ZYGO 3D光學(xué)輪廓儀的核心參數(shù)解析
一、產(chǎn)品定位與型號(hào)信息
ZYGO ZeGage Pro 屬于高精度 3D 光學(xué)輪廓儀,主打 “非接觸式測量 + 寬測量范圍" 特性,適配半導(dǎo)體制造、精密機(jī)械、光學(xué)元件檢測等場景。該型號(hào)無衍生子型號(hào),核心差異在于可選配的測量物鏡(如 5X、10X、20X、50X)與樣品臺(tái)附件(手動(dòng) / 自動(dòng)樣品臺(tái))。設(shè)備整體尺寸為 650mm×500mm×400mm(長 × 寬 × 高),重量約 35kg,采用臺(tái)式一體化設(shè)計(jì),集成光學(xué)系統(tǒng)、成像模塊與數(shù)據(jù)處理單元,無需額外搭建復(fù)雜光路,開箱后連接電源即可使用。
二、核心參數(shù)與性能關(guān)聯(lián)
(一)光學(xué)測量參數(shù)
ZeGage Pro 采用白光干涉技術(shù),測量范圍覆蓋 0.1nm-20mm(垂直方向)、10μm-100mm(水平方向),不同物鏡對(duì)應(yīng)不同測量精度:5X 物鏡水平分辨率 3.2μm、垂直分辨率 0.1nm,適合大尺寸樣品整體形貌測量(如機(jī)械零件表面);50X 物鏡水平分辨率 0.64μm、垂直分辨率 0.05nm,適配微小結(jié)構(gòu)測量(如芯片引腳、光學(xué)鏡片微結(jié)構(gòu))。
測量速度方面,單幅圖像采集時(shí)間 0.1-1 秒(根據(jù)分辨率調(diào)整),全視野掃描時(shí)間≤30 秒(5X 物鏡下 10mm×10mm 視野),支持連續(xù)測量模式,可自動(dòng)完成多區(qū)域批量檢測,滿足工業(yè)流水線快速檢測需求。數(shù)據(jù)點(diǎn)密度最高達(dá) 1000 點(diǎn) /mm2,能精準(zhǔn)還原樣品表面微觀形貌,如捕捉表面粗糙度、臺(tái)階高度、溝槽深度等細(xì)節(jié)。
(二)成像與系統(tǒng)參數(shù)
設(shè)備配備 200 萬像素 CMOS 圖像傳感器,支持最大分辨率 1600×1200,結(jié)合 Zygo 專有 MXP 成像技術(shù),可增強(qiáng)圖像對(duì)比度,即使透明或低反射樣品(如玻璃、塑料薄膜)也能清晰成像。光源采用高穩(wěn)定性 LED 白光光源,色溫 5500K,亮度波動(dòng)≤1%/ 小時(shí),避免因光源不穩(wěn)定導(dǎo)致的測量誤差。
系統(tǒng)兼容性方面,支持 Windows 10 及以上操作系統(tǒng),配套 MetroPro 軟件可直接對(duì)接 CAD 設(shè)計(jì)文件,實(shí)現(xiàn) “測量數(shù)據(jù) - 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)" 自動(dòng)對(duì)比,生成偏差報(bào)告;同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出為 CSV、STL、TIFF 等格式,便于后續(xù)用 Origin、Matlab 等軟件進(jìn)行深度分析。

三、參數(shù)與應(yīng)用場景的適配
在半導(dǎo)體芯片檢測中,使用 50X 物鏡測量芯片鍵合線高度(典型值 20-50μm),垂直分辨率 0.05nm 可精準(zhǔn)區(qū)分 ±0.1μm 的高度差異,判斷鍵合質(zhì)量是否達(dá)標(biāo);測量芯片表面平整度時(shí),選用 10X 物鏡,水平分辨率 1.6μm 可覆蓋芯片整體區(qū)域(如 10mm×10mm),30 秒內(nèi)完成全視野掃描,生成 3D 形貌圖與平整度數(shù)據(jù)(如 PV 值、RMS 值)。
在光學(xué)元件檢測中,針對(duì)透鏡表面曲率半徑測量,搭配 20X 物鏡,水平測量范圍 2mm×2mm,通過白光干涉計(jì)算曲率半徑,差≤0.1%;檢測光學(xué)薄膜厚度(50-500nm)時(shí),選用 50X 物鏡,垂直分辨率 0.05nm 可清晰捕捉薄膜上下表面的干涉信號(hào),計(jì)算厚度值,無需破壞樣品。
四、參數(shù)調(diào)整的操作邏輯
實(shí)際操作中,參數(shù)調(diào)整需遵循 “樣品尺寸 - 精度需求 - 效率" 匹配原則:首先根據(jù)樣品大小選擇物鏡(大樣品選低倍物鏡,小樣品選高倍物鏡);其次根據(jù)測量精度要求設(shè)置數(shù)據(jù)點(diǎn)密度(高精度需求選高密度,快速檢測選低密度);最后調(diào)整掃描速度(優(yōu)先保證精度,再優(yōu)化速度)。例如檢測手機(jī)玻璃蓋板表面劃痕時(shí),選用 10X 物鏡(覆蓋蓋板局部區(qū)域)、中等數(shù)據(jù)點(diǎn)密度(500 點(diǎn) /mm2)、掃描速度設(shè)為 1 秒 / 幅,既能保證劃痕細(xì)節(jié)(寬度≥1μm、深度≥0.1μm)清晰捕捉,又能控制單樣品檢測時(shí)間在 5 分鐘內(nèi)。
通過合理匹配參數(shù)與應(yīng)用場景,ZeGage Pro 可在不同領(lǐng)域的 3D 形貌測量中發(fā)揮穩(wěn)定性能,為精密制造與科研檢測提供可靠數(shù)據(jù)支持。
