一款测量设备的性能表现,很大程度上取决于其硬件配置的优劣。Zygo 3D 光学轮廓仪 NewView™ 9000 在硬件选材与结构设计上的精心考量,为其稳定高效的测量能力提供了坚实保障。
光学系统作为 NewView™ 9000 的核心,在元件选择上十分严格。其核心光学镜片采用高纯度熔融石英材质,这种材料具有极低的热膨胀系数和良好的光学均匀性,能在温度变化时保持稳定的光学性能,减少因材料形变导致的光路偏移。镜片表面经过多层镀膜处理,镀膜材料选用高硬度的氧化物,不仅能提高光线透过率,减少反射损失,还能增强镜片的耐磨性和抗腐蚀能力,延长使用寿命。
Mirau 干涉物镜作为 Zygo 的部件,在材质与结构上颇具特色。物镜镜筒采用钛合金打造,钛合金不仅重量轻,还具有出色的机械强度和稳定性,能有效抵抗外界振动对光学系统的影响。物镜内部的参考镜选用高精度平面反射镜,其平面度误差控制在 0.1λ 以内(λ=632.8nm),确保反射光线的稳定性,为干涉条纹的清晰成像提供基础。该物镜有 5 倍、10 倍、20 倍、50 倍、100 倍等多种规格,满足不同放大倍数的测量需求。
图像采集组件同样是硬件配置的亮点。NewView™ 9000 搭载 1200 万像素高分辨率 CCD 相机,该相机采用全局快门设计,能有效避免滚动快门造成的图像畸变,确保快速运动时的成像质量。相机的像素尺寸为 5.5μm×5.5μm,配合高数值孔径的物镜,能实现较高的空间分辨率,捕捉样品表面的细微结构。相机的数据传输接口采用高速 USB 3.0 标准,单帧图像的传输时间可控制在 0.1 秒以内,保证了测量的高效性。
样品台的设计充分考虑了测量的稳定性与便利性。样品台台面采用航空铝合金材质,经过精密加工,平面度误差控制在 5μm/m 以内,为样品提供平整的放置基础。台面表面覆盖一层耐磨陶瓷涂层,陶瓷涂层硬度高、摩擦系数小,既能保护台面免受样品划伤,又能减少样品在测量过程中的滑动。样品台的驱动系统采用精密滚珠丝杠与伺服电机组合,X、Y 轴的移动范围均为 300mm,定位精度可达 1μm,重复定位误差小于 0.5μm,确保样品能被精准移动到测量位置。
设备的机身结构采用刚性框架设计,主体框架选用优质钢材,经过焊接和时效处理,消除内应力,确保结构的稳定性。机身内部安装有多重减震装置,包括空气弹簧和橡胶减震垫,能有效吸收外界振动,将设备的振动幅度控制在 50nm 以内。同时,机身配备独立的恒温控制系统,通过精密温控传感器和加热 / 制冷模块,将内部工作温度稳定在 23℃±0.1℃,减少温度波动对光学系统和机械结构的影响。
在连接与扩展方面,NewView™ 9000 配备了丰富的接口,包括 USB 3.0、以太网、RS232 等,方便与计算机、打印机等外部设备连接。设备还支持多种可选配件,如自动聚焦模块、激光定位器、大样品载物台等,用户可根据实际需求进行扩展,提升设备的适用性。
这些硬件配置的优势,让 NewView™ 9000 在电子半导体、光学制造、精密机械等多个领域都能发挥重要作用。无论是测量芯片表面的细微结构,还是检测光学镜片的平整度,它都能凭借稳定的硬件性能,提供可靠的测量数据。