integrale volta come singolo Fourier Transform. Un passo di 2 valuterà l'integrale due volte. Questo aggiunge più flessibilità nella spaziatura ma è computazionalmente meno efficiente 20. - Nella scheda post-elaborazione, selezionare l'algoritmo scartare necessaria per ottenere l'immagine da scartare finale. Selezionare la qualità mappato algoritmo.
Nota: Nel software, la scelta tra Goldstein e Qualità mappata algoritmo può essere fatto. Più tardi ha dimostrato fase spaziale robusto e rapido scartare. L'algoritmo qualità mappata si riferiscono al fase guidato unwrapping come descritto in 21.
- Nella scheda di configurazione, selezionare il tipo di superficie (riflettente o trasparente), la lunghezza d'onda di laser, e pixel dimensioni della fotocamera. Il laser è un laser a diodo operante a 633 nm. La dimensione dei pixel della fotocamera è 4.650 nm. Il campione è un dispositivo speculare MEMS elettrodo in modo modalità riflettente deve essere selezionata.
3. Acquisizione Dati
- Premere la trasformata di Fourier sull'icona per aprire la finestra di spettro di Fourier. Uno 0 ordine e due +1, -1 ordini dovrebbero apparire. Se questo non è il caso, verificare che il campione sia nella giusta posizione, e regolare acquisire unad tempo di esposizione di nuovo.
- Arrestare la modalità di misurazione diretta. Selezionare uno degli ordini diffratti (frequenza positiva o negativa) utilizzando lo strumento filtro. L'area selezionata deve essere sufficientemente grande in modo che tutte le frequenze necessarie per il reperimento fase sono presenti. Accendere di nuovo sulla modalità live.
Nota: La scelta dell'ordine negativo riguarda soltanto il segno della fase nel risultato finale, cioè, l'immagine 3D finale sarà invertita. - Aprire la finestra di fase. Verificare che la modalità scartare non è abilitata. immagine di fase grigio dell'oggetto impresso con frange avvolti dovrebbe apparire.
- Utilizzare la fase verticale motorizzato per ridurre il numero di frange dell'immagine fase. Quando solo 1 o 2 frange sono lasciati sull'immagine, fermare il palco motorizzato.
Nota: Il sistema è basato su interferometria. Così è sensibile alle vibrazioni. Dopo aver spostato la fase direzione z motorizzato, l'utente deve attendere 1 o 2 secondi prima che l'immagine di fase avvolto appare again. E 'anche importante evitare vibrazioni durante la misurazione per ottenere un'immagine fase stabile. - Fare clic sul pulsante auto-focus 22 per trovare la migliore distanza di ricostruzione. Uno può essere necessario utilizzare l'autofocus più volte di avvicinarsi alla distanza ottimale di ricostruzione fino a quando l'immagine di intensità appare nitida e chiara. L'autofocus si basa su un metodo spettro angolare efficiente ed ora come descritto in 22.
Nota: la barra di scorrimento messa a fuoco può essere utilizzato per la regolazione fine. Quindi, cliccare sul pulsante di messa a fuoco centrale per registrare la distanza di ricostruzione in corso. Sembra a volte che migliore messa a fuoco non si trova l'opzione messa a fuoco automatica con. In questo caso, inserire manualmente la distanza ricostruzione di trovare la migliore messa a fuoco. - Attivare la modalità di scartare per vedere l'immagine fase di scartare cliccando sul pulsante Scartare.
4. visualizzazione dei dati e analisi per misurazione statica
- Aprire la finestra dell'immagine 3D per vedere il 3D finaleimmagine del campione. Utilizzare le opzioni disponibili per osservare il risultato finale (ruotare, mappa a colori, display della bilancia ...).
- Fare clic sul pulsante di Windows piastrelle per disporre le finestre come non sovrapposizione e visualizzare tutte le finestre di misurazione.
- Utilizzare il righello linea per tracciare una linea su un'area di interesse dell'immagine fase di scartare su. Nella finestra grafica linea, una croce grafico di profilo in sezione della zona di interesse può essere osservato. Utilizzare i due marcatori di linee verdi per estrarre un'altezza approssimativa dell'oggetto (Figura 5).
La rugosità superficiale può essere ottenuta sulla parte piana superiore del campione. - Salvare l'immagine finale di fase in formato .jpeg per importarlo ad altri software, se necessario.
