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更新(月/日/年):2020 年 9 月 23 日

大直径基材高精度表面轮廓仪的开发

– 测量 600 毫米直径基板的平整度,不确定度为 5 纳米 –

 
研究人员:KONDO Yohan,工程测量研究所长度标准组高级研究员,BITOU Youichi,日本国家计量院研究推广部研究计划办公室主任
 

积分

  • 基于角度测量的超高精度表面轮廓仪的开发
  • 以世界最高精度(纳米级)测量大直径(最大 600 毫米)平面基板的平整度
  • 有望提高太空和天文望远镜、硅晶片、X射线聚焦镜等大型光学设备的精度

材料与化学新研究成果图

开发的超高精度表面轮廓仪(左)和 450 毫米平面基板的测量结果(右)


背景

在半导体和液晶显示器制造等先进行业中,对更高精度、更大直径的硅片和液晶基板的需求日益增长,以实现设备小型化和提高生产率。随着天文望远镜反射镜、同步辐射装置的X射线聚焦镜等超高精度光学器件在基础科学中的应用越来越广泛,对高精度表面轮廓的需求不断增长。斐索干涉仪通常用于测量大直径平面基板的高精度表面轮廓。该技术允许使用单一工艺获得三维表面轮廓并实现纳米级分辨率。使用此方法可以测量物体表面与参考平面(或球体)之间的差异。因此测量的绝对精度受到参考平面精度的限制,难以达到纳米级的绝对精度。一个主要问题是参考平面越大,它就越有可能因重力而变形。

 

摘要

研究人员在世界上首次开发出一种适用于直径达 600 毫米的平面基材的表面轮廓仪,可以以纳米级的绝对精度测量表面不规则性。斐索干涉仪通常用于测量高精度表面轮廓。测量原理基于与参考平面的比较,测量精度约为 λ/20(约 32 nm),具体取决于参考平面的精度。所开发的轮廓仪无需参考平面即可直接测量表面轮廓,从而可以测量直径最大为 600 mm 的平面基材的轮廓,绝对精度为 5 nm 或更小。该精度相当于识别关东平原(17,000公里2).





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