高精度激光共焦半导体晶圆厚度测量

针对半导体晶圆厚度的高精度非接触测量问题与需求,提出了基于激光共焦的高精度晶圆厚度测量方法。该方法利用高分辨音圈纳米位移台驱动激光共焦光探针轴向运动扫描,利用激光共焦轴向响应曲线的峰值点对应物镜聚焦焦点的特性,分别对被测晶圆上下表面进行高精度瞄准定位;通过光线追迹算法精确计算出晶圆表面每个采样点的物理坐标,实现了晶圆厚度的高精度非接触测量。基于该方法构建了激光共焦半导体晶圆厚度测量传感器,实验和分析表明,该传感器的轴向分辨力优于5 nm,轴向扫描范围可达5.7 mm,6种晶圆厚度测量重复性均优于100 nm,单次测量时长小于400 ms。将共焦定焦技术有效地应用于半导体测量领域,为晶圆厚度的高精度、无损在线测量提供了一种新技术。     

晶圆制造系统实时调度仿真平台的设计与实现

在对一般的制造系统仿真的共性进行抽象分析和建模基础上,依据晶圆制造系统的特点,采用面向对象技术开发了晶圆制造系统实时调度仿真平台。平台采用c样编写,内嵌离散事件仿真引擎,封装了晶圆制造系统仿真程序大部分功能,预定义了部分可扩展方法模块,提供了可调用的接口。该平台实现了晶圆制造系统的仿真,对晶圆制造系统调度以及优化方向的研究提供很大帮助。     

利用狭缝的共焦测量系统

提出了利用狭缝进行三维轮廓测量的共焦测量方法,应用数字图像处理的方法解决了测量中的有效点标定问题,并通过硬币图案花纹的测量对该方法进行了验证.     

大型铸件自动化三维测量与精度检测技术

面结构光三维测量技术具有非接触、速度快、精度高等优势,广泛应用于铸造、锻造等领域。将面结构光三维测量技术与六关节机器人、高精度导轨和高精度电动转台相结合,设计自动化三维测量与精度检测系统。利用机器人和转台具有极高的重复定位精度这一特性,将不同方位的测量数据统一到同一个坐标系下,实现无标拼合;利用铸件的几何特征规划测量视点;利用标准量块验证整个测量系统的绝对测量精度和重复测量精度。该系统能够自动测量铸件点云数据并将其与设计图进行自动对比,自动出具检测报告,实现铸件加工精度的自动化检测。试验证明,该系统可自动完成铸件的精度测量,系统精度达到0.10mm,能够满足铸件加工精度的检测要求。     

一种并行共焦显微镜的设计与研制

并行共焦显微镜是一种综合了光学、机械、电子、计算机及数字图像处理等技术,具有较高的横向和纵向分辨力的新颖三维表面无损检测仪器.为了保证其装配调节方便,在关键部件的结构设计上采用了微调结构,主要介绍了并行共焦显微镜的光学系统、物镜组设计、关键部件的微调结构设计及结构组成。     

激光共焦透镜曲率半径测量系统

基于共焦技术独特的轴向层析定焦能力并结合气浮导轨平移台和激光干涉仪测长系统,研制了一套高精度、非接触激光共焦透镜曲率半径测量系统。该系统利用共焦轴向光强响应曲线的峰值点对应系统物镜聚焦焦点这一特性,使用峰值点对被测透镜的猫眼位置及共焦位置进行精确定位,并结合激光干涉仪获得透镜猫眼位置及共焦位置坐标值,从而计算得到透镜的曲率半径。系统由主控软件控制气浮导轨带动被测透镜在猫眼位置及共焦位置附近进行扫描测量,并实现信号采集和数据处理。实验表明,利用该系统测量透镜的曲率半径时,测量重复性优于2 μm,满足国内高精度透镜曲率半径测量的精度需求。该系统测量速度快、操作简便、结构简单且易于实现小型化。     

晶圆热氮烘干系统的设计与研究

设计并研制了一套用于晶圆表面干燥的烘干工艺系统,详细介绍了系统的工作原理及其结构组成。经过实验和用户使用证明,该系统能够满足半导体企业对晶圆表面的一般烘干要求。系统具有操作简便、价格低廉、占用空间少等特点     

激光差动共焦透镜中心厚度测量系统的研制

基于高精度光学共焦定位技术研制了一种全新的非接触透镜中心厚度测量系统,该系统利用差动共焦技术的高轴向层析特性和轴向响应曲线的绝对零点对被测透镜的前表面顶点和后表面顶点分别进行精密瞄准定位;同时,利用激光干涉仪获得透镜前、后表面顶点的位置坐标;然后通过光线追迹算法计算透镜中心厚度,进而实现了透镜中心厚度的高精度非接触测量。实验结果表明,该系统测量精度高,测量标准差小于1μm,满足透镜中心厚度测量的精度要求。     

影响数字摄影测量系统精度因素的分析

对影响数字摄影测量系统精度的因素进行了分析,并提出了提高测量精度的方法.系统测量实验的结果证明了所提出方法的可行性和有效性.     

超精密二维测量定位系统评定及误差分析

超精密测量定位是实现现代超精密加工的重要环节.以宏微结合式的超精密二维定位平台为基础,组建了基于光谱共焦位移传感器的超精密二维测量定位系统,介绍了该系统的组成与功能实现方法.利用高等级量块对系统进行二维校准,再将该系统应用于二维尺寸的测量,分析了测量误差,并进行了测量不确定度的评定,试验获得该测量系统X、Y方向的测量不确定度分别为89 nm和87 nm.研究表明该超精密二维测量定位系统初步达到了纳米级测量效果.     