5. Preparazione del campione e analisi dei dati per misurazione dinamica
- Posizionare il micro membrana su una piastra centrale termica. Il campione non verrà rimosso dalla piastra fino alla fine dell'esperimento.
- Registrare un ologramma del MICRo diaframma a temperatura ambiente, seguendo la procedura sopra descritta nella sezione 2 e 3. Esso verrà utilizzato come riferimento per l'analisi di deformazione.
- Salvare i dati di fase sul computer.
- Accendere la piastra di riscaldamento di laboratorio.
- Utilizzando la manopola della temperatura, variare la temperatura in passi di 50 ° C da 50 ° C a 300 ° C. Per ogni passo della temperatura, salvare l'immagine della mappa di fase in formato .jpeg.
- Sottrarre la mappa di fase temperatura ambiente iniziale dal altra mappa di fase registrato per ottenere i dati di deformazione.
Nota: questo passaggio di post-elaborazione può essere realizzato con semplice codice MATLAB. Le diverse fasi ottenuti vengono caricati in MATLAB e viene eseguita semplice sottrazione matrice. Poi trame delle sezioni trasversali delle diverse fasi di deformazione possono essere ottenuti.
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Representative Results
Il protocollo sopra descritto è stato progettato per controllare e caratterizzare MEMS e dispositivi Micro utilizzando il sistema CDHM. Nel nostro sistema, una fibra monomodale è accoppiato ad un diodo laser operante a una lunghezza d'onda 633 nm. A causa della configurazione fascio divergente, è importante abbinare il fascio oggetto e percorso del fascio di riferimento per ottenere un ologramma che può essere ricostruito. Questo risultato è ottenuto attraverso un attento posizionamento verticale del campione rispetto al sistema. Nell'immagine fase avvolto calcolato, il numero delle frange è ridotto al minimo cambiando la posizione in altezza del sistema. Essa assicura che i percorsi ottici sono abbinati. La Figura 4 mostra il risultato ottenuto da una misura mediante il CDHM dopo corretto posizionamento assiale del campione. I dati sono ottenuti in tempo reale da una singola immagine. In questo esperimento, un obiettivo USAF consistente in schemi grattugia di diversi alti e periodi viene scelto come campione.Come spiegato sopra, la mappa di fase (Figura 4A) viene estratto dal singolo ologramma immagine. Una trama linea di un particolare modello è mostrato in Figura 4A. La linea gialla (Figura 4A) rappresenta la posizione sezione trasversale sul campione. Due linee marcatore verde sono utilizzati per stimare il valore assoluto dell'altezza campione. Per validare i risultati del sistema olografico digitale, un microscopio a forza atomica (AFM) indagini del campione viene effettuata. Una sezione trasversale della stessa area di esempio è mostrato nella Figura 4B. Per la stessa struttura, un dislivello di 2,1 nm è situato tra il AFM e la misurazione CDHM. Così, il confronto tra i due metodi dimostra la capacità del CDHM.
Per caratterizzare specificamente un dispositivo MEMS, ricerca statica 3D di un elettrodo MEMS viene effettuata. Il dispositivo è realizzato in silicio con elettrodi in oro pattplinato utilizzando un processo di decollo. In generale, MEMS silicio basato sono fabbricati con metodi sensibili come incisione o tolgono processo. In entrambi i casi, la capacità di quantificare la variazione della morfologia campione durante il processo di fabbricazione è di grande importanza. La Figura 5 mostra il risultato della misurazione per questo esempio. Figura 3D morfologia del campione può essere osservato. Una trama linea di sezione trasversale (figura 5A) mostra la mappa di profondità che può essere utilizzato per l'ispezione. La profondità del canale è risultato essere 632 nm e la distanza laterale tra gli elettrodi è fornita anche dalla CDH dimostrando che è capace di fornire una completa analisi quantitativa 3D del campione. Una trama nell'altra dimensione (Figura 5B) presenta la rugosità superficiale dell'elettrodo dimostrando che la CDHM è adatto anche per misure di rugosità.
