操作ZYGO ZeGage Pro的標準流程
規范的操作流程是確保ZYGO 3D光學輪廓儀ZeGage Pro測量結果可靠性和重復性的基礎。遵循標準化的步驟,可以幫助用戶從樣品準備到最終報告生成,系統、高效地完成測量任務。
第一步:測量前準備與環境確認
在開始測量前,需要確認設備處于適宜的工作環境。應將儀器放置在穩固、無明顯振動的工作臺或光學平臺上,遠離門窗、通風口或大型設備等潛在振源。保持實驗室溫度相對恒定,避免陽光直射儀器,以減少熱漂移對測量的影響。開啟設備電源,啟動控制軟件,讓系統預熱一段時間以達到熱穩定狀態。同時,準備好待測樣品和必要的清潔工具、固定材料。
第二步:樣品準備與放置
樣品的狀態直接影響測量效果。使用適當的清潔方法(如吹氣球、無塵布、專用清潔劑)清除樣品表面的灰塵、指紋、油污等污染物。對于體積較小或不規則樣品,需使用真空吸盤、黏土或專用夾具將其穩固地固定在樣品臺或載物片上,并盡量使待測表面保持水平,以減少后續數據處理的傾斜校正量。
第三步:軟件啟動與樣品定位
運行測量控制軟件。通過軟件界面控制電動樣品臺(或手動調整),將樣品待測區域移動至視場中心附近。選擇合適的物鏡放大倍數:通常先用低倍物鏡進行大范圍觀察和粗略定位,找到感興趣區域后,再切換到合適的高倍物鏡進行精細測量。
第四步:對焦與干涉條紋優化
在軟件的實時預覽模式下,調節Z軸高度,使樣品表面在相機圖像中清晰成像。可利用軟件的自動對焦功能輔助完成。對于白光干涉測量,關鍵一步是找到并優化干涉條紋。在接近最jia 焦面時,屏幕上會出現彩色干涉條紋。微調Z軸,使視場內出現數條對比度清晰、寬度適中的干涉條紋。條紋質量的好壞會影響后續測量數據的信噪比。
第五步:測量參數設置
這是影響測量結果的重要環節。根據樣品特性(反射率、粗糙度)和測量目標,在軟件中設置相關參數:
掃描模式:一般選擇垂直掃描干涉模式。對于超光滑表面,可考慮使用相移干涉模式。
掃描范圍:設置Z軸掃描的起點和終點,確保覆蓋待測表面的最高點和最di 點。可利用軟件的“查找表面"功能進行預掃描來輔助確定。
掃描步長:決定Z軸方向的數據采樣密度。步長越小,垂直分辨率可能越高,但掃描時間會延長。需根據表面起伏程度和精度要求權衡。
光源強度與相機曝光:調整至干涉圖像亮度適中,避免過曝或欠曝,以獲得最jia 的干涉信號。
第六步:執行掃描與數據采集
確認參數無誤后,啟動掃描程序。儀器將按照設定自動完成Z軸掃描和圖像序列采集。在此期間,應避免觸碰設備或在其附近走動,以防振動干擾。掃描完成后,軟件會自動處理原始干涉圖數據,計算表面高度,生成初步的三維形貌圖。
第七步:數據處理與基本分析
在軟件中查看生成的三維形貌數據。首優良行必要的數據預處理:
調平:使用平面擬合工具去除因樣品放置傾斜造成的整體傾斜。
濾波:應用合適的數字濾波器(如高斯濾波)以平滑噪聲或分離不同空間頻率的表面成分(形狀、波紋度、粗糙度)。
無效點修補:對因信號丟失產生的數據空洞進行插值修補。
隨后,可利用三維可視化工具從不同角度和照明方向觀察表面形貌。
第八步:定量分析與測量
基于處理后的數據,進行具體的量化分析:
二維輪廓分析:在三維圖上任意劃線,提取該線的截面輪廓曲線,并測量高度、寬度、角度、半徑等。
三維粗糙度分析:選擇分析區域,按照ISO 25178等標準計算表面粗糙度參數,如Sa、Sq、Sz等。
幾何尺寸測量:直接測量點、線、面之間的距離、角度、面積、體積等。
臺階高度/膜厚測量:定義基準面,測量臺階高度差,用于薄膜厚度分析。
第九步:結果輸出與報告生成
將包含原始數據、處理步驟和分析結果的整個測量項目文件保存。利用軟件的報告生成器,選擇模板或自定義格式,將關鍵的三維視圖、二維輪廓圖、數據表格和統計圖表整合成一份完整的測試報告。報告可導出為PDF、Word或Excel等通用格式,便于存檔、分享或提交。
遵循這一標準流程,用戶可以系統性地完成大多數常規測量任務。隨著經驗的積累,可以進一步探索軟件的批處理、自動化腳本和高級分析功能,以適應更復雜的測量需求和提升工作效率。
操作ZYGO ZeGage Pro的標準流程