图像测量系统中的误差分析及提高测量精度的途径

为了进一步提高图像测量系统的测量精度,必需考虑影响测量精度的诸多因素,如:照明视场噪声、热电子噪声、CCD性能、镜头畸变、量化误差、帧存与CCD不同步、温度、振动、视频馈线等的影响。本文将分析这些误差对图像测量系统测量精度的影响,并给出消除或减小误差的有效方法,从而提高测量精度     

多光束共焦测量系统有效采样点的标定

建立了多光束共焦测量系统实验装置 ,应用数字图像处理方法解决了测量系统有效采样点的标定问题 ,并给出了测量实例     

芯片毛细管电泳激光诱导荧光检测系统的设计

介绍了毛细管电泳芯片的构造和原理，提出激光诱导荧光检测系统的设计方案及其主要器件的选择。分析了光电倍增管电压和共焦针孔对检测系统影响，并给出结果。实验表明，该系统主要技术指标达到了设计要求。     

基于光谱共焦测量原理的波形弹簧自由高度检测技术分析

为解决波形弹簧人工检测效率低、检测精度差等问题,提出了一种基于光谱共焦测量原理的波形弹簧自由高度检测方法。该方法利用光谱共焦位移传感器与精密机械转台组成旋转扫描测量系统,在自由状态下实现对波形弹簧表面轮廓扫描测量,并针对其轮廓特征提出一种等步距窗口移动的峰值提取算法,完成了波形弹簧所有波峰峰值点的精确提取,最终实现对波形弹簧自由高度的精确评定。与传统人工测量方法相比,本方法的测量效率提高200%以上,测量精度由0.01mm提高到0.003mm,对波形弹簧工艺参数的优化以及制造性能的提升具有重要意义。     

激光聚变靶丸内表面轮廓测量系统的研制

针对激光聚变靶丸内表面轮廓高精度无损测量的迫切需求,研制了一套激光聚变靶丸内表面轮廓测量系统。该系统通过最小二乘算法(LSC)计算出靶丸回转偏心量,并利用偏心调整台对靶丸偏心进行自动快速调整;然后,系统软件控制气浮回转轴承驱动靶丸旋转,利用激光差动共焦传感器(LDCS)轴向响应曲线过零点及光线追迹算法精确计算出靶丸内表面轮廓上每个采样点的几何位置;最后,对靶丸内轮廓测量数据进行LSC评定得到其圆度信息。实验证明,靶丸回转偏心的自动调整时间可达22s,当采样点分别为1 024,2 048及4 096时,靶丸内轮廓测量时间分别可达10,20及40s,且圆度测量标准差可达19nm(1 024点)。该系统实现了靶丸回转偏心的自动快速调整及其内轮廓的高精度、无损、快速、自动测量。     

激光差动共焦曲率半径测量系统的研制

针对国内高精度曲率半径计量需求,研制一套激光差动共焦曲率半径测量系统.该系统采用差动共焦定焦技术,利用轴向光强响应曲线的过零点精确对应物镜聚焦焦点这一特性,借助过零点对被测件的猫眼和共焦位置进行精密瞄准定位,通过干涉测长技术获取两点间的距离,继而实现曲率半径的高精度测量.该测量系统的机电控制由主控软件完成,可实现机电扫描、数据采集及数据处理,自动化程度高.实验证明,该系统定焦灵敏度高,受环境波动影响小,测量精度可达3×10-6,满足了高精度曲率半径的计量需求.     

微小齿轮测量装置的机械精度分析初探

对批量生产微小齿轮精度检测技术和仪器研究开发课题中所开发的测量仪器样机的精度进行了粗略的分析,对后续工作做出了规划。     

摩擦力测量机构的有限元分析设计

摩擦力的测量始终是摩擦磨损试验机的重要组成部分之一。设计实践中,涉及到测量原理、机构的选择及设计计算等一系列问题。通过比较几种常见的摩擦力测试机构的原理,介绍了采用有限元分析技术对笔者在设计过程中选用的一种弹性臂摩擦力测试机构进行结构设计,获得了较优方案。     

三针测量的精度分析与修正

１三针测量三针测量适用于测量精度较高的三角螺纹、梯形螺纹中径以及蜗杆的分度圆直径。测量时 ,把三根直径相等的钢针分别放置在螺纹槽中 ,用外径千分尺或公法线千分尺测量出两边钢针顶点之间的距离Ｍ（图１） ,Ｍ值可按下式计算 :式中Ｍ———三针测量值ｄ２ ———螺纹中径ｄ———蜗杆分度圆直径ｄＤ ———钢针直径α———螺纹牙形角（或蜗杆轴向齿形角）ｐ———螺距（或蜗杆轴向齿距）２三针测量的精度分析与修正三针测量Ｍ值的计算公式是在工件的轴向剖面上推导出来的 ,钢针与工件的切点在轴向剖面上。但实际测量时 ,由于有螺旋升…     

晶圆微芯片检查提取设备的设计与实现

介绍了晶圆微芯片检查提取设备的工艺流程和技术要求,设计了各部分结构,特别对芯片提取翻转放置机构进行了详细说明.介绍了富士PLC、触摸屏、伺服电机和E-SX总线在该设备中的应用,该系统通过E-SX总线将人机界面、控制器和执行器件连接,配线简单、维护方便、高速可靠.