applicazioni statiche in MEMS caratterizzazione sono di gvalore reat ma la maggior parte dei processi interessanti richiede l'ispezione dinamica. Selezionando metodi di registrazione adeguati, il sistema CDHM è capace di dispositivi di controllo e caratterizzazione micro per situazioni statiche che dinamiche. La Figura 6 mostra una serie di dati 3D di un diaframma micro ottenuta a temperature diverse. Il diaframma è stato fabbricato legando una lastra sottile su un SOI (silicio su isolante) del campione di wafer. Il campione viene posto su una piastra riscaldante. Per misurare la deformazione termica, la temperatura viene variata 50 ° C operazioni a partire da 50 ° C e fino a 300 ° C. La ricostruzione numerica degli ologrammi viene eseguita per ciascuna temperatura. L'ologramma e la fase a temperatura ambiente sono stati registrati in precedenza. Viene utilizzato come una fase di riferimento. La sottrazione dello stato deformato (termica) e lo stato di riferimento (temperatura ambiente) concede le mappe di deformazione. Così un'analisi campo pieno di deformazione termica del d iaphragm si ottiene. Figura 6G evidenzia la deformazione per diverse temperature. In questo caso, i grafici lineari rivelano che la misurazione mostrano significativa rugosità rispetto ai risultati ottenuti durante le misurazioni statiche.
Figura 1. Registrazione olografia digitale e schema di processo di ricostruzione. Questa figura mostra dettaglio del processo di due passaggi per ottenere un'immagine tridimensionale di un oggetto. Viene mostrato un cartone animato del processo di registrazione e ologramma risultante. Dal ologramma, ampiezza e fase (modulo 2π) dell'oggetto vengono estratti. La fase è scartò per rimuovere l'ambiguità 2π. La ricostruzione 3D è quindi eseguita. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. schema dettagliato del processo di ricostruzione. Questa figura mostra uno schema del sistema di processo di ricostruzione. L'ologramma digitale viene registrato e Fast Fourier Transform (FFT) del viene eseguita l'immagine. Dopo aver selezionato informazioni utili nello spettro, l'immagine viene trasformata di Fourier indietro. Poi generazione numerica di fascio di riferimento e la propagazione della ologramma viene simulato per recuperare la fase e l'ampiezza dell'oggetto in modo indipendente. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3. Schema del setup CDHM. Questa figura mostra una rappresentazione schematica del setup CDHM (
Figura 4. Confronto tra CDHM e microscopio a forza atomica (AFM) misura dell'altezza di un bersaglio forza aerea degli Stati Uniti. Questa figura mostra le trame di linea da un bersaglio forza aerea degli Stati Uniti micro struttura ottenuti utilizzando il CDHM (A) e un microscopio a forza atomica (AFM ) (B). clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura profilo e la linea 5. 3D trama di un MEMS el dispositivi ectrode. I risultati delle misurazioni di un dispositivo elettrodo di silicio MEMS utilizzando il CDHM. Trama linea con indicatori verdi utilizzati per stimare la profondità del campione ad una particolare sezione trasversale nella direzione x (A) e la direzione y (B) e l'immagine di campo intero che mostrano risultato 3D (C). Clicca qui per visualizzare un più grande versione di questa figura.
Figura 6. studio deformazione di un micro membrana sotto carico termico. Le immagini mostrano le immagini di deformazione 3D di una micro membrana al variare del carico termico (AF) e la trama linea che mostra l'evoluzione della deformazione in una particolare sezione trasversale (G).t = "_ blank"> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
In questa recensione, noi forniamo un protocollo per recuperare con precisione la morfologia quantitativa di diversi dispositivi MEMS utilizzando un sistema compatto basandosi su olografia digitale. MEMS caratterizzazione sia in modalità statica che dinamica è dimostrata. dati 3D quantitativa di una micro MEMS canale si ottiene. Per convalidare l'accuratezza del sistema, i risultati sono stati confrontati tra CDHM e AFM. Buon accordo viene trovato il che significa che l'olografia digitale può essere una tecnica affidabile per l'imaging 3D. I risultati indicano che il sistema è capace di risoluzione in profondità 10 nm. Inoltre, i risultati ottenuti sul canale micro mostrano che il sistema può essere utilizzato in MEMS caratterizzazione come morfologia del campione può essere controllato durante il processo di fabbricazione MEMS. Inoltre, l'ingrandimento ottenuti utilizzando il CDHM corrisponde a quello che dovrebbe essere utilizzato per le dimensioni MEMS (4,2 volte). Il sistema è anche in grado di misurare pieno campo. Si tratta di una risorsa importante quando compare alle tecniche normalmente utilizzate per l'ispezione MEMS, come la microscopia confocale, che richiedono la misurazione di scansione lungo. Inoltre, la risoluzione laterale del sistema può essere facilmente migliorare cambiando il diodo laser rosso per un laser UV. Infine, l'elevata sensibilità del sistema permette misure di rugosità.
misure dinamiche su un micro diaframma rivela che la CDHM è uno strumento adeguato per osservare la deformazione in dispositivi MEMS quando viene applicata sollecitazione termica o elettrica. Utilizzando un metodo doppia esposizione per costruire la mappa di deformazione, viene eseguita studio deformazione dinamica di un micro diaframma. Si vede che la forma diaframma può essere attentamente osservato in tempo reale. Questo risultato è possibile perché la morfologia 3D è calcolato utilizzando una sola immagine. Tuttavia a differenza di quanto è stato osservato durante le misurazioni statiche, misurazione dinamica con carico termico mostra un profilo anomalo ruvida. In effetti, si potrebbe prendere in considerazione la trama sh lineaproprio nella figura 6G ruvidi rispetto ai risultati delle misurazioni statiche. Poiché il sistema può risolvere struttura piccola come 10 nm, la rugosità non sembra essere proveniente dall'oggetto. Una possibile spiegazione può essere che il calore generato dallo stadio di riscaldamento perturba le interferenze tra le due onde e colpisce il fronte d'onda dell'onda oggetto. Inoltre, studi dinamici sono stati condotti utilizzando il CDHM sulla tecnologia MEMS che utilizzano carico elettrico 12 e questo rugosità non sembra appare.
Il protocollo prevede diversi passaggi critici, come il posizionamento del campione verticale, la scelta della distanza ricostruzione, il metodo di ricostruzione, un ambiente privo di vibrazioni e la qualità di frange sul CCD. Per garantire un risultato affidabile e stabile, tutti questi passaggi dovrebbero essere eseguiti con attenzione. Ad esempio, il percorso del fascio oggetto deve essere uguale a quella di riferimento, ad esempio, la distanza di campionamento del sistema è criticoper ottenere modelli di frangia chiare sul CCD. Inoltre, la distanza ricostruzione numerico deve essere ben regolata per assicurare che l'ologramma viene ricostruito nel piano immagine. Infine, un campione con struttura tagliente superiore alla metà della lunghezza d'onda del laser causerà inaffidabile risultato fase. In effetti, un salto di fase potrebbe apparire a causa di errori di fase Scartare.
Questi risultati illustrano la capacità del CDHM di effettuare misurazioni di profondità 3D quantitativa di dispositivi MEMS. Infatti, per superficie riflettente come rilevato in MEMS e microelettronica industria, il CDHM è un sistema portatile che può essere utilizzato per misurazioni in situ di processo nonché la caratterizzazione e ispezione di dispositivi di microsistemi. Uno studio di validazione dimostra che i risultati ottenuti dal sistema sono altamente affidabili. Il CDHM si estende su un'area di scansione più grande e misurazioni in tempo reale può essere eseguita. Si tratta di un grande vantaggio rispetto ad altre tecniche come la AFM o confocale microsesemplare che richiede la scansione tempo. Oltre ai risultati presentati, il sistema può fornire informazioni preziose in altri processi MEMS. Ad esempio, ha una capacità provata nella misurazione processi molto veloci utilizzando tempo medio e intensità immagini per osservare le modalità risonanti in dispositivi MEMS 11. Il lavoro futuro si concentrerà su immagini in tempo reale la variazione deflessione del cantilever MEMS sotto carico elettrico.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 MP Camera | Imaging Source | DMX 41BU02 | used to record the hologram. 4.65 microns pixel size |
| Motorized X,Y,Z Translation Stage | Zaber Technology | TLS28-M | Holder for the system |
| Beam splitter | Edmund optics | 49-003 | Cube Beam splitter. Separate and recombine the object and reference beam |
| Laser | Micro Laser Systems, Inc. | SRT-F635S-20/OSYS | Diode laser |
| Mirror | Edmund Optics | #43-412-566 | 1" Dia. Protected Gold, λ/20 Flat Zerodur |
| monomode Fiber | Thorlabs | S405-XP | Single Mode Optical Fiber, 400 - 680 nm, Ø 125 µm Cladding |
| Sample holder | Edmund Optics | #39-930 | Ideal Positioning Platform, ±35 mm Travel in Both X and Y |
| Hotplate | Thermolyne Mirak hotplate | Barnstead International HP72935-60 | temperature range 40-370 °C |
| Holoscope Software | d'Optron Pte Ltd | software developed by the NTU researchers |
References